Органикалык зат – көмүртек камтыган химиялык кошулма. Көмүр кислотасы, карбиддер, карбонаттар, цианиддер жана көмүртектин оксиддери гана өзгөчөлүктөргө ээ.
Тарых
“Органикалык заттар” термининин өзү илимпоздордун күнүмдүк турмушунда химиянын алгачкы өнүгүү этабында пайда болгон. Ал кезде виталисттик дүйнө тааным үстөмдүк кылган. Бул Аристотель менен Плинийдин салттарынын уландысы болгон. Бул мезгилде эксперттер дүйнөнү жандуу жана жансыз деп бөлүү менен алек болушкан. Ошол эле учурда, бардык заттар, өзгөчө, ачык-айкын минералдык жана органикалык бөлүнөт. "Тирүү" заттардын кошулмаларын синтездөө үчүн өзгөчө "күч" керек деп эсептелген. Ал бардык тирүү жандыктарга мүнөздүү жана ансыз органикалык элементтер пайда боло албайт.
Заманбап илим үчүн күлкүлүү болгон бул билдирүү 1828-жылы Фридрих Вёлер аны эксперименталдык түрдө жокко чыгарганга чейин абдан узак убакыт бою үстөмдүк кылган. Ал органикалык эмес аммоний цианатынан органикалык карбамид ала алган. Бул химияны алдыга жылдырды. Бирок, азыркы учурда заттардын органикалык жана органикалык эмес болуп бөлүнүшү сакталып калган. Ал классификациянын негизин түзөт. Дээрлик 27 миллион органикалык кошулмалар белгилүү.
Эмне үчүн органикалык кошулмалар мынча көп?
Органикалык заттар, бир нечеден тышкары, көмүртек кошулмасы. Чынында, бул абдан кызык элемент. Көмүртек атомдорунан чынжыр түзө алат. Алардын ортосундагы байланыш туруктуу болушу абдан маанилүү.
Мындан тышкары, органикалык заттардагы көмүртек валенттүүлүгүн көрсөтөт - IV. Мына ушундан келип чыгат, бул элемент башка заттар менен бир гана эмес, эки жана үч эсе байланыш түзө алат. Алардын көптүгү көбөйгөн сайын атомдор тизмеги кыскарат. Ошол эле учурда туташуунун туруктуулугу гана жогорулайт.
Ошондой эле, көмүртек жалпак, сызыктуу жана үч өлчөмдүү түзүлүштөрдү түзүү жөндөмүнө ээ. Ошондуктан табиятта ар кандай органикалык заттар абдан көп.
Композиция
Жогоруда айтылгандай, органикалык заттар көмүртек кошулмалары болуп саналат. Жана бул абдан маанилүү. Органикалык кошулмалар мезгилдик системанын дээрлик бардык элементтери менен байланышканда пайда болот. Жаратылышта көбүнчө алардын курамына (көмүртектен тышкары) кычкылтек, суутек, күкүрт, азот жана фосфор кирет. Калган элементтер алда канча сейрек кездешет.
Касиеттер
Демек, органикалык заттар көмүртек кошулмасы. Бирок, ал жооп бериши керек болгон бир нече маанилүү критерийлер бар. Бардык органикалык заттар жалпы касиеттерге ээ:
1. Атомдордун ортосунда барбайланыштардын ар кандай типологиясы сөзсүз изомерлердин пайда болушуна алып келет. Биринчиден, алар көмүртек молекулаларынын биригишинен пайда болот. Изомерлер - молекулалык салмагы жана курамы бирдей, бирок химиялык жана физикалык касиеттери ар башка болгон ар кандай заттар. Бул кубулуш изомерия деп аталат.
2. Дагы бир критерий - гомология феномени. Бул кошуна заттардын формуласы мурункулардан бир топ CH2 менен айырмаланган органикалык кошулмалардын сериясы. Бул маанилүү касиет материал таанууда колдонулат.
Органикалык заттардын кандай класстары бар?
Органикалык кошулмалардын бир нече класстары бар. Алар баарына белгилүү. Бул белоктор, липиддер жана углеводдор. Бул топторду биологиялык полимерлер деп атоого болот. Алар ар кандай организмде клеткалык деңгээлде зат алмашууга катышат. Бул топко нуклеиндик кислоталар да кирет. Демек, биз органикалык заттарды биз күн сайын жеген нерсебиз, биз эмнеден жаралганбыз деп айта алабыз.
Белоктар
Белоктар структуралык компоненттерден - аминокислоталардан турат. Булар алардын мономерлери. Белокторду белок деп да аташат. Аминокислоталардын 200гө жакын түрү белгилүү. Алардын баары тирүү организмдерде кездешет. Бирок алардын жыйырмасы гана белоктун компоненттери. Алар негизги деп аталат. Бирок адабияттан анча популярдуу эмес терминдерди да таба аласыз - протеиногендик жана белок түзүүчү аминокислоталар. Органикалык заттардын бул классынын формуласында амин (-NH2) жана карбоксил (-COOH) компоненттери бар. Алар бири-бири менен бирдей көмүртек байланыштары аркылуу туташкан.
Белок функциялары
Өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын денесиндеги белоктор көптөгөн маанилүү кызматтарды аткарышат. Бирок негизгиси структуралык. Белоктор клетка мембранасынын негизги компоненттери жана клеткалардагы органеллдердин матрицасы. Биздин денебизде артериялардын, веналардын жана капиллярлардын бардык дубалдары, тарамыштар жана кемирчектер, тырмактар жана чачтар негизинен түрдүү белоктордон турат.
Кийинки функция ферментативдик. Протеиндер ферменттердин ролун аткарат. Алар денедеги химиялык реакцияларды катализдейт. Алар тамак сиңирүү трактындагы аш болумдуу заттардын бузулушуна жооптуу. Өсүмдүктөрдөгү ферменттер фотосинтез учурунда көмүртектин абалын аныктайт.
Белоктун кээ бир түрлөрү денеде кычкылтек сыяктуу ар кандай заттарды алып жүрүшөт. Органикалык заттар да аларга кошула алат. Транспорт функциясы ушундайча иштейт. Белоктор кан тамырлар аркылуу металл иондорун, май кислоталарын, гормондорду жана, албетте, көмүр кычкыл газын жана гемоглобинди алып жүрүшөт. Ташуу клеткалар аралык деңгээлде да болот.
Протеиндик кошулмалар - иммуноглобулиндер - коргоочу функцияга жооп берет. Булар кандын антителолору. Мисалы, тромбин жана фибриноген коагуляция процессине активдүү катышат. Ошентип, алар көбүрөөк кан жоготууга жол бербейт.
Белоктар жыйрылуу функциясын аткарууга да жооптуу. Миозин жана актин протофибрилдери бири-бирине салыштырмалуу тынымсыз жылма кыймылдарды жасагандыктан, булчуң жипчелери жыйрылып турат. Бирок бир клеткалуу организмдерде да окшошпроцесстер. Бактерия флагелласынын кыймылы протеиндик мүнөздөгү микротүтүкчөлөрдүн жылышына да түздөн-түз байланыштуу.
Органикалык заттардын кычкылданышы чоң көлөмдөгү энергияны бөлүп чыгарат. Бирок, эреже катары, белоктор энергия муктаждыктары үчүн өтө сейрек керектелет. Бул бардык запастар түгөнгөндө болот. Бул үчүн липиддер жана углеводдор эң ылайыктуу. Демек, белоктор энергетикалык функцияны аткара алат, бирок белгилүү бир шарттарда гана.
Липиддер
Майга окшош кошулма дагы органикалык зат. Липиддер эң жөнөкөй биологиялык молекулаларга кирет. Алар сууда эрибейт, бирок бензин, эфир, хлороформ сыяктуу полярдуу эмес эритмелерде ажырайт. Алар бардык тирүү клеткалардын бир бөлүгү болуп саналат. Химиялык жактан липиддер спирттердин жана карбон кислоталарынын эфирлери болуп саналат. Алардын эң белгилүүлөрү майлар. Жаныбарлардын жана өсүмдүктөрдүн денесинде бул заттар көптөгөн маанилүү кызматтарды аткарышат. Көптөгөн липиддер медицинада жана өнөр жайда колдонулат.
Липиддердин функциялары
Бул органикалык химиялык заттар клеткалардагы белоктор менен бирге биологиялык мембраналарды түзөт. Бирок алардын негизги милдети - энергия. Майдын молекулалары кычкылданганда абдан чоң энергия бөлүнүп чыгат. Ал клеткаларда АТФ пайда болушуна барат. Липиддер түрүндө организмде бир топ энергия запастары топтолушу мүмкүн. Кээде алар кадимки жашоону ишке ашыруу үчүн зарыл болгондон да көп. Патологиялык өзгөрүүлөр менен метаболизм "май" клеткалары, ал көбүрөөк болуп калат. Бироккалыстык үчүн, мындай ашыкча запастар жаныбарларды жана өсүмдүктөрдү кыштоо үчүн жөн гана зарыл экенин белгилей кетүү керек. Көптөгөн адамдар дарактар жана бадалдар суук мезгилде топурак менен азыктанат деп эсептешет. Чындыгында алар жай мезгилинде даярдаган майлардын жана майлардын запастарын пайдаланып жатышат.
Адамдын жана жаныбардын организминде майлар коргоочу функцияны да аткара алат. Алар тери астындагы ткандарда жана бөйрөк жана ичеги сыяктуу органдардын айланасында топтолот. Ошентип, алар механикалык бузулуулардан, башкача айтканда, соккудан жакшы коргоо болуп кызмат кылат.
Мындан тышкары, майлардын жылуулук өткөргүчтүгү төмөн, бул жылуулукту сактоого жардам берет. Бул өзгөчө суук климатта абдан маанилүү. Деңиз жаныбарларында тери астындагы май катмары да жакшы сүзүүгө өбөлгө түзөт. Бирок канаттууларда липиддер сууну өткөрбөйт жана майлоочу кызматтарды да аткарышат. Мом алардын жүнүн каптап, ийкемдүү кылат. Кээ бир өсүмдүк түрлөрүнүн жалбырактары бирдей капталган.
Углеводдор
Органикалык формула C (H2O)m класс карбонгидрат. Бул молекулалардын аталышы аларда суу менен бирдей өлчөмдө кычкылтек жана суутек бар экенин билдирет. Бул химиялык элементтерден тышкары, кошулмалар, мисалы, азотту камтышы мүмкүн.
Клеткадагы углеводдор органикалык бирикмелердин негизги тобу болуп саналат. Булар фотосинтез процессинин негизги продуктылары. Алар ошондой эле башка өсүмдүктөрдүн синтезинин алгачкы продуктулары болуп саналатспирттер, органикалык кислоталар жана аминокислоталар сыяктуу заттар. Углеводдор да жаныбарлардын жана козу карындардын клеткаларынын бир бөлүгү болуп саналат. Алар ошондой эле бактериялардын жана протозойлордун негизги компоненттеринин арасында кездешет. Демек, жаныбарлардын клеткасында алар 1ден 2%ке чейин, ал эми өсүмдүк клеткасында алардын саны 90% жетиши мүмкүн.
Бүгүнкү күндө углеводдордун үч гана тобу бар:
- жөнөкөй канттар (моносахариддер);
- ырааттуу туташкан жөнөкөй канттардын бир нече молекулаларынан турган олигосахариддер;
- полисахариддер, аларда 10дон ашык моносахариддердин молекулалары жана алардын туундулары бар.
Углевод функциялары
Клеткадагы бардык органикалык заттар белгилүү кызматтарды аткарышат. Мисалы, глюкоза негизги энергия булагы болуп саналат. Ал бардык тирүү организмдердин клеткаларында ажырайт. Бул клеткалык дем алуу учурунда болот. Гликоген жана крахмал энергиянын негизги булагы болуп саналат, биринчиси жаныбарларда, экинчиси өсүмдүктөрдө.
Углеводдор да структуралык функцияны аткарат. Целлюлоза өсүмдүк клеткасынын дубалынын негизги компоненти болуп саналат. Ал эми муунак буттууларда хитин ушул эле функцияны аткарат. Ал жогорку козу карындардын клеткаларында да кездешет. Мисал катары олигосахариддерди ала турган болсок, анда алар цитоплазмалык мембрананын бир бөлүгү – гликолипиддер жана гликопротеиддер түрүндө. Ошондой эле, гликокаликс көбүнчө клеткаларда аныкталат. Пентозалар нуклеиндик кислоталардын синтезине катышат. Бул учурда дезоксирибоза ДНКга, ал эми рибоза РНКга кирет. Ошондой эле, бул компоненттер коферменттерде, мисалы, FAD,NADP жана NAD.
Углеводдор организмде коргоочу функцияны да аткара алат. Жаныбарларда гепарин заты кандын тез уюшун алдын алат. Ал ткандардын бузулушу учурунда пайда болуп, тамырларда уюган кандын пайда болушуна тоскоол болот. Гепарин гранулалардагы мачта клеткаларында көп санда болот.
Нуклеиндик кислоталар
Белоктар, углеводдор жана липиддер органикалык заттардын бардык эле белгилүү класстары эмес. Химия нуклеиндик кислоталарды да камтыйт. Булар фосфор камтыган биополимерлер. Алар бардык жандыктардын клетка ядросунда жана цитоплазмасында болуу менен генетикалык маалыматтардын берилишин жана сакталышын камсыздайт. Бул заттар лосось сперматозоиддерин изилдеген биохимик Ф. Мишердин аркасында ачылган. Бул "кокустан" ачылыш болду. Бир аз убакыт өткөндөн кийин, РНК жана ДНК да бардык өсүмдүк жана жаныбарлардын организмдеринде табылган. Нуклеиндик кислоталар козу карындардын жана бактериялардын, ошондой эле вирустардын клеткаларында да бөлүнүп алынган.
Жалпысынан жаратылышта нуклеиндик кислоталардын эки түрү кездешет - рибонуклеиндик (РНК) жана дезоксирибонуклеиндик (ДНК). Айырмачылык аталышынан көрүнүп турат. ДНКда беш көмүртектүү кант болгон дезоксирибоза бар. Ал эми рибоза РНК молекуласында болот.
Нуклеин кислоталары органикалык химия тарабынан изилденет. Изилдөө үчүн темалар да медицина тарабынан белгиленет. ДНК коддорунда окумуштуулар ача элек көптөгөн генетикалык оорулар бар.
