Органикалық заттар медицинада

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ. Сатпаев атындағы қазақ ұлттық техникалық университеті

Р е ф е р а т

Тақырыбы: Органикалық заттар медицинада

Орындаған: Жақсыбаев Б. Ж.

Тексерген: Ермағамбетов М. Е.

Алматы 2007ж.

Кіріспе

Жалпы органикалық заттардың медицинада қолданылуы деген яғни адам ағзасында органикалық заттардың кездесуі. Олар қажет мөлшерде болмауы адам ауруына алып баруы ғажап емес. Сондықтан да олар туралы айтып өту керек. Адам ағзасы органикалық заттардан құралған таңғажайып құрылыс.

Тірі организмдердщ химиялық құрамының ерекшеліп осыған дейін қарастырылды. Тірі организмді құрайтын заттар құрамында химиялық элементтердің қандай мөлшерде болатындығына байла-нысты атомдардың бірнеше топтарын бөлу қабылданған. Бірінші топты (шамамен клетка массасының 98 %-ы) төрт элемент құрай-ды: сутегі, оттегі, көміртегі және азот. Оларды макроэлементтер деп атайды. Олар барлық органикалық қосылыстардың негізгі компо-ненттері болып табылады. Екінші топқа екі элемент кіреді - күкірт және фосфор. Олар биологиялық полимерлер (грек тілінен - роіуз - көп, тегоз - бөлік) молекулаларының - белоктар мен нуклеин қышқылдарының қажетті қүрамдас бөлігі болып табылады. Атал-ған екі топ элементтерін биоэмменттер деп атайды.

Орта есеппен тірі организм клеткасы массасының 20-30%-ын органикалық заттар күрайды. Оларға биологиялық полимерлер - белоктар, нуклеин қышқылдары және көмірсулар, сондай-ақ майлар мен бірқатар кіші молекулалар - гормондар, пигмент-тер, АТФ және т. б. жатады. Әр түрлі клеткалар қүрамындағы органикалық заттардың мөлшері бірдей емес. Өсімдік клеткаларында күрделі көмірсулар - полисахаридтер, ал жануар клеткаларында бе-локтар мен майлар басым болады. Дегенмен, органикалық заттардың әр тобы клетканың кез-келген түрінде үқсас функцияларды атқара-ды.

Биологиялық полимерлер - белоктар.

Белоктардың клеткадағы қызметі алуан түрлі. Ең бір маңыздысы - пластикалық (құрылыс) қызметі: белоктар барлық клеткалық мембраналар мен клетка органоидтары-ньщ, сондай-ақ клетка аралық қүрылымдардың түзілуіне қатысады.

Белоктардың өте мащлзды қызметінің бірі - катализаторлық кіызметі. Барлық биологиялық ферменттер - белок текті заттар, олар клеткада жүретін химиялық реакцияларды он, жүз, тіпті мың есе жылдамдатады.

Белоктың бүл маңызды қызметіне тереңірек тоқталайық. "Катализ " термині биохимияда, катализаторлар кеңінен қолданатын химиялық өнеркәсіптегідей жиі қолданылды. Бүл термин сөзбе-сөз "шешу", "босау" деген мағынаны білдіреді. Катализаторларға жататын химиялық заттар химиялық реакцияларды жылдамдатады, ал катализаторлардың қүрамы реакциядан кейін де өзгеріссіз қалады. Катализаторлар қатысатын реакция түрлерінің алуан түрлілігіне қарамастан, катализаторлық реак-цияның мәні - бастапқы заттар-дың катализатормен бірге аралық қосылыстарды түзуінде. Бастапкьі заттар салыстырмалы түрде соңғы өнімдерге тез айналады, ал ката-лизатор реакцияға дейінгі күйін қалпына келтіреді. Ферменттер де катализаторлар болып табылады. Оларға катализдің барлық қасиет-тері тән. Бірақ, ферменттер белок текті болғандықтан олар ерекше қасиеттерге де ие. Сонымен, ферменттер мен бейорганикалық хи-миядан белгілі катализаторлар, (мысалы, платина, ванадий тотығы) реакциялардың басқа да бейорганикалық жылдамдатқыштары ара-сында қандай үқсастықтары және айырмашылықтары бар? Бір ғана бейорганикалық катализатордың өзі өндірістің көптеген салаларын-да пайдаланылады. Ал фермент болса бір ғана реакцияны немесе реакцияның тек бір түрін жылдамдатады, яғни ол бейорганикалық затқа қарағанда ерекше, тек белгілі бір реакцияға ғана пайдаланы-лады(З. З-сурет) .

Температура әрқашанда химиялық реакциялардың жылдамды-ғына әсер етеді. Бейорганикалық катализаторлар қатысында реак-циялардың көпшілігі өте жоғары температура жағдайында өтеді. Температура көтерілгенде реакция жылдамдығы әдетте жоғарылай-ды. Ферментативті реакциялар үшін температура тек белгілі бір дең-гейге дейінгі аралықта ғана көтеріле алады. Бүл температура аралығын оптималды температура деп атайды. (3. 4-сурет) . Темпера-тураның онан әрі жоғарылауы фермент молекуласының қүрылысы-ның өзгеруіне алып келеді, (белок денатурациясын қара), фермент молекуласының активтілігі алдымен төмендейді, кейін мүлде тоқтай-ды. Дегенмен, табиғи ыстық суларда тіршілік ететін микроорганизм-дердің кейбір ферменттері судың қайнау тепературасына жақын температураға шыдап қана қоймай, белсенділігін де жоғары дәреже-

де сақтайды.

Алайда, бүл микроорганизмдер үшін тіршілік ететін орта жағ-дайына сай температураның қолайлы шекті аралығы болады. Көптеген ферменттер үшін оптималды температура 35-40°С ара-лығы болып саналады.

Ферменттердің активтілігі клетка, орган және мүшелер қалып-ты тіршілік ете алатындай жағдайда ғана сақталады.

Бейорганикалық катализаторлар қатысымен өтетін реакциялар әдетте жоғары қысым жағдайында жүреді, ал ферменттер қатысында жүретін реакциялар қалыпты (атмосфералық) вд>ісым жағдайында өтеді. Ферменттердің басқа катализаторлардан басты айырмапы-лығы - ферменттердің қатысында өтетін реакциялар жылдамдығы бейорганикалық катализаторлар қатысында өтетін реакциялар жыл-дамдығынан он мың, кейде миллион есе жоғары жылдамдықта жүретіндігінде.

Барлығымызға белгілі түрмыста ағартқыш және дезинфекция-лайтын зат ретінде қолданылатын сутегінің асқын тотығы, катализа-торларсыз өте баяу ыдырайды.

Н ₂ О ₂ Н ₂ О + О

Ал, бейорганикалық катализатордың (темір түзы) қатысуымен реакция біршама тезірек жүреді. Барлық клетка қүрамында болатын каталаза ферменті осы реакцияны, яғни сутегінің асқын тотығын таңқаларлық жылдамдықпен ыдыратады: каталазаның молекуласы 1 минут ішінде 5 млн Н ₂ О ₂ ыдыратады.

Катализатордың әр түрлі реакциялардағы жылдамдатқыш әсері активтену энергиясына байланысты. Ал бүл реакцияның жүруіне қажетті молекулалардың өзара әрекетесуі кезінде түзілетін энергиясыз реакцияның жүруі мүмкін емес. Міне сондықтан, актив-тену энергиясы шамаларының жоғары болуына байланысты ағаш, қағаз, керосин және басқа да жанғыш заттар бөлме температурасын-да өзінен-өзі жанбайды. Егер оларды оттекті ортада қыздырса, яғни өзіндік активтену энер- гиясынан жоғары энергия бергенде ғана олардың жану мүмкіндігі артады. Қоршаған орта температурасы не-ғүрлым жоғары болған сайын жанғыш заттардың жануына қажетті қосымша энергияның мөлшері соғүрлым төмен болады, яғни актив-тену энергиясы төмен болады.

Биологиялық катализаторлар осьшдай "жылытқыштық" рөлін атқарады, олардың көмегімен көптеген молекулалар ешбір кедергісіз әрекеттесе алады.

Тірі организмдердің қозгалыс фунщиясын арнайы жиы-рылғыш белоктар қамтамасыз етеді. Бүл белоктар клеткалар мен организмдер жасауға қабілетті қозғалыстың барлық түрлеріне қатысады: қарапайымдылардағы - кірпікшелердің және талшық-тардың қозғалуы, көп клеткалы жануарлардағы еттердің жиы-рылуы, өсімдіктердегі өсімдік жапырағының қозғалуы және т. б.

Белоктардыц тасымалдық цызметі - химиялық элемент-терді (мысалы, гемоглобиннің оттегін тасуы) немесе биологиялық активті заттарды (гормондарды) өздеріне қосуы және оларды дене-нің әр түрі үлпалары мен мүшелеріне жеткізу. Арнайы транспорттық белоктар клетка ядросында синтезделген РНК-ны цитоплазмаға көшіреді. Клетканың сыртқы мембранасында транспорттық бе-локтар көп болады. Олар қоршаған ортадан цитоплазмаға әр түрлі заттарды тасымалдайды.

Организмге бөгде белоктар немесе микроорганизмдер түсе қалған жағдайда қанның ақ түйіршіктері - лейкоциттер антидене деп аталатын арнайы белокты заттарды түзеді. Олар организмдегі бөгде заттарды (антигендерді) молекулалардың кеңістік конфигура цияларының сәйкестік принципі бойынша ("кілт-құлып" принципі бойынша) қосып алады. Осы процесс нәтижесінде организмге зиян-сыз, усыз "антиген-антидене" комплесі түзіледі, кейін бүл комплекс фагоцитоз процесі нәтижесінде лейкоциттердің басқа түрлерімен жойылады, бүл - белоктардың кррганыштыц цызметі.

Белоктар клеткада энергия көздерінің бірі бола алады, яғни уііергетикальщ цызмет атқара алады. 1 грамм белок соңғы өнімдерге дейін толық ыдырауы кезінде 17, 6 кДж энергия бөлінеді. Бірақ бе-локтар мүндай қажеттілікке сирек пайдаланылады. Белок молекула-ларының ыдырауы кезінде босап шығатын амин кщшкщлдары жаңа белоктарды қүруға қажетті пластикалық алмасу реакцияларына қатысады.

Органикалық молекулалар - көмірсулар.

Көмірсулар немесе сахаридтер - органикалық қосылыстар, олардың жалпы формуласы С _п (Н ₂ О) _щ . Көмірсулардың көбісінде су молекулаларының саны көміртегі атомдарының санына сәйкес келеді. Сондықтан да бұл заттар көмірсулар деп аталады.

Жануар клеткасында көмірсулар 1-2 кейде 5%-дан аспай-тын мелшерде кездеседі. Көмірсулар өсімдік клеткаларында өте көп мөлшерде болады. Кейбір жағдайда олар өсімдіктің құрғақ массасының 90%-ын құрайды. (картоп түйнегі, түқым, т. б. ) Көмірсулар қарапайым және күрделі болып екіге бөлінеді.

Қарапайым кемірсулар моносахаридтер деп аталады. Молекула қүрамындағы көміртегі атомдарының санына байла-нысты моносахаридтер триоза - 3 атом, тетраза - 4 атом, пен-тоза - 5 атомды, қүрамында көміртегінің 6 атомы болса гексоза деп аталады. Алты көміртегі атомы бар моносахаридтер - гексо-залардың ішінде маңыздылары - глюкоза, фруктоза және галактоза. Глюкоза қанның қүрамында (0, 08-0, 12%) болады, пен-тозалар - рибоза мен дезоксирибоза - нуклеин кщшкылдары мен АТФ-тің қүрамына кіреді.

Егер бір молекулада екі моносахарид бірігетін болса, мүндай қосылыс дисахарид деп аталады. Дисахаридтерге қант іфізылшасы мен қант қүрағынан алынатын ас қанты - сахароза жа-тады, ол глюкозаның бір молекуласынан және фруктозаның бір моле-куласынан түрады. Дисахаридтерге сондай-ақ сүт қанты жатады, ол глюкоза мен галактоза молекулаларынан түзіледі.

Күрделі көмірсулар. Көп моносахаридтердің бірігуінен түзілген қосылыс - полисахаридтер деп аталады. Крахмал, гли-коген және целлюлоза сияқты полисахаридтердің мономерлері - глюкоза болып табылады.

Көмірсулар негізгі екі қызмет түрін атқарады: құрылыстық және энергетикалық. Мысалы, целлюлоза өсімдік клеткаларының қабырғаларын түзеді, ал күрделі полисахарид хитин - буынаяқты-лардың сыртқы қаңқасының негізгі қүрылымдық компоненті. Хитин саньірауқүлақтар денесінде де қүрылыс материалы болып табылады. Көмірсулар - клеткадағы энергияның негізгі көзі: 1 грамм көмірсу тотыққанда 17, 6 кДж энергия бөлініп шығады. Өсімдіктердегі крах-мал, жануарлардағы гликоген клеткаларда жиналып энергетикалық қор ретінде сақталады.

Органикалық малекулалар - майлар мен липидтер.

Майлар (липидтер) жоғары молекулалы май қышқылдары мен үш атомды глицерин спиртінің қосылыстары болып табыла-ды. Майлар суда ерімейді. Өйткені, олар гидрофобты (грек тілінен һусіог - су, рһоЬоз - қорқыныш) . Клеткада әрқашанда липоидтер деп аталатын гидрофобты май тәріздес заттар болады. Клеткадағы майдың мөлшері оның құрғақ массасының 5-15%-ын құрайды. Май ұлпаларының клеткаларындағы май мөлшері 90%-ға дейін жо-ғарылайды. Жануарлардың май ұлпаларының клеткаларында және өсімдіктердің түқымдары мен жемістерінің клеткаларында жиналған майлар - энергияның резервтік көзі болып табылады.

Организмде биохимиялық реакциялардың қалыпты журуіне қажетті гидрофобты органикалық қосылыстардың еріткіші ретінде майдың рөлі зор.

Үш май қышқылдары

Н 0

Н-С-О-С-СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₂ -СН ₃

н-с-о-с-сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₃

л-с-о-с-сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₂ -сн ₃

Н-С-О- Май қышқылы

3. 5-сурет. Майлардың қурылымы: 0

сол жақта - триглщерид, оң жақта - фосфолипид - _о_р_о_£_д

клеткалыц мембраналардың

негізі 0 Н

Майлар мен липоидтер құрылыс материалы болып табылады, және клетка мембранасының қүрамына кіреді (3. 5-сурет) . Өзінің на-шар жылу өткізгіштігінің арқасында май жылу сақтағыш қыз-метін атқарады. Жануарларда (түлендерде, киттерде) май тері астындағы үлпасында жиналады, киттерде бүл қабат 1 метрге дейін жетеді.

Майлардың негізгі қызметтерінің бірі - энергетикалық қызмет: 1 грамм май СО ₂ мен Н ₂ О-ға дейін ыдырағанда, 38, 9 кДж шергия бөлініп шығады.

Кейбір липоидтердың түзілуі, бірқатар гормондар синтезі-не дейін жүзеге асады. Мысалы, бүйрек үсті безі қыртысының гормондары. Демек, бүл заттарға зат алмасу процестерін реттеу функциясы да тән.

Биологиялық полимерлер - нуклейн қышқылы.

Нуклеин кьішқылдарының клеткадағы маңызы өте үлкен. Олар-іі. щ химиялық құрамының ерекшеліктері негізінде жеке дамудың бслгілі бір кезеңінде әр ұлпада синтезделген белок молекулалары-КЫҢ құрылысы туралы ақпаратты сақтауды, көшіруді және жас клет-каларға тұқымқуалаушылық қасиетін беруді қамтамасыз етеді.

Қасиеттер мен белгілердің көпшілігі белоктармен анықтала-і і. шдықтан нуклеин қьшщллдарының тұрақтылығы - клеткалардың цсөне біртұтас организмдердің қалыпты тіршілік әрекетінің ең басты шарты болатындығы түсінікті. Нуклеин қышьфілдары құрамындағы ксч-келген өзгеріс клеткалардың құрылысының өзгеруіне немесе олардағы физиологиялық процестердің белсенділігінің өзгеруіне, осылайша организмнің тіршілік ету қабілеттілігіне әсер етеді.

Алғашқы рет американдық биолог Дж. Уотсон мен ағылиын физигі Ф. Крик анықтаған нуклеин қышқылдарының қүрылысын іерттеу организмдердегі белгілер қалай түқым қуалайтынын және клеткалар мен клеткалық жүйелер - үлпалар мен мүшелердің - қызмет ету заңдылықтарын түсіну үшін ерекше манызды.

Нуклеин қышкщлдарының екі типі бар: ДНК және РНК Дсзоксирибонукленн кьииқылы ДНК. ДНК бір-бірімен байланысқан екі полинуклеотидтік тізбектен қүралған, биология-лық полимер. ДНК - молекулалық массасы үлкен полимер.

ДНК-ның әр тізбегін қүрайтын мономерлер қүрамына азотты тгіздер кіреді, олар: аденин (А) немесе тимин (Т), цитозин (Ц) немесе гуанин (Г), сондай-ақ бес атомды қант - пентоза - дезокси-рибоза (осы қантқа байланысты ДНК аты да осылай аталады) және фосфор цышцылының қалдыгы. ДНК-ның бір молекуласына 10 ⁸ кей-де одан да көп нуклеотидтер кіруі мүмкін (3. 6-сурет) .

Әр тізбектегі нуклеотидтер бір нуклеотидтің дезоксирибозасы мен келесі нуклотидтің фосфор қышқылының қалдығы арасында фосфордиэфирлі байланыстарды түзу арқылы өзара байланысады. Әр түрлі тізбектерді түзетін нуклеотидтер қүрамына кіретін азотты негіздердің арасында пайда болатын сутекті байланыстар арқылы, екі тізбек бір молекулаға бірігеді. Азотты негіздердің арасындағы мұндай байланыстар саны бірдей емес, осының салдарынан олар тек қана екі-екіден байланыса алады: бір полинуклотидтер тізбегінің А азотты негізі басқа тізбектің Т-сімен байланысқан, ал Г үш сутекті байланыс арқылы қарсы полинуклеотидті тізбектегі Ц азотты не-гізімен байланысқан. Нәтижесінде А-Т, Г-Ц жұптары түзілетін нуклеотидтердің мүндай таңдап бірігуге қабілеттілігі комплементар-льщ деп аталады (3. 7-сурет) . Егер бір тізбектегі негіздердің орнала-су реті белгілі болса (мысалы, Т-Ц-А-Т-Г), онда комплементарлық (толықтыру) принципіне сәйкес қарсы тізбектегі негіздердің орналасу реті белгілі болады (А-Г-Т-А-Ц) .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.