W przyrodzie istnieją dwie grupy substancji: organiczne i nieorganiczne. Te ostatnie obejmują związki takie jak węglowodory, alkiny, alkeny, alkohole, lipidy, kwasy nukleinowe i inne, białka, węglowodany, aminokwasy. Do czego służą te substancje, powiemy w tym artykule. Wszystkie związki organiczne zawierają atomy węgla i wodoru. Mogą również zawierać tlen, siarkę, azot i inne pierwiastki. Nauka badająca białka, kwasy, tlenki, aminokwasy to chemia. Bada właściwości i cechy każdej grupy substancji.
Aminokwasy – do czego służą te substancje?
Są bardzo ważne dla organizmu każdej żywej istoty na planecie, ponieważ są składnikiem najważniejszych substancji - białek. W sumie istnieje dwadzieścia jeden aminokwasów, z których powstają te związki. Każdy zawiera atomy wodoru, azotu, węgla i tlenu. Struktura chemiczna tych substancji ma grupę aminową NH2, od której pochodzi nazwa.
Jak aminokwasy tworzą białka?
Danesubstancje organiczne powstają w czterech etapach, ich struktura składa się ze struktur pierwszorzędowych, drugorzędowych, trzeciorzędowych i czwartorzędowych. Każdy z nich ma specyficzne właściwości białka. Podstawowy określa liczbę i kolejność rozmieszczenia aminokwasów w łańcuchu polipeptydowym. Drugorzędna to struktura alfa helisy lub beta. Te pierwsze powstają w wyniku skręcenia łańcucha polipeptydowego i występowania wiązań wodorowych w obrębie jednego.
Drugi - ze względu na powstawanie wiązań między grupami atomów różnych łańcuchów polipeptydowych. Struktura trzeciorzędowa to połączone ze sobą struktury alfa helisy i beta. Może być dwojakiego rodzaju: fibrylarny i kulisty. Pierwszy to długi wątek. Białka o takiej strukturze to fibryna, miozyna, znajdujące się w tkankach mięśniowych i inne. Drugi ma postać cewki, do białek kulistych należą np. insulina, hemoglobina i wiele innych. W organizmie żywych istot za syntezę białek z aminokwasów odpowiedzialne są specjalne organelle komórkowe, rybosomy. Informacje o produkowanych białkach są kodowane w DNA i przenoszone do rybosomów przez RNA.
Co to są aminokwasy?
Związki, z których powstają białka, istnieje tylko dwadzieścia jeden w naturze. Niektóre z nich organizm ludzki jest w stanie syntetyzować w toku metabolizmu (metabolizmu), podczas gdy inne nie. Na ogół w przyrodzie występują takie aminokwasy: histydyna, walina, lizyna, izoleucyna, leucyna, treonina, metionina, fenyloalanina, tryptofan, cysteina,tyrozyna, arginina, alanina, glutamina, asparagina, glicyna, prolina, karnityna, ornityna, tauryna, seryna. Pierwszych dziewięć aminokwasów wymienionych powyżej jest niezbędnych. Są też warunkowo niezbędne – takie, które organizm może wykorzystać zamiast niezastąpionych w skrajnych przypadkach. Są to na przykład tyrozyna i cysteina. Pierwszy można stosować zamiast fenyloalaniny, a drugi – jeśli nie ma metioniny. Niezbędne aminokwasy w żywności są warunkiem zdrowej diety.
Jaką żywność zawierają?
- Walina - mięso, ryby.
- Histydyna - gryka, zboża, czerwona ryba, wieprzowina, drób.
- Izoleucyna - jajka, mięso, ryby, mleko, ser, twarożek.
- Leucyna - to samo co izoleucyna.
- Metionina - zboża, orzeszki ziemne, orzechy włoskie, pistacje, ziarna.
- Treonina - mięso, zboża, grzyby.
- Tryptofan - indyk, królik, wieprzowina, ostrobok.
- Fenyloalanina - mięso, fasola, groch, soczewica, soja, ryby, twarożek, mleko, ser.
Wszystkie inne aminokwasy w żywności spożywanej przez ludzi mogą nie być zawarte, ponieważ organizm jest w stanie wyprodukować je samodzielnie, ale nadal pożądane jest, aby niektóre z nich pochodziły z pożywienia. Większość nieistotnych aminokwasów znajduje się w tych samych produktach spożywczych, co te niezbędne, tj. mięso, ryby, mleko – te produkty, które są bogate w białko.
Rola każdego aminokwasu w organizmie człowieka
Każda z tych substancji pełni w organizmie określoną funkcję. Niezbędny do kompletnegoAminokwasy są niezbędne do życia, dlatego bardzo ważne jest spożywanie pokarmów z wystarczającą ich ilością.
Ponieważ głównym budulcem naszego organizmu jest białko, możemy powiedzieć, że najważniejszymi i niezbędnymi substancjami są aminokwasy. Dlaczego są niezastąpione, powiemy ci teraz. Jak już wspomniano powyżej, do tej grupy aminokwasów należą histydyna, walina, leucyna, izoleucyna, treonina, metionina, fenyloalanina, tryptofan. Każdy z tych związków chemicznych pełni w organizmie określoną rolę. Tak więc walina jest niezbędna do pełnego wzrostu, więc pokarmy bogate w nią muszą być zawarte w wystarczających ilościach w diecie dzieci, młodzieży i sportowców, którzy muszą zwiększyć koncentrację masy mięśniowej. Ważną rolę odgrywa również histydyna – bierze udział w procesie regeneracji tkanek, wchodzi w skład hemoglobiny (dlatego przy niskiej zawartości we krwi zaleca się zwiększenie ilości spożywanej kaszy gryczanej). Leucyna jest potrzebna organizmowi do syntezy białek, a także do utrzymania aktywności układu odpornościowego na odpowiednim poziomie.
Lizyna - bez tej substancji wapń po prostu nie będzie wchłaniany przez organizm, dlatego nie należy dopuszczać do niedoborów tego aminokwasu - trzeba włączyć do diety więcej ryb, serów i innych nabiału. Tryptofan jest potrzebny do produkcji witaminy B, a także hormonów regulujących głód i nastrój. Substancja ta jest częścią leków, które pomagają uspokoić i wyeliminować bezsenność. Fenyloalanina jest wykorzystywana przez organizm do produkcji hormonów, takich jak tyrozyna i adrenalina. Ta substancja może być również częścią leków przepisywanych na bezsenność lub depresję.
Aminokwasy pod względem chemicznym
Wiesz już, że składnikami białek i substancji niezbędnych dla człowieka są aminokwasy. Do czego służą te związki, już rozważaliśmy, teraz przejdźmy do ich właściwości chemicznych.
Chemiczne właściwości aminokwasów
Każdy z nich jest małą indywidualnością, chociaż mają wspólne cechy. Ponieważ skład aminokwasów może być różny i zawierać różne pierwiastki chemiczne, właściwości będą nieco inne. Cechą wspólną dla wszystkich substancji z tej grupy jest zdolność kondensacji do peptydów. Aminokwasy mogą również reagować z kwasem azotawym, tworząc hydroksykwasy, wodę i azot.
Ponadto wchodzą w interakcję z alkoholami. W tym przypadku powstaje sól chlorowodorkowa eteru i wody. Do takiej reakcji niezbędna jest obecność kwasu chlorowodorowego w stanie skupienia gazowego jako katalizatora.
Jak wykryć ich obecność?
Aby określić obecność tych substancji, przeprowadza się specjalne reakcje jakościowe aminokwasów. Na przykład, aby wykryć cysteinę, należy dodać octan ołowiu, a także zastosować ciepło i środowisko alkaliczne. W którejpowinien powstać siarczek ołowiu, który wytrąca czerń. Również ilość aminokwasu w roztworze można określić dodając do niego kwas azotawy. Rozpoznają to po ilości uwolnionego azotu.
