Вуглеводи (CH₂O)_n — це моноцукри (тріози, ерітрози, пентози, гексози) і поліцукри — полімери моноцукрів; крохмаль і клітковина (целюлоза) в рослин і глікоген у тварин складаються з 180—200 глюкозних залишків. Вуглеводи найбільш уживані. З окисленням вуглеводів у клітині виділяється 17,6 кДж/г енергії. У рослин формується целюлозна оболонка — своєрідний скелет клітини.

Білки, або протеїни — високомо-лекулярні сполуки, мономерами яких є залишки 20 амінокислот. Амінокислоти складаються з карбоксильної — COOH (кислотної), амінної — NH₂ (лужної) груп і радикала R, який може мати різну будову й елементарний склад. Амінокислоти сполучаються між собою пептидними зв'язками — атомом азоту одного амінокислотного залишку з атомом вуглецю — іншого. Амінокислоти розрізняються між собою розчинністю, електричним зарядом, довжиною, будовою радикалів тощо. Тому набір і послідовність різних амінокислотних залишків (первинна структура) в поліпептидному ланцюзі визначають будову, властивості і функції білка, його здатність набувати вторинної, третинної і четвертинної структури. Порушення цих структур під впливом різних фізичних і хімічних факторів спричинює втрату специфічності білка — його денатурацію.

Роль білків в організмі багатогранна: утворення структурних компонентів мембран та органоїдів; транспортування речовин; сприймання і передавання сигналів тощо.

Прості (РНК-аза) ферменти складаються лише з білків, складні (каталаза) — з білкового (апофермента) і небілкового (кофермента) компонентів. Вітаміни, атоми металів можуть бути коферментами. Залежно від типу каталізованої реакції ферменти поділяють на класи: оксидоредуктази — окислювально-відновні реакції; гідролази — гідроліз; трансферази — перенесення атомів, радикалів; ізомерази — ізомеризація та ін.

Ферменти — це своєрідні каталізатори: вони діють у звичайних умовах, не потребують підвищених тиску, температури тощо; їх оптимальна активність залежить від рН — одні активніші в кислому, другі — в нейтральному, треті — в лужному середовищах; вони розщеплюють сполуки й вивільняють енергію ступінчасто (порціями); діють лише на одну або кілька ідентичних сполук.

Ліпіди мають (проявляють) гідрофобні (водовідштовхувальні) властивості. Разом з білками і вуглеводами становлять основу клітинної мембрани. Розрізняють нейтральні ліпіди (жири), що складаються з гліцерину і вищих жирних кислот (олеїнової, пальмітинової, стеаринової тощо), і фосфоліпі-ди, до яких додатково входять фосфорна кислота та інші (холін, інозит) залишки. Різноманітність будови і функцій фосфоліпідів визначається зміною їхніх хімічних компонентів. Ліпіди нерозчинні у воді і є розчинниками для інших сполук (вітамінів), 3 окисленням 1г ліпідів виділяється 39,1кДж енергії. Вони беруть участь у перенесенні речовини через мембрани, зберігають тепло в організмі тощо.

Нуклеїнових кислот відомо два види — дезоксирибонуклеїнова (ДНЮ і рибонуклеїнова (РНК) кислоти (дод. 1). Мономерами цих полімерних сполук є ну клеотиди, сполучені між собою в ланцюги ковалентними 3 —5-фосфодіефірними зв'язками. Виділяють три види РНК: інформаційну (іРНК), або матричну (мРНК), транспортну (тРНК) і рибосомальну (рРНК).
Азотисті основи одного ланцюга молекули ДНК сполучені з основами іншого ланцюга за допомогою водневих зв'язків комплементарно, а саме: тимін тільки з аденіном, цитозин тільки з гуаніном (відповідно два і три Н-зв'язки). Тому, знаючи послідовність нуклеотидів одного ланцюга, визначають порядок розміщення їх в іншому ланцюзі.

Водневі зв'язки між нуклеотидами розриваються під час редуплікації (реплікації) — самоподвоєння ДНК, що забезпечує відтворення генетичної інформації від батьківської до дочірньої клітини (організму). Реплікація ДНК відбувається в інтерфазі перед поділом клітини.

Нуклеїнові кислоти вперше виділив швейцарець Ф.Мішер у 1868 р. з ядер клітин гнійних ран. Кожний нук-леотид складається з азотистої основи, рибози і залишку фосфорної кислоти. Важливими нуклеотидами клітини є аденілові нуклеотиди, що існують як самостійні функціональні сполуки. Це насамперед аденозинтрифосфорна кислота (АТР), в якій два з трьох фос-форних залишки є високоенергетичними (макроергічними). Синтезується АТР в цитоплазмі (гліколіз), мітохондріях під час окислювального фосфорилювання і в хлоропластах під час фотофосфорилювання. Акумульована в АТР енергія вивільняється (по 40кДж з відщепленням третього й другого фосфорного залишків) і використовується в енергоспоживчих процесах: синтезі сполук, осморегуляції тощо.

Крім АТР, відомий ще один вид енергетичних посередників — це протонний потенціал Δµ_H⁺, здатний перетворюватися в хімічну, осмотичну, механічну роботу і теплоту. Клітина може використовувати АТР як джерело енергії у водному середовищі (АТР добре розчинна у воді сполука), а в гідрофобному шарі мембран — протонний потенціал.

інформація з довідника:

Мусієнко М.М., Славний П.С. М91 Біологія: Основні поняття. - К.: Либідь, 1994. - 96 с. - Укр. і рос. мовами.