Přírodní látky

Přírodní látky tvoří základ živé hmoty. Mezi nejvýznamnější organické látky, které se vyskytují v přírodě, patří sacharidy (cukry), tuky (lipidy), bílkoviny (proteiny) a nukleové kyseliny. Většina z nich jsou tzv. makromolekulární látky, složené z tzv. makromolekul. Makromolekuly jsou molekuly složené z velkého počtu pravidelně se opakujících jednoduchých částí.

Nezbytnou součástí těl organizmů jsou kromě organických látek i látky anorganické a z nich především voda. Voda tvoří největší podíl lidského těla. Podobné je to i u většiny ostatních organizmů. Voda je pro život nezbytná, neboť v ní probíhají chemické procesy, které zajišťují většinu životně důležitých funkcí.

Sacharidy

Sacharidy (cukry) jsou organické sloučeniny, které mají v molekule obsaženy atomy uhlíku, vodíku a kyslíku. Jejich molekuly obsahují vždy jednu karbonylovou skupinu a více hydroxylových skupin. Jednoduché sacharidy se nazývají monosacharidy. Tyto se mohou dále spojovat ve složitější molekuly. Spojením dvou monosacharidů vznikají disacharidy, a spojením více monosacharidů vznikají polysacharidy.

V rostlinách vznikají při fotosyntéze z anorganických látek jednoduché sacharidy a ukládají se jako zásobní látky. Tyto sacharidy přijímají živočichové v potravě, jako zdroj energie. Sacharidy plní v organizmech tři základní funkce, zdroj energie, zásobní látka a stavební látka. Člověk využívá sacharidy i jako základní suroviny pro výrubu dalších materiálů, např. celulózu pro výrobu papíru.

Monosacharidy

Monosacharidy, jsou bílé, sladké krystalické látky, které jsou rozpustné ve vodě. Mezi nejvýznamnější monosacharidy patří glukóza a fruktóza. Glukóza vzniká při fotosyntéze v zelených rostlinách.

6CO₂ + 6H₂O ---> C₆H₁₂O₆ + O₂

Disacharidy

Disacharidy vznikají spojením dvou monosacharidů za uvolnění jedné molekuly vody. Nejrozšířenější disacharidy jsou sacharóza, laktóza a maltóza. Mají shodný sumární vzorec C₁₂H₂₂O₁₁.

Polysacharidy

Polysacharidy vznikají spojením velkého počtu molekul monosacharidů. Nejznámější polysacharidy jsou škrob a celulóza. Skládají se až z 30000 molekul glukózy. Polysacharidy plní v organizmech funkci zásobní a stavební.

Tuky

Tuky (lipidy) jsou estery vyšších (tzv. mastných) karboxylových kyselin a glycerolu. Tuky dělíme podle skupenství na pevné a kapalné a podle původu na rostlinné a živočišné. Pevné tuky jsou především estery kyseliny palmitové a kyseliny stearové. Kapalné tuky jsou estery především kyseliny olejové, proto jsou někdy nazývány jako oleje.

Rostlinné tuky se získávají lisováním nebo vyluhováním semen nebo plodů olejnatých rostlin. Takto získaný olej se dále upravuje. K nejvýznamnějším rostlinným tukům patří olivový olej, podzemnicový olej, řepkový olej, slunečnicový olej, konopný olej a další. Rostlinné oleje se pro potřeby potravinářství zpracovávají tzv. ztužováním. Při tomto procesu se olej za zvýšené teploty a tlaku probublává plynným vodíkem. Při tomto dochází k porušení dvojných vazeb v molekule a vznikají tzv. ztužené tuky neboli margaríny.

Živočišné tuky se připravují vytavováním (škvařením) živočišných tkání bohatých na tuky. Patří mezi ně především sádlo, hovězí lůj, rybí tuk a kostní tuk. Máslo je tuk živočišný, který se vyrábí stloukáním smetany.

Tuky mají nízkou teplotu tání, jsou nerozpustné ve vodě, jsou rozpustné v organických rozpouštědlech. Na vzduchu se snadno rozkládají.

Reakcí tuků s hydroxidem sodným nebo draselným vznikají mýdla. Mýdla jsou sodné nebo draselné soli mastných kyselin. Sodná mýdla jsou pevné látky, které se používají jako mycí nebo prací prostředky. Draselná mýdla jsou mazlavá a používají se jako dezinfekční prostředky. Reakce tuku s hydroxidem sodným nebo draselným se nazývá zmýdelňování neboli saponifikace.

Bílkoviny

Bílkoviny jsou makromolekulární, které se skládají z aminokyselin, které jsou spojeny tzv. peptidickou vazbou –CO–NH–. Bílkoviny obsažené v lidském těle jsou tvořeny 20 různými aminokyselinami. Rostliny vytvářejí bílkoviny z produktů fotosyntézy a z dusíkatých látek, které přijímají kořenovým systémem z půdy. Živočichové získávají bílkoviny z potravy.

Většina bílkovin je rozpustná ve vodě. Při zvýšení teploty nebo vlivem některých chemikálií dochází k rozpadu bílkovin na jednotlivé aminokyseliny. Tento proces označujeme jako denaturace bílkovin.

Bílkoviny rozdělujeme podle jejich funkce v organizmu na strukturní, které tvoří těla organizmů a mají stavební funkci, a regulační (biokatalyzátory), které usměrňují průběh chemických reakcí v organizmech.

Strukturní bílkoviny

Mezi strukturní proteiny patří kasein, který je součástí mléka, červené krevní barvivo hemoglobin, kolagen, který je součástí kostí, chrupavek a vaziva, nebo keratin, který je obsažen v kůži, vlasech, nehtech a peří. [2]

Regulační bílkoviny – biokatalyzátory

Biokatalyzátory jsou přírodní organické látky, které svým působením umožňují, ovlivňují a řídí průběh chemických reakcí v živém organizmu. Biokatalyzátory dělíme na enzymy, hormony a vitaminy. [2]

Enzymy ovlivňují většinu metabolických reakcí. Působí pouze na určitý druh látky nebo typ reakce. Ke svému působení vyžadují optimální podmínky, teplotu kolem 37 °C a většinou neutrální prostředí. Enzymy se využívají hojně v potravinářském, textilním nebo farmaceutickém průmyslu.

Hormony jsou biokatalyzátory, které regulují rovnováhu vnitřního prostředí. V organizmech se vytváří ve žlázách s vnitřní sekrecí. Jsou účinné i v nepatrném množství. Spolu s nervovým systémem se podílejí na řízení organizmu.

Vitaminy jsou organické sloučeniny, které již v malých dávkách ovlivňují některé chemické děje v organizmech. Vznikají především v tělech rostlin, živočichové je musí přijímat potravou. Vyvážený přísun vitaminů je nezbytný především pro správný růst a vývoj každého jedince. Vitaminy se označují velkými písmeny a některé ještě pravým dolním indexem, např. A, B₆, B₁₂, C, D, E atd. Vitaminy jsou rozpustné ve vodě, kromě vitaminů A, D, E a K, které jsou rozpustné v tucích. Provitaminy jsou látky, ze kterých si organizmus vytváří vitaminy sám. Oranžové barvivo karoten, je provitaminem vitaminu A.

 

Nukleové kyseliny

Nukleové kyseliny jsou složité makromolekulární látky. Jsou uloženy hlavně v buněčných jádrech, odkud pochází jejich název (latinsky nukleus = jádro). Existují dva základní typy nukleových kyselin DNA a RNA.

Deoxyribonukleová kyselina DNA

Molekula DNA má tvar dvojité šroubovice. Je složena z jednotlivých částí, tzv. nukleotidů. Pořadí těchto nukleotidů tvoří genetickou informaci. Určitý úsek DNA tvoří gen. DNA se nachází v chromozomech v jádře buňky. DNA určuje vývoj a vlastnosti jedince a je nositelkou dědičnosti.

Molekula DNA je tvořena kyselinou trihydrogenfosforečnou, sacharidem deoxyribózou, a dusíkatou bází. Jako dusíkaté báze se v molekulách DNA vyskytuje adenin, thymin, cytosin a guanin.

Ribonukleová kyselina RNA

Molekula RNA je jednoduchá šroubovice. Skládá se z nukleotidů, které se liší od nukleotidů DNA svým složením. RNA řídí v buňkách syntézu bílkovin z aminokyselin a určuje jejich vlastnosti.

Molekula RNA je tvořena kyselinou trihydrogenfosforečnou, sacharidem ribózou, a dusíkatou bází. Jako dusíkaté báze se v molekulách RNA vyskytuje adenin, cytosin, guanin a uracil.

 

Zpět na úvod