Üzvi maddə tərkibində karbon olan kimyəvi birləşmədir. Yalnız istisnalar karbon turşusu, karbidlər, karbonatlar, siyanidlər və karbon oksidləridir.
Tarix
“Üzvi maddələr” termininin özü kimyanın ilkin inkişafı mərhələsində alimlərin gündəlik həyatında peyda olmuşdur. O dövrdə vitalist dünyagörüşləri üstünlük təşkil edirdi. Bu, Aristotel və Plininin ənənələrinin davamı idi. Bu dövrdə ekspertlər dünyanı canlı və cansıza bölməklə məşğul idilər. Eyni zamanda, bütün maddələr istisnasız olaraq mineral və üzvi maddələrə aydın şəkildə bölündü. "Canlı" maddələrin birləşmələrinin sintezi üçün xüsusi bir "güc" lazım olduğuna inanılırdı. O, bütün canlılara xasdır və onsuz üzvi elementlər əmələ gələ bilməz.
Müasir elm üçün gülünc olan bu ifadə 1828-ci ildə Fridrix Wöhler bunu eksperimental olaraq təkzib edənə qədər çox uzun müddət üstünlük təşkil etdi. O, qeyri-üzvi ammonium siyanatdan üzvi karbamid əldə edə bildi. Bu, kimyanı irəli apardı. Bununla belə, indiki dövrdə maddələrin üzvi və qeyri-üzvi bölünməsi qorunub saxlanılmışdır. Bu təsnifatın əsasını təşkil edir. Təxminən 27 milyon üzvi birləşmə məlumdur.
Niyə bu qədər üzvi birləşmələr var?
Üzvi maddə, bir neçə istisna olmaqla, karbon birləşməsidir. Əslində bu çox maraqlı elementdir. Karbon atomlarından zəncir əmələ gətirə bilir. Aralarındakı əlaqənin sabit olması çox vacibdir.
Bundan başqa, üzvi maddələrdə karbon valentlik nümayiş etdirir - IV. Buradan belə nəticə çıxır ki, bu element digər maddələrlə təkcə tək deyil, həm də ikiqat və üçlü əlaqə yarada bilir. Onların çoxluğu artdıqca, atomların zənciri qısalacaq. Eyni zamanda, əlaqənin sabitliyi yalnız artır.
Həmçinin, karbon düz, xətti və üçölçülü strukturlar yaratmaq qabiliyyətinə malikdir. Buna görə təbiətdə çoxlu müxtəlif üzvi maddələr var.
Tərkibi
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, üzvi maddələr karbon birləşmələridir. Və bu çox vacibdir. Üzvi birləşmələr dövri cədvəlin demək olar ki, hər hansı bir elementi ilə əlaqəli olduqda yaranır. Təbiətdə ən çox onların tərkibinə (karbondan əlavə) oksigen, hidrogen, kükürd, azot və fosfor daxildir. Qalan elementlər daha nadirdir.
Xüsusiyyətlər
Beləliklə, üzvi maddə karbon birləşməsidir. Bununla belə, cavab verməli olduğu bir neçə vacib meyar var. Bütün üzvi mənşəli maddələr ümumi xüsusiyyətlərə malikdir:
1. Atomlar arasında mövcud olanbağların müxtəlif tipologiyası istər-istəməz izomerlərin yaranmasına səbəb olur. İlk növbədə, onlar karbon molekullarının birləşməsindən əmələ gəlir. İzomerlər eyni molekulyar çəki və tərkibə malik, lakin müxtəlif kimyəvi və fiziki xassələrə malik olan müxtəlif maddələrdir. Bu fenomen izomerizm adlanır.
2. Başqa bir meyar homologiya fenomenidir. Bunlar qonşu maddələrin formulasının əvvəlkilərdən bir qrup CH2 ilə fərqləndiyi üzvi birləşmələr seriyasıdır. Bu mühüm xüsusiyyət material elmində tətbiq edilir.
Üzvi maddələrin sinifləri hansılardır?
Üzvi birləşmələrin bir neçə sinfi var. Onlar hamıya məlumdur. Bunlar zülallar, lipidlər və karbohidratlardır. Bu qrupları bioloji polimerlər adlandırmaq olar. Onlar hər hansı bir orqanizmdə hüceyrə səviyyəsində maddələr mübadiləsində iştirak edirlər. Bu qrupa nuklein turşuları da daxildir. Beləliklə deyə bilərik ki, üzvi maddələr hər gün yediyimiz şeydir, nədən əmələ gəlirik.
Zülallar
Zülallar struktur komponentlərdən - amin turşularından ibarətdir. Bunlar onların monomerləridir. Zülallara zülallar da deyilir. 200-ə yaxın amin turşusu növü məlumdur. Onların hamısı canlı orqanizmlərdə olur. Ancaq onlardan yalnız iyirmisi zülalların tərkib hissəsidir. Onlara əsas deyilir. Ancaq ədəbiyyatda daha az populyar terminlər də tapa bilərsiniz - proteinogen və protein əmələ gətirən amin turşuları. Bu sinif üzvi maddələrin düsturunda amin (-NH2) və karboksil (-COOH) komponentləri var. Onlar bir-birinə eyni karbon bağları ilə bağlıdır.
Protein Funksiyaları
Bitki və heyvanların orqanizmindəki zülallar bir çox mühüm funksiyaları yerinə yetirir. Ancaq əsas olan strukturdur. Zülallar hüceyrə membranının əsas komponentləri və hüceyrələrdə orqanoidlərin matriksidir. Bədənimizdə damarların, damarların və kapilyarların, vətərlərin və qığırdaqların, dırnaqların və saçların bütün divarları əsasən müxtəlif zülallardan ibarətdir.
Növbəti funksiya enzimatikdir. Zülallar ferment kimi fəaliyyət göstərir. Bədəndəki kimyəvi reaksiyaları katalizləyirlər. Onlar həzm sistemində qida maddələrinin parçalanmasından məsuldurlar. Bitkilərdə fermentlər fotosintez zamanı karbonun yerini təyin edir.
Bəzi zülal növləri bədəndə oksigen kimi müxtəlif maddələr daşıyır. Üzvi maddələr də onlara qoşula bilir. Nəqliyyat funksiyası belə işləyir. Zülallar qan damarları vasitəsilə metal ionlarını, yağ turşularını, hormonları və təbii ki, karbon dioksidi və hemoglobini daşıyır. Nəqliyyat həmçinin hüceyrələrarası səviyyədə baş verir.
Protein birləşmələri - immunoqlobulinlər qoruyucu funksiyadan məsuldur. Bunlar qan antikorlarıdır. Məsələn, trombin və fibrinogen laxtalanma prosesində fəal iştirak edir. Beləliklə, daha çox qan itkisinin qarşısını alırlar.
Zülallar da kontraktil funksiyanı yerinə yetirməkdən məsuldur. Miyozin və aktin protofibrillərinin davamlı olaraq bir-birinə nisbətən sürüşmə hərəkətləri etməsi səbəbindən əzələ lifləri büzülür. Ancaq hətta birhüceyrəli orqanizmlərdə də oxşardırproseslər. Bakterial flagellaların hərəkəti həm də zülal xarakterli mikrotubulların sürüşməsi ilə birbaşa bağlıdır.
Üzvi maddələrin oksidləşməsi böyük miqdarda enerji buraxır. Lakin, bir qayda olaraq, zülallar enerji ehtiyacları üçün çox nadir hallarda istehlak olunur. Bu, bütün ehtiyatlar tükəndikdə baş verir. Bunun üçün lipidlər və karbohidratlar ən uyğundur. Buna görə də, zülallar enerji funksiyasını yerinə yetirə bilər, ancaq müəyyən şərtlər altında.
Lipidlər
Yağ kimi birləşmə də üzvi maddədir. Lipidlər ən sadə bioloji molekullara aiddir. Onlar suda həll olunmur, lakin benzin, efir və xloroform kimi qeyri-polyar məhlullarda parçalanır. Onlar bütün canlı hüceyrələrin bir hissəsidir. Kimyəvi cəhətdən lipidlər spirtlərin və karboksilik turşuların efirləridir. Onlardan ən məşhuru yağlardır. Heyvanların və bitkilərin orqanizmində bu maddələr bir çox mühüm funksiyaları yerinə yetirir. Bir çox lipidlər tibb və sənayedə istifadə olunur.
Lipidlərin funksiyaları
Bu üzvi kimyəvi maddələr hüceyrələrdəki zülallarla birlikdə bioloji membranlar əmələ gətirir. Lakin onların əsas funksiyası enerjidir. Yağ molekulları oksidləşdikdə böyük miqdarda enerji ayrılır. Hüceyrələrdə ATP meydana gəlməsinə gedir. Lipidlər şəklində bədəndə əhəmiyyətli miqdarda enerji ehtiyatı toplana bilər. Bəzən normal həyatın həyata keçirilməsi üçün lazım olandan daha çox olurlar. "Yağ" hüceyrələrinin metabolizmasında patoloji dəyişikliklərlə daha çox olur. Baxmayaraq kiədalət naminə qeyd etmək lazımdır ki, belə həddindən artıq ehtiyatlar qış yuxusuna gedən heyvanlar və bitkilər üçün sadəcə zəruridir. Bir çox insanlar soyuq dövrdə ağacların və kolların torpaqla qidalandığına inanırlar. Əslində, onlar yayda hazırladıqları yağ və yağ ehtiyatlarını istifadə edirlər.
İnsan və heyvan orqanizmində yağlar həm də qoruyucu funksiyanı yerinə yetirə bilir. Onlar dəri altı toxumada və böyrəklər və bağırsaqlar kimi orqanların ətrafında yerləşdirilir. Beləliklə, onlar mexaniki zədələrdən, yəni zərbədən yaxşı qorunma rolunu oynayır.
Bundan əlavə, yağlar aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir və bu, isti saxlamağa kömək edir. Bu, xüsusilə soyuq iqlimlərdə çox vacibdir. Dəniz heyvanlarında dəri altı yağ təbəqəsi də yaxşı üzmə qabiliyyətinə kömək edir. Lakin quşlarda lipidlər su itələyici və sürtkü funksiyasını da yerinə yetirir. Mum onların tüklərini örtür və onları daha elastik edir. Bəzi bitki növlərinin yarpaqlarında eyni örtük var.
Karbohidratlar
Üzvi düstur C (H2O)m birləşmənin aid olub olmadığını göstərir sinif karbohidratlar. Bu molekulların adı onların tərkibində su ilə eyni miqdarda oksigen və hidrogen olması faktına istinad edir. Bu kimyəvi elementlərə əlavə olaraq birləşmələrdə, məsələn, azot ola bilər.
Hüceyrədəki karbohidratlar üzvi birləşmələrin əsas qrupudur. Bunlar fotosintez prosesinin əsas məhsullarıdır. Onlar həmçinin digər bitkilərdə sintezin ilkin məhsullarıdırspirtlər, üzvi turşular və amin turşuları kimi maddələr. Karbohidratlar da heyvanların və göbələklərin hüceyrələrinin bir hissəsidir. Onlar həmçinin bakteriya və protozoaların əsas komponentləri arasındadır. Beləliklə, heyvan hüceyrəsində onlar 1-2%-dir, bitki hüceyrəsində isə onların sayı 90%-ə çata bilər.
Bu gün yalnız üç qrup karbohidrat var:
- sadə şəkərlər (monosakkaridlər);
- ardıcıl bağlanmış sadə şəkərlərin bir neçə molekulundan ibarət oliqosakaridlər;
- polisaxaridlər, onların tərkibində 10-dan çox monosaxarid molekulu və onların törəmələri var.
Karbohidrat funksiyaları
Hüceyrədəki bütün üzvi maddələr müəyyən funksiyaları yerinə yetirir. Beləliklə, məsələn, qlükoza əsas enerji mənbəyidir. Bütün canlı orqanizmlərin hüceyrələrində parçalanır. Bu, hüceyrə tənəffüsü zamanı baş verir. Glikogen və nişasta əsas enerji mənbəyidir, birincisi heyvanlarda, ikincisi isə bitkilərdədir.
Karbohidratlar da struktur funksiyasını yerinə yetirir. Sellüloza bitki hüceyrə divarının əsas komponentidir. Artropodlarda isə xitin eyni funksiyanı yerinə yetirir. Daha yüksək göbələklərin hüceyrələrində də olur. Nümunə olaraq oliqosakaridləri götürsək, onda onlar sitoplazmatik membranın bir hissəsidir - qlikolipidlər və qlikoproteinlər şəklində. Həmçinin, qlikokaliks tez-tez hüceyrələrdə aşkar edilir. Pentozalar nuklein turşularının sintezində iştirak edirlər. Bu zaman dezoksiriboza DNT-yə, riboza isə RNT-yə daxil olur. Həmçinin, bu komponentlər koenzimlərdə, məsələn, FAD-da,NADP və NAD.
Karbohidratlar da orqanizmdə qoruyucu funksiyanı yerinə yetirməyə qadirdir. Heyvanlarda heparin maddəsi aktiv olaraq sürətli qan laxtalanmasının qarşısını alır. O, toxumaların zədələnməsi zamanı əmələ gəlir və damarlarda qan laxtalarının əmələ gəlməsini maneə törədir. Heparin qranullardakı mast hüceyrələrində böyük miqdarda olur.
Nuklein turşuları
Zülallar, karbohidratlar və lipidlər üzvi maddələrin bütün məlum sinifləri deyil. Kimyaya nuklein turşuları da daxildir. Bunlar fosfor tərkibli biopolimerlərdir. Onlar bütün canlıların hüceyrə nüvəsində və sitoplazmasında olmaqla, genetik məlumatların ötürülməsini və saxlanmasını təmin edirlər. Bu maddələr qızılbalıq spermatozoidlərini tədqiq edən biokimyaçı F. Mişerin sayəsində kəşf edilmişdir. Bu, "təsadüfi" bir kəşf idi. Bir az sonra bütün bitki və heyvan orqanizmlərində RNT və DNT də tapıldı. Nuklein turşuları həmçinin göbələklərin və bakteriyaların, eləcə də virusların hüceyrələrində təcrid edilmişdir.
Təbiətdə ümumilikdə iki növ nuklein turşusu var - ribonuklein (RNT) və deoksiribonuklein (DNT). Fərq başlıqdan aydın görünür. DNT tərkibində beş karbonlu şəkər olan deoksiriboza var. Riboza isə RNT molekulunda olur.
Nuklein turşuları üzvi kimya tərəfindən öyrənilir. Tədqiqat üçün mövzular da tibb tərəfindən diktə edilir. Alimlərin hələ kəşf etmədiyi DNT kodlarında çoxlu genetik xəstəliklər gizlənir.
