Seminarski rad Organska jedinjenja ćelije

1

Uvodno izlaganje

U proseku 60-70 % živog sistema čini voda, manje od 1% otpada na jone

kao što su K+, Na+ i Ca++, a skoro ceo ostatak, u hemijskom smislu, sastavljen je od organskih molekula, odnosno molekula koji sadrže ugljenik. Ugljenik ima centralnu ulogu u hemiji živih sistema zbog činjenice što je nalakši atom koji je sposoban da formira četiri kovalentne veze. Atom ugljenika može, kombinujući se sa C atomima i drugim atomima, da formira vrlo različita, jaka i stabilna lancana i prstenasta jedinjenja. U principu, organski molekuli dobijaju svoj oblik prvenstveno zahvaljujući skeletu koji formiraju ugljenikovi atomi.

Meñutim mnoga specifična hemijska svojstva organskih molekula zavise

od funkcionalnih grupa vezanih za ovaj skelet. Četiri osnovna organska molekula 1. Masne kiseline: sastoje se od dugog lanca koji sadrži samo atome

ugljenika i vodonika i stoga je nepolaran i hidrofoban. Karboksilna grupa na jednom kraju čini ovaj ugljovodonični lanac kiselinom. Masne kiseline su glavne strukturne komponente: sastoje se od dugog lanca koji sadrži samo atome ugljenika i vodonika i stoga je nepolaran i hidrofoban. Karboksilna grupa na jednom kraju čini ovaj ugljovodonični lanac kiselinom. Masne kiseline su glavne strukturne komponente lipida.

2. Sećeri: sadrže skelet od ugljenikovih atoma za koji su vezani atomi

vodonika i kiseonika u odnosu C:O:H=1:2:1 kao i aldehidnu ili keto grupu. U vodenom rastvoru lanac formira prsten. Zbog hidroksilnih grupa rastvara se u vodi. Prosti šećeri - monosaharidi - i njihovi polimeri čine grupu : sadrže skelet od ugljenikovih atoma za koji su vezani atomi vodonika i kiseonika u odnosu C:O:H=1:2:1 kao i aldehidnu ili keto grupu. U vodenom rastvoru lanac formira prsten. Zbog hidroksilnih grupa rastvara se u vodi. Prosti šećeri - monosaharidi - i njihovi polimeri čine grupu ugljenih hidrata.

3. Aminokiseline: svaka aminokiselina se sastoji od jednog centralnog

atoma ugljenika za koji su vezani jedan atom vodonika i tri funkcionalne grupe. Jedna od ovih grupa je uvijek karboksilna grupa koja daje molekulu svojstva kiseline, dok je druga uvek, amino-grupa zbog koje je aminokiselina takoñe i slaba baza. Treća funkcionalna grupa varira od aminokiseline do aminokiseline. Aminokiseline su osnovni gradivni elementi peptidnih lanaca ili: svaka

Seminarski rad Organska jedinjenja ćelije

2

aminokiselina se sastoji od jednog centralnog atoma ugljenika za koji su vezani jedan atom vodonika i tri funkcionalne grupe. Jedna od ovih grupa je uvek karboksilna grupa koja daje molekulu svojstva kiseline, dok je druga uvek, amino-grupa zbog koje je aminokiselina takoñe i slaba baza. Treća funkcionalna grupa varira od aminokiseline do aminokiseline. Aminokiseline su osnovni gradivni elementi peptidnih lanaca ili proteina. Postoji 20 proteinogenih aminokiselina.

4. Azotne baze: ovi prstenasti molekuli, pored ugljenika sadrže i azot, a

bazom ih čini amino-grupa. Ulaze u sastav ovi prstenasti molekuli, pored ugljenika sarze i azot, a bazom ih čini amino-grupa. Ulaze u sastav nukleotida.

Navedeni molekuli čine osnovne komponente - monomere - u sastavu

složenijih i većih jedinjenja - polimera.

Seminarski rad Organska jedinjenja ćelije

21

Zaklju čak

Organska hemija je hemija ugljenikovih jedinjenja. Ugljenih gradi veoma

mali broj neorganskih jedinjenja: ugljenik(IV)oksid, ugljenik(II)oksid, ugljenu kiselinu i njene soli karbonate i bikarbonate. Sva ostala jedinjenja ugljenika (preko 20 miliona danas poznatih) ubrajamo u organska jedinjenja. Koje to osobine omogućuju ugljeniku da gradi tako mnogo jedinjenja?

Ugljenik je element četvrte grupe i druge periode PSE-a atomskog broja

šest, relativne atomske mase 12 i elektronske konfiguracije [He]2s2, 2p2. U organskim jedinjenjima uvek je i samo četvorovalentan. Kao element iz sredine periodnog sistema ugljenik najlakše udružuje svoje atome meñusobno ili sa atomima drugih lelemenata gradeci pri tom jake kovalentne veze. Važna osobina ugljenika je hibridizacija orbitala (uglovi izmeñu hibridizovanih orbitala su najveći mogući, što daje veliku stabilnost ugljenikovim jedinjenjima). Na slici su prikazana tri tipa hibridizacije (tamnije orbitale su nehibridizovane p orbitale). Najstabilnija, odnosno hemijski najmanje reaktivna jedinjenja imaju sp3 hibridizaciju (alakani). Nestabilnija i hemijski reaktivnija su jedinjenja sa sp2 i sp tipom hibridizacije (alkeni, alkini). Posledica hibridizacije jeste težnja ka zaisćenosti nezasićnih organskih jedinjenja. Dve proste veze izmeñu ugljenika jače su od jedne dvostruke (C-C 348 kJ/mol, C=C 614 kJ/mol), takoñe su i tri proste veze jače od jedne trostruke (839 kJ/mol). Ugljenik gradi jake kovalentne veze sa mnogim nemetalima (H, O, N, S, P, Cl, F, J, Br, Se) koje nalazimo u raznim organskim jedinjenjima.

Seminarski rad Organska jedinjenja ćelije

22

Literatura

1. M.V.Piletić, V.Lj.Mili ć, S.M.ðilas, Organska hemija I i II, Novi Sad, 1992.

2. S.H.Pine, Organska hemija, Školska knjiga, Zagreb, 1994 3. Grupa autora, Eksperimentalna organska hemija, TMF, Beograd,

2002. 4. Grupa autora, Zbirka zadataka iz organske hemije, TMF, Beograd,

2000. 5. R.T.Morrison, R.N.Boyd, Organska hemija, Liber, Zagreb, 1979. 6. A.Streitwiesser, G.H.Heathcock, Introduction to Organic Chemistry,

Macmillan Publ. Co. Inc, N.Y. 1976. 7. Ž.Čeković, Eksperimentalna organska hemija, Hemijski fakultet,

1995. 8. www.google.com/hemija/organska hemija...

Seminarski rad Organska jedinjenja ćelije

23

Sadržaj

Uvodno izlaganje................................................................................................... 1 Osobine organskih jedinjenja ............................................................................ 3

Ugljeni hidrati ....................................................................................................... 4 Lipidi ..................................................................................................................... 7 Proteini ................................................................................................................ 11 Nukleinske kiseline ............................................................................................. 15

Deoksiribonukleinska kiselina (DNK) ............................................................ 16 Ribonukleinska kiselina (RNK)....................................................................... 18

Značaj organskih jedinjenja ................................................................................ 20 Zaključak............................................................................................................. 21 Literatura ............................................................................................................. 22