Водоросли – самые древние жители водного мира. Одни так малы, что рассмотреть их можно только в микроскоп. Другие сплошным ковром покрывают километры морского дна, а местами так плотно пронизывают толщу водоема, что издалека его можно принять за островок суши. За миллионы лет существования нашей планеты водоросли приобрели уникальные свойства, которыми не обладает ни одно растение, выросшее на суше.
Воду называют колыбелью жизни. Водоросли же можно назвать одним из первенцев водной стихии: они самые древние представители флоры и фауны, родоначальники растительных организмов, освоивших сушу в палеозойскую эру.
Водоросли играют огромную роль в общем круговороте веществ в природе.
В мировом океане масса фитопланктона составляет около 1,5 миллиарда тонн, за один год морские водоросли создают около 550 миллиардов тонн биомассы, что составляет примерно ¼ всех органических веществ планеты. Водоросли представляют собой начальное звено в цепях питания всех водных экосистем. Геохимическая роль водорослей связана прежде всего с круговоротом кальция и кремния. Взять, к примеру, рифы - громадные геологические образования, созданные живыми организмами. Постоянными их "строителями" являются не только кораллы, но и различные группы водорослей накоплять в своем теле карбонат кальция.Это преимущественно красные, зеленые и сине-зеленые водоросли. В оболочках клеток красных водорослей литотамний (Lithothamnion), которые иногда называют каменными водорослями, откладывается такое большое количество карбоната кальция, что они приобретают прочность камня, замуровывая отмирающие части колоний.
Водоросли древних эпох "ответственны" за создание многих горных пород.
Так, в третичных отложениях Киргизии и Тувы присутствуют харациты - известняки, сложенные почти исключительно остатками харовых водорослей. В штате Колорадо, в парке Пери найден двенадцатиметровый пласт харацита, простирающийся на 240 м. А скопление графита в доломитах Трансвааля (относящимся к архейской эре) - не что иное, как остатки колоний водорослей, живших 2 млрд 600 млн лет назад.
Где можно найти водоросли? Практически везде! Они встречаются не только в морях и океанах, но и в любых солоноватых и пресноводных водоемах: озерах, реках, прудах и даже лужах! Сфера их обитания определяется нижней границей проникновения света, таким образом, представителей этих растений можно встретить как на поверхности воды, так и на глубине 350-400 м, но не ниже. Крупные водоросли, как правило, прикрепляются ко дну, микроскопические же формы просто парят в толще воды, в ее поверхностном слое. Вот уже полтора миллиарда лет водоросли являются источником кислорода на нашей планете и входят в число «строителей» озонового слоя. Морские водоросли с успехом используются в сельском хозяйстве, текстильной, парфюмерной и многих других отраслях промышленности. Некоторые виды накапливать радионуклиды, поэтому их используют для дополнительной очистки воды.
В медицине водоросли давно известны своими стимулирующими, антистрессовыми свойствами. Эти растения восстанавливают водно-солевой баланс, обменные процессы в организме и замедляют старение клеток. Отдельные их виды обладают мощным антибактериальным и антивирусным эффектом. Количество водорослей, используемых в талассотерапии, достигает 3 миллиона тонн в год (главным образом это бурые водоросли: Ascophyllium, Fucus, Laminaria и некоторые виды красных). Секрет морских растений, прежде всего, заключается в особенностях их питания. В отличие от животных, которым для жизни необходимы готовые органические вещества, водоросли (как, впрочем, все растения) в ходе эволюции научились самостоятельно производить органические вещества из неорганических. Используют они при этом простой углекислый газ и воду, сам процесс осуществляется за счет энергии солнечного света и сопровождается выделением кислорода.
Еще один питания водорослей (благодаря которому они и зарекомендовали себя как незаменимый источник всевозможных минеральных веществ
Белки выполняют множество самых разнообразных функций, характерных для живых организмов, с некоторыми из которых мы познакомимся более подробно при дальнейшем изучении курса. Ниже рассматриваются главные и в некотором смысле уникальные биологические функции белков, несвойственные или лишь частично присущие другим классам биополимеров. Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических системах. Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени. Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях. Сократительная функция. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин – специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза) . Структурная функция. Белки, выполняющие структурную (опорную) функцию, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играют фибриллярные белки, в частности коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов: мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности, с фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток. Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, синтезируемые не только в железах внутренней секреции, но и во многих других клетках организма (см. далее) . Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Некоторые гормоны являются производными аминокислот. Питательная (резервная) функция. Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины) . Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма. Можно назвать еще некоторые другие жизненно важные функции белков. Это, в частности, экспрессия генетической информации, генерирование и передача нервных импульсов поддерживать онкотическое давление в клетках и крови, буферные свойства, поддерживающие физиологическое значение рН внутренней среды, и др. Таким образом, из этого далеко не полного перечня основных функций белков видно, что указанным биополимерам принадлежит исключительная и разносторонняя роль в живом организме. Если попытаться выделить главное
Воду называют колыбелью жизни. Водоросли же можно назвать одним из первенцев водной стихии: они самые древние представители флоры и фауны, родоначальники растительных организмов, освоивших сушу в палеозойскую эру.
Водоросли играют огромную роль в общем круговороте веществ в природе.
В мировом океане масса фитопланктона составляет около 1,5 миллиарда тонн, за один год морские водоросли создают около 550 миллиардов тонн биомассы, что составляет примерно ¼ всех органических веществ планеты.
Водоросли представляют собой начальное звено в цепях питания всех водных экосистем. Геохимическая роль водорослей связана прежде всего с круговоротом кальция и кремния. Взять, к примеру, рифы - громадные геологические образования, созданные живыми организмами. Постоянными их "строителями" являются не только кораллы, но и различные группы водорослей накоплять в своем теле карбонат кальция.Это преимущественно красные, зеленые и сине-зеленые водоросли. В оболочках клеток красных водорослей литотамний (Lithothamnion), которые иногда называют каменными водорослями, откладывается такое большое количество карбоната кальция, что они приобретают прочность камня, замуровывая отмирающие части колоний.
Водоросли древних эпох "ответственны" за создание многих горных пород.
Так, в третичных отложениях Киргизии и Тувы присутствуют харациты - известняки, сложенные почти исключительно остатками харовых водорослей. В штате Колорадо, в парке Пери найден двенадцатиметровый пласт харацита, простирающийся на 240 м. А скопление графита в доломитах Трансвааля (относящимся к архейской эре) - не что иное, как остатки колоний водорослей, живших 2 млрд 600 млн лет назад.
Где можно найти водоросли? Практически везде! Они встречаются не только в морях и океанах, но и в любых солоноватых и пресноводных водоемах: озерах, реках, прудах и даже лужах! Сфера их обитания определяется нижней границей проникновения света, таким образом, представителей этих растений можно встретить как на поверхности воды, так и на глубине 350-400 м, но не ниже. Крупные водоросли, как правило, прикрепляются ко дну, микроскопические же формы просто парят в толще воды, в ее поверхностном слое.
Вот уже полтора миллиарда лет водоросли являются источником кислорода на нашей планете и входят в число «строителей» озонового слоя. Морские водоросли с успехом используются в сельском хозяйстве, текстильной, парфюмерной и многих других отраслях промышленности. Некоторые виды накапливать радионуклиды, поэтому их используют для дополнительной очистки воды.
В медицине водоросли давно известны своими стимулирующими, антистрессовыми свойствами. Эти растения восстанавливают водно-солевой баланс, обменные процессы в организме и замедляют старение клеток. Отдельные их виды обладают мощным антибактериальным и антивирусным эффектом. Количество водорослей, используемых в талассотерапии, достигает 3 миллиона тонн в год (главным образом это бурые водоросли: Ascophyllium, Fucus, Laminaria и некоторые виды красных).
Секрет морских растений, прежде всего, заключается в особенностях их питания. В отличие от животных, которым для жизни необходимы готовые органические вещества, водоросли (как, впрочем, все растения) в ходе эволюции научились самостоятельно производить органические вещества из неорганических. Используют они при этом простой углекислый газ и воду, сам процесс осуществляется за счет энергии солнечного света и сопровождается выделением кислорода.
Еще один питания водорослей (благодаря которому они и зарекомендовали себя как незаменимый источник всевозможных минеральных веществ
Каталитическая функция. К 1995 г. было идентифицировано более 3400 ферментов. Большинство известных в настоящее время ферментов, называемых биологическими катализаторами, является белками. Эта функция белков, хотя и не оказалась уникальной, определяет скорость химических реакций в биологических системах.
Транспортная функция. Дыхательная функция крови, в частности перенос кислорода, осуществляется молекулами гемоглобина – белка эритроцитов. В транспорте липидов принимают участие альбумины сыворотки крови. Ряд других сывороточных белков образует комплексы с жирами, медью, железом, тироксином, витамином А и другими соединениями, обеспечивая их доставку в соответствующие органы-мишени.
Защитная функция. Основную функцию защиты в организме выполняет иммунная система, которая обеспечивает синтез специфических защитных белков-антител в ответ на поступление в организм бактерий, токсинов, вирусов или чужеродных белков. Высокая специфичность взаимодействия антител с антигенами (чужеродными веществами) по типу белок-белковое взаимодействие узнаванию и нейтрализации биологического действия антигенов. Защитная функция белков проявляется и в ряда белков плазмы крови, в частности фибриногена, к свертыванию. В результате свертывания фибриногена образуется сгусток крови, предохраняющий от потери крови при ранениях.
Сократительная функция. В акте мышечного сокращения и расслабления участвует множество белковых веществ. Однако главную роль в этих жизненно важных процессах играют актин и миозин – специфические белки мышечной ткани. Сократительная функция присуща не только мышечным белкам, но и белкам цитоскелета, что обеспечивает тончайшие процессы жизнедеятельности клеток (расхождение хромосом в процессе митоза) .
Структурная функция. Белки, выполняющие структурную (опорную) функцию, занимают по количеству первое место среди других белков тела человека. Среди них важнейшую роль играют фибриллярные белки, в частности коллаген в соединительной ткани, кератин в волосах, ногтях, коже, эластин в сосудистой стенке и др. Большое значение имеют комплексы белков с углеводами в формировании ряда секретов: мукоидов, муцина и т. д. В комплексе с липидами (в частности, с фосфолипидами) белки участвуют в образовании биомембран клеток.
Гормональная функция. Обмен веществ в организме регулируется разнообразными механизмами. В этой регуляции важное место занимают гормоны, синтезируемые не только в железах внутренней секреции, но и во многих других клетках организма (см. далее) . Ряд гормонов представлен белками или полипептидами, например гормоны гипофиза, поджелудочной железы и др. Некоторые гормоны являются производными аминокислот.
Питательная (резервная) функция. Эту функцию выполняют так называемые резервные белки, являющиеся источниками питания для плода, например белки яйца (овальбумины) . Основной белок молока (казеин) также выполняет главным образом питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.
Можно назвать еще некоторые другие жизненно важные функции белков. Это, в частности, экспрессия генетической информации, генерирование и передача нервных импульсов поддерживать онкотическое давление в клетках и крови, буферные свойства, поддерживающие физиологическое значение рН внутренней среды, и др.
Таким образом, из этого далеко не полного перечня основных функций белков видно, что указанным биополимерам принадлежит исключительная и разносторонняя роль в живом организме. Если попытаться выделить главное