Глава 2 ОСНОВЫ БИОСИНТЕЗА ПОЛИМЕРОВ В ЖИВОМ ОРГАНИЗМЕ

А. Штейнбюхель (Alexander Steinbuchel)

В этой главе затронуты общие вопросы синтеза природных полимеров (биополимеров) в живых организмах.

Живые организмы способны синтезировать различные полимеры, которые очень важны для их жизнедеятельности. Биополимеры выполняют широкий диапазон функций в клетках и в целом организме, например:

• • отечают за сохранение и передачу генетической информации;
• • катализируют реакции, протекающие в организме;
• • обеспечивают сохранение в организме запаса углерода, азота, фосфора, серы и других элементов, определяющих его жизнедеятельность;
• • обеспечивают защиту клетки от атак другими клетками, от воздействия вредных веществ окружающей среды, а также биотических и абиотических факторов;
• • принимают участие во взаимодействии с другими организмами и неживыми объектами.

Кроме того, биополимеры являются структурными компонентами клеток и тканей всего организма.

2.1. Классы биополимеров

Все известные к настоящему времени биополимеры могут быть отнесены к одному из 8 классов в соответствии с их химическим строением:

• 1- й класс — нуклеиновые кислоты, объединяющие дезоксинукле- иновые кислоты (ДНК) и рибонуклеиновые кислоты (РНК), которые играют ключевую роль в сохранении организмом генетической информации и участвуют в матричном синтезе биополимеров;
• 2- й класс — белки и поли(аминокислоты), состоящие из звеньев аминокислот и относящиеся к полиамидам (гл. 10-13);
• 3- й класс — полисахариды различного строения (гл. 3-9);
• 4- й класс — полиоксоэфиры (сложные полиэфиры), такие как по- лигидроксиалкановые кислоты, поли(яблочная кислота) и кутин, состоящие из звеньев низкомолекулярных органических карбоновых кислот, содержащих одну или более карбоксильных групп и не менее одной гидроксильной группы (гл. 14);
• 5- й класс — политиоэфиры (сложные политиоэфиры), состоящие из звеньев меркаптоалканкарбоновых кислот;
• 6- й класс — полиангидриды, к которым относятся полифосфаты — единственные из биополимеров неорганические полимеры;
• 7- й класс — полиизопрены, содержащие звенья изопрена — цис- изопрена (природный каучук) и транс-изопрена (гуттаперча);
• 8- й класс — полифенолы (например, лигнин и гуминовые кислоты). Полимер любого класса может быть синтезирован эукариотными

организмами, тогда как прокариотные организмы (микроорганизмы) могут образовывать только биополимеры, относящиеся к классам 1-6. Биополимеры классов 7 и 8 синтезируются почти исключительно эукариотными организмами, в первую очередь — растениями.