Молекула ДНК состоит из двух нуклеотидных цепей, образующих двойную правозакрученную спираль. Диаметр спирали 2 нм, на один виток спирали приходится 10 пар нуклеотидов, длина шага спирали 3, 4 нм. (нанометр). Цепи удерживаются вместе благодаря образованию водородных связей между азотистыми основаниями. Между А и Т – две связи, между Г и Ц – три связи. Азотистые основания, способные образовывать водородные связи друг с другом называют комплементарными. Вторичная структура ДНК была расшифрована в 1953 году Уотсоном и Криком.
Каждая цепь ДНК имеет определенную ориентацию. Один конец (3 штрих конец) несет гидроксильную группу (- ОН), присоединенную к 3-му углероду в сахаре дезоксирибозе, на другом конце цепи (5 штрих конце) находится остаток фосфорной кислоты, присоединенная к 5-му углероду сахара. Две комплементарные цепи в молекуле ДНК расположены в противоположных направлениях - антипараллельно: одна нить имеет направление от 5' к 3', другая - от 3' к 5'.
Молекула ДНК способна самоудваиваться. Этот процесс называется репликация или редупликация.
Ферменты, синтезирующие новые нити ДНК и называемые ДНК-полимеразами, могут передвигаться вдоль матричных цепей лишь в одном направлении от 5'-конца к 3'-концу. Поэтому в процессе репликации одновременный синтез новых цепей идет антипараллельно.
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)
Состав. АТФ состоит из азотистого основания аденина, сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. В отличие от ДНК и РНК, АТФ не является полимером. АТФ - это особый адениловый мононуклеотид, имеющий особые богатые энергией химические связи. В химических связях между остатками фосфорной кислоты молекулы АТФ запасена энергия. Эти связи называются макроэргическими. Эти связи неустойчивые и при их разрыве выделяется энергия. Чаще всего разрывается только одна такая связь, к которой присоединена последняя фосфатная группа, в результате этой реакции АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту) и образуется фосфорная кислота:
АТФ —> АДФ + Ф + энергия 40 кДж
АДФ —> АМФ (аденозинмонофосфорная кислота) + Ф + энергия 40 кДж
Молекулы АТФ обновляются очень быстро (менее, чем за минуту)
Функция. АТФ является биологическим аккумулятором энергии, универсальным источником энергии в клетках всех живых организмов. С помощью АТФ клетка движется, вырабатывает тепло, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт, синтезирует новые белки и т.д.
Место синтеза: Наибольшее количество АТФ синтезируется в митохондриях в ходе реакций окислительного фосфорилирования, часть в цитоплазме.
У растений в ходе фотосинтеза в световой фазе - в хлоропластах. АТФ есть везде, где необходима энергия для каких-либо процессов.
Гормоны
Гормоны - это биологическое активные вещества, вырабатываемые в организме специализированными клетками, тканями или органами и оказывающее целенаправленное воздействие на деятельность других органов и тканей.
Функция: регуляторная, играют ведущую роль в гуморальной регуляции.
Свойства: транспортируются током крови, действуют только на определенные клетки и после действия разрушаются.
По химической природе гормоны могут быть белками и липидами. Гормоны-белки: инсулин, глюкагон, гормон роста.
Гормоны-липиды: половые гормоны (стероиды), адреналин. Различают животные и растительные гормоны.
Витамины
Витамины - сложные органические вещества, содержащиеся в продуктах питания в очень малых количествах. Витамины открыты русским ученым Н.И.Луниным в 1880 году. Они не служат источником энергии, но абсолютно необходимы для нормальной жизнедеятельности организма. Витамины влияют на обмен веществ, являясь важными частями различных ферментов, которые ускоряют обменные процессы.
Витаминов принято обозначать буквами латинского алфавита. Различают витамины жирорастворимые (вит. А, D, E, K) и водорастворимые (вит. С, группы В и др.). В настоящее время известно около 50 витаминов. Интересно, что вещество, являющееся витамином для одного организма, для других видов витамином не является. Например, витамин С необходим человеку, всем приматам, а большинство других млекопитающих его могут синтезировать. Содержатся витамины в растительной и животной пище. Как нехватка, так и избыток витаминов приводят к различным нарушениям обмена веществ (авитаминозам или гипервитаминозам)
Ферменты
Ферменты – это белки, ускоряющие процессы в клетке (биологические катализаторы). В настоящее время изучено более тысячи ферментов. В состав многих ферментов входят различные вещества небелковой природы – коферменты.
В качестве коферментов часто выступают витамины. Каталитическая активность фермента определяется не всей его молекулой, а только определенной его частью- активным центром. С ним и связывается субстрат- вещество, на которое действует фермент.
Свойства ферментов:
• Каждый фермент ускоряет только определенный тип реакций.
• 
Сам фермент в ходе реакции не изменяется.
• Активность фермента проявляется только в определенных условиях.
• Структура активного центра фермента строго соответствует структуре субстрата – вещества, на которое он действует.
Действие фермента: в ходе реакции фермент связывает субстрат, изменяет его конфигурацию, образуя ряд промежуточных молекул, дающих в конечном итоге продукты реакции.
Активность ферментов зависит от: температуры (наиболее активны при темп. 36-38 град.), реакции среды; концентрации веществ; наличия или отсутствия каких-либо веществ ( например, витаминов, служащих коферментами, фермент пепсин в составе желудочного сока активен при присутствии соляной кислоты).
Действие высоких температур, сильных щелочей и кислот, ядов, радиации приводит к необратимой денатурации ферментов, разрушению из пептидных связей, что нарушает обменные процессы и приводит к гибели клеток.
Примеры ферментов: пептидазы (расщепляют белки), липазы (расщепляют жиры), каталаза (расщепляет в клетках перекись водорода), амилаза (расщепляет крахмал до дисахарида мальтозы), лактаза (расщепляет молочный сахар-лактозу), полимеразы (ускоряют синтез нуклеиновых кислот), нуклеазы (расщепляют нуклеиновые кислоты).
Основной вывод по химическому составу клеток: сходство строения и химического состава клеток всех организмов является основой единства органического мира, доказательством родства живой природы.