Дыхательные пигменты в эволюции животного мира

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Типы и распространение дыхательных пигментов 4
1.1. Гемоглобин 5
1.2. Гемоцианин 8
1.3. Хлорокруорин 11
1.4. Гемоэритрин 11
2. Эволюция дыхательных пигментов 13
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
Список использованной литературы: 17

Все объекты, процессы и явления живой природы имеют общие истоки и корни, что говорит о биохимической универсальности жизни, единстве ее происхождения. Сложные высокомолекулярные вещества (ДНК, РНК, белки и др.) являются основой строения всего живого. Единство химического состава всех живых организмов подтверждается принципиальным сходством строения пигментов: хлорофилла (растения), гемоглобина (позвоночные животные), гемоцианина и других (беспозвоночные животные).
В данной работе будут рассмотрены некоторые аспекты биохимии дыхательных пигментов в эволюции животного мира. Появление в атмосфере планеты кислорода как окислителя дало организмам при его использовании возможность более эффективного извлечения энергии органических веществ, что привело к эволюционному возникновению вначале факультативных анаэробов, а затем и аэробных организмов.
Возникновение аэробного типа метаболизма, а затем и многоклеточных организмов привело к возникновению проблемы доставки кислорода ко всем клеткам организма. Кислород является одним из самых плохо растворимых в воде газов (растворимость 4,9 мл в 100 мл воды). Следовательно, многоклеточным аэробным организмам был необходим транспортный механизм, способный селективно и обратимо связывать дыхательные газы. В результате эволюционного прогресса данная проблема была решена с помощью появления гуморальных мессенджеров - дыхательных пигментов, транспортирующих дыхательные газы. У большинства животных переносчиком кислорода является дыхательный пигмент. Только у немногих животных кровь может переносить достаточное количество кислорода в растворенном состоянии без участия пигмента. Все пигменты-переносчики представляют собой металлоорганические комплексы. Большинство пигментов крови содержит железо, немногие - медь; известны пигменты и другого строения, но их дыхательная функция достоверно не установлена.

Таким образом, дыхательные пигменты – это окрашенные вещества, металлопротеиды, способные обратимо связываться с кислородом и CO2 и служить их переносчиками. Все известные дыхательные пигменты состоят из окрашенной небелковой части, содержащий металл (железо или медь), соединенной с белковой молекулой.
Основная функция дыхательных пигментов – транспортная, которая заключается в доставке кислорода ко всем структурам и клеткам многоклеточного организма. Сродство пигмента к кислороду обуславливается окислением/восстановлением металла, входящего в небелковую часть металлопротеида.
Дыхательные пигменты отличаются большим межвидовым разнообразием, обусловленным строением белковой части. При этом, гемоцианины обладают большим межвидовым разнообразием, чем гемоглобины, существенно различаясь между собой по физико-химическим свойствам.