| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Хімічні елементи і неорганічні сполуки відповідно до процентним вмістом в клітці ділять на три групи:
макроелементи: водень, вуглець, азот, кисень (концентрація в клітині - 99,9%);
мікроелементи: натрій, магній, фосфор, сірка, хлор, калій, кальцій (концентрація в клітині -0,1%);
ультрамікроелементи: бор, кремній, ванадій, марганець, залізо, кобальт, мідь, цинк, молібден (концентрація в клітині - менше 0,001%).
Мінеральні речовини, солі і іони складають 2 ... 6 % об'єму клітини, деякі мінеральні компоненти присутні в клітці в неионизированной формі. Наприклад, залізо, пов'язане з вуглецем, міститься в гемоглобіні, ферритине, цитохромах і інших ферментах, необхідних для підтримки нормальної активності клітини.
мінеральні солі диссоциируются на аніони і катіони і тим самим підтримують осмотичний тиск і кислотно-основну рівновагу клітини. Неорганічні іони служать кофакторами, необхідними для реалізації ферментативної активності. З неорганічного фосфату утворюється в процесі окисного фосфорилювання аденозинтрифосфат (АТФ) - речовина, в якому запасається енергія, необхідна для життєдіяльності клітини. Іони кальцію знаходяться в циркулюючої крові і в клітинах. У кістках вони в поєднанні з фосфатними і карбонатними іонами утворюють кристалічну структуру.
вода - це універсальна дисперсійнаСереда живої матерії. Активні клітини складаються на 60-95% з води, однак і в покояться клітинах і тканинах, наприклад в суперечках і насінні, на частку води зазвичай припадає не менше 10-20 %>. У клітці вода знаходиться в двох формах: вільної та зв'язаної. Вільна вода становить 95% всієї води в клітині і використовується головним чином як розчинник і дисперсійнаСереда колоїдної системи протоплазми. Пов'язана вода (4-5 % усієї води клітини) неміцно з'єднана з білками водневими та іншими зв'язками.
Органічні речовини - сполуки, що містять вуглець (крім карбонатів). Більшість органічних речовин - полімери, що складаються з повторюваних частинок - мономерів.
білки - біологічні полімери, що становлять основну масу органічних речовин клітини, на частку яких припадає близько 40 ... 50% сухої маси протоплазми. Білки містять вуглець, водень, кисень, азот, а також сірку і фосфор.
Білки, що складаються тільки з амінокислот, називають простими - протеїни (від гр. Protos - перший, найважливіший). Вони зазвичай відкладаються в клітці в якості запасного речовини. Складні білки (протеїди) утворюються в результаті з'єднання простих білків з вуглеводами, жирними кислотами, нуклеїновими кислотами. Білкову природу має більшість ферментів, що визначають і регулюють всі життєві процеси в клітці.
Залежно від просторової конфігурації розрізняють чотири структурних рівня організації молекул білка. Первинна структура: амінокислоти нанизані як намистини на нитки, послідовність розташування має важливе біологічне значення. Вторинна структура: молекули є компактними, жорсткі, що не подовжені частки, по конфігурації такі білки нагадують спіраль. Третинна структура: поліпеп- тідние ланцюга в результаті складної просторової укладки утворюють компактну структуру так званих глобулярних білків. Четвертичная структура: складається з двох або більше ланцюгів, які можуть бути однаковими або різними.
Білки складаються з мономерів - амінокислот (з відомих 40 амінокислот 20 входять до складу білків). Амінокислоти - амфотерні сполуки, що містять одночасно кислотну (карбоксильну) і основну (амінну) групи. При конденсації амінокислот, що призводить до утворення білкової молекули, кисла група однієї амінокислоти з'єднується з основною групою іншої амінокислоти. Кожен білок містить сотні амінокислотних молекул, з'єднаних в різному порядку і співвідношеннях, що визначає різноманіття функцій білкових молекул.
нуклеїнові кислоти - природні високомолекулярні біологічні полімери, що забезпечують зберігання і передачу спадкової (генетичної) інформації в живих організмах. Це найважливіша група біополімерів, хоча зміст не перевищує 1-2% маси протоплазми.
Молекули нуклеїнових кислот - це довгі лінійні ланцюги, що складаються з мономерів - нуклеотидів. Кожен нуклеотид містить азотистих основ, моносахарид (пентозу) і залишок фосфорної кислоти. Основна кількість ДНК міститься в ядрі, РНК перебуває як в ядрі, так і в цитоплазмі.
Одноцепочечная молекула рибонуклеїнової кислоти (РНК) налічує 4 ... 6 тис. Нуклеотидів, що складаються з рибози, залишку фосфорної кислоти і чотирьох типів азотистих основ: аде- нина (А), гуаніну (Г), урацила (У) і цитозину (Ц ).
Молекули ДНК складаються з 10 ... 25 тис. Окремих нуклеотидів, побудованих з дезоксирибози, залишку фосфорної кислоти і чотирьох типів азотистих основ: аденіну (А), гуаніну (Г), урацила (У) і тиміну (Т).
Молекула ДНК складається з двох комплементарних ланцюгів, довжина яких сягає кількох десятків і навіть сотень мікрометрів.
У 1953 р Д. Уотсон і Ф. Крик запропонували просторову молекулярну модель ДНК (подвійна спіраль). ДНК здатна нести в собі генетичну інформацію і точно відтворюватися - це одне з найбільш значних відкриттів в біології XX ст., Що дозволило пояснити механізм спадковості і дало потужний поштовх розвитку молекулярної біології.
ліпіди - жироподібні речовини, різноманітні за будовою і функціями. Прості ліпіди - жири, віск - складаються із залишків жирних кислот і спиртів. Складні ліпіди - комплекси ліпідів з білками (ліпопротеїди), ортофосфорної кислотою (фосфоліпіди), цукрами (гліколіпіди). Зазвичай вони містяться в кількості 2 ... 3%. Ліпіди - це структурні компоненти мембран, що впливають на їх проникність, а також службовці енергетичним резервом для утворення АТФ.
Фізичні та хімічні властивості ліпідів визначаються наявністю в їх молекулах як полярних (електрично заряджених) груп (-СООН, - ОН, -NH і ін.), Так і неполярних вуглеводневих ланцюгів. Завдяки такій будові більшість ліпідів - поверхнево-активні речовини. Вони дуже погано розчиняються у воді (через високий вміст гідрофобних радикалів і груп) і в оліях (через наявність полярних груп).
вуглеводи - органічні сполуки, які за ступенем складності поділяють на моносахариди (глюкоза, фруктоза), дисахариди (сахароза, мальтоза та ін.), полісахариди (крохмаль, глікоген і ін.). Моносахариди - первинні продукти фотосинтезу, використовуються для біосинтезу полісахаридів, амінокислот, жирних кислот і ін. Полісахариди запасаються як енергетичний резерв з подальшим розщепленням звільняються моносахаридів в процесах бродіння або дихання. Гідрофільні полісахариди підтримують водний баланс клітин.
аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) складається з азотистої основи - аденіну, вуглеводу рибози і трьох залишків фосфорної кислоти, між якими існують макроергічні зв'язку.
Білки, вуглеводи і жири - не тільки будівельний матеріал, з якого складний організм, але і джерела енергії. Окислюючи в процесі дихання білки, вуглеводи, жири, організм перетворює енергію складних органічних сполук в багаті енергією зв'язку в молекулі АТФ. АТФ синтезується в мітохондріях, а потім надходить в різні ділянки клітини, забезпечуючи енергією всі процеси життєдіяльності.