Хемиски организација на клетките на: органски материи, макро и микроелементи

Кон крајот на 19 век го формираше гранка на биологијата наречен биохемија. Таа е проучување на хемискиот состав на живи клетки. Главната задача на науката - познавање на карактеристиките на метаболизмот и енергија, регулирање на виталните функции на растителни и животински клетки.

Концептот на хемискиот состав на клетките

Како резултат на долгогодишно истражување на научниците хемиски организација на клетките е проучен и сфатив дека живи нешта се составени од повеќе од 85 хемиски елементи. А некои од нив се бара за речиси сите организми, додека други се специфични и се јавуваат во одредени видови. Третата група на хемиски елементи присутни во клетките на микроорганизми, растенија и животни во доволно мали количини. Хемиски елементи на клетката се често во форма на катјони и анјони од кои се формираат минерална сол и вода, и органски јаглерод соединенија се синтетизира: јаглехидрати, протеини, липиди.

organogenic елементи

Во биохемија, овие вклучуваат јаглерод, водород, кислород и азот. Сет е во ќелија од 88 до 97% на други хемиски елементи присутни во него. Особено важно е јаглерод. Сите органски супстанции во составот на клетките се состои од молекули кои содржат јаглерод во својот состав атоми. Тие можат да бидат меѓусебно поврзани за да се формира еден синџир (разгранет и неразгранет), како и циклуси. Оваа способност јаглеродни атоми во основата на впечатлива разновидност на органски супстанции кои се вклучени во цитоплазмата и органели клетка.

На пример, внатрешниот содржината на ќелија се состои од еден растворлив олигосахарид, хидрофилен протеини, липиди, разни видови на РНК: трансфер на RNA, рибозомална РНК и РНК, како и слободен мономери - нуклеотиди. Таквата хемискиот состав има клеточното јадро. Таа исто така содржи молекула на деоксирибонуклеинска киселина, дел од хромозоми. Сите од горенаведените соединенија се во својот состав атоми на азот, јаглерод со кислород, водород. Ова е доказ за нивната особена важност, со оглед на хемиски организација на мобилен зависи од содржината на биогени елементи што го сочинуваат клеточни структури: hyaloplasm и органели.

Макронутриенти и нивните значења

Хемиски елементи, кои исто така се многу честа појава во клетките од различни видови организми, биохемија се нарекуваат макронутриенти. Нивната содржина во ќелијата е 1,2% - 1,9%. Со macroelements клетки вклучуваат: фосфор, калиум, хлор, сулфур, магнезиум, калциум, железо и натриум. Сите од нив имаат важни функции и се дел од различни мобилен органели. Така, обоени јон е присутен во крвта протеин - хемоглобин, кој ги пренесува кислород (во кој случај тоа се нарекува oxyhaemoglobin), јаглерод диоксид (karbogemoglobin) или јаглерод диоксид (карбоксихемоглобин).

Натриум јони се даде важна форма на меѓуклеточната транспорт: т.н. натриум-калиум пумпа. Тие, исто така, се дел од интерстицијална течност и крвна плазма. Магнезиум јоните присутни во хлорофил молекули (photopigment виши растенија) и се вклучени во процесот на фотосинтеза, како и реакција центри форма која стапица фотони на светлосната енергија.

Калциумовите јони обезбеди спроведување на нервните импулси по должината на влакната и се главната компонента на остеоцити - коскени клетки. Калциум соединенија се распространета во безрбетниот животни светот чии лушпи се составени од калциум карбонат.

Хлорид јони се вклучени во полнење на клеточната мембрана и да се обезбеди појава на електрични импулси на основните невронски стимулација.

атоми на сулфур се дел од природен протеин и да предизвика нивните терциерна структура "шевови" полипептид синџир, со тоа формирајќи на глобуларен протеин молекула.

Калиум јони се вклучени во преносот на материи преку клеточната мембрана. фосфор атоми се дел од овој значаен енергетски интензивни супстанции како што се аденозин трифосфат, и е важна компонента на молекулите на деоксирибонуклеинска и рибонуклеинска киселини, кои се главните супстанции мобилен наследни.

Рута функција во клеточниот метаболизам

Околу 50 хемиски елементи кои се помалку од 0,1% во клетки, наречени Microcells. Овие вклучуваат цинк, молибден, јод, бакар, кобалт, флуор. Со одржување ниска тие вршат многу важна функција, како дел од многу биолошки активни супстанции.

На пример, цинк атоми во молекулот на инсулин (на панкреасот хормон за регулирање на нивото на гликоза во крвта), јод е составен дел на хормони на тироидната жлезда - тироксин и тријодотиронин контролирање на нивото на метаболизмот во телото. Бакар, заедно со железо јони кои се вклучени во хематопоеза (формирање на црвени крвни клетки, тромбоцити и бели крвни клетки во коскената срцевина на 'рбетници). Бакар јони се вклучени во hemocyanin пигмент присутен во крвта на безрбетници, како школки. Затоа, бојата на hemolymph сина боја.

Повеќе помалку содржина во ќелијата како хемиски елементи како што се олово, злато, бром, сребро. Тие се нарекуваат ultromikroelementami и дел од растителни и животински клетки. На пример, во хемиска анализа се откриени пченка weevil злато јони. Бром атоми во голем број на клетки се вклучени во thalli на кафена и црвени алги, како што Sargassum, Laminaria, fucus.

Сите претходно овие примери и факти објасни како меѓусебно поврзани хемиски состав, функција и структура на клетките. Табелата подолу ја прикажува содржината на различни хемиски елементи во клетките на живите организми.

Општи карактеристики на органски соединенија

Хемиските својства на клетки од различни групи на организми во одреден начин зависи од јаглеродни атоми, кои претставуваат повеќе од 50% од клеточна маса. Практично сите сува ќелија материја е претставена јаглехидрати, протеини, нуклеински киселини и липиди, кои имаат сложена структура и висока молекуларна тежина. Таквите молекули се нарекува макромолекули (полимери) и се составени од поедноставно елементи - мономери. Протеински материи игра исклучително важна улога и вршат различни функции, кои се дискутира подолу.

На улога на протеините во клетката

Биохемиска анализа на соединенија кои влегуваат во жива клетка, потврдува висока содржина на органски материи како што се протеини. Овој факт има логично објаснување: протеини вршат различни функции и се вклучени во сите аспекти на животот на клетките.

На пример, заштитна функција на протеини е формирање на антитела - антитела произведени од страна на лимфоцити. Таквите заштитни протеини како што се тромбин, фибрин и tromboblastin обезбеди згрутчување на крвта и да се спречи нејзината загуба во траума или повреда. Комплексот состав на клетката вклучува протеини на клеточната мембрана што ја има способноста да го признае странски соединенија - антигени. Тие ја менуваат нивната конфигурација и извештај клетка на потенцијалните опасности (аларм функција).

Некои протеини имаат регулаторна функција и се хормони, како што се окситоцин, произведени од страна на хипоталамусот, хипофизата се задржани. Поаѓајќи од тоа во крвта, окситоцин делува на мускулниот ѕид на матката, кои предизвикуваат намалување. вазопресин протеини, исто така, служи на регулаторна функција со контролирање на крвниот притисок.

мускулните клетки се actin и myosin, се способни да се намалува, што предизвикува моторните функции на мускулното ткиво. За протеини, типични и трофички функција, на пример, албумин ембрионот се користи како хранлива материја за развој. Крв протеини на различни организми, како што хемоглобинот и hemocyanin, кислородни молекули се пренесуваат - да работи транспортни функција. Ако повеќе потрошувачка на енергија супстанции како што се јаглехидрати и липиди, целосно да се искористат, во ќелијата почнува да се распаѓа протеини. Еден грам на овој материјал 17 дава 2 kJ на енергија. Една од најважните функции на протеините е катализатор (протеини, ензими забрза хемиски реакции во цитоплазматски оддели). Врз основа на горенаведеното, видовме дека протеините имаат голем број на многу важни функции и неопходен дел од мобилен на животните.

протеин на биосинтезата на

Размислете за процесот на синтеза на протеини во клетка, која се јавува во цитоплазмата преку органели како што се рибозоми. Благодарение на активноста на одредени ензими, со учество на рибозомот јони на калциум се комбинираат за да polysomes. На главните функции на рибозомите во клетката - синтезата на протеини молекули, започнување на процесот на транскрипција. Како резултат на тоа се синтетизираат mRNA молекули, на која се прикачени, polysomes. Потоа започнува второто судење - емитување. Транспорт РНК се врзуваат за дваесет различни видови на амино киселини и ги донесе на polysomes, а од функцијата на рибозомите во клетката - синтеза на полипептиди, овие органели формира комплекси со tRNA, и амино киселина молекули се поврзани заедно со пептидни врски за да се формира еден протеин макромолекуларен.

Улогата на вода во метаболизмот

Цитолошки студии потврдиле фактот дека клеточна структура и состав на која студираат, во просек од 70% вода, а во многу животни, што доведува воден начин на живот (на пример, coelenterates) неговата содржина достигнува 97-98%. Во поглед на оваа хемикалија организација на клетките вклучува хидрофилна (способен за растворање) и хидрофобни (вода отвратителен) материјал. Како универзален поларни растворувачи, вода, игра клучна улога и има директно влијание не само на функција, но исто така и во самата структура на клетките. Табелата подолу ја прикажува содржината на вода во различни типови на клетки на живите организми.

На функција на јаглени хидрати во клетката

Како што објаснивме претходно, до важни органски хемикалии - полимери - се, исто така, јаглехидрати. Тие вклучуваат полисахариди, олигосахариди и моносахариди. Јаглехидратите се дел од повеќе комплексни системи - гликолипиди и гликопротеини, кои се изградени на клеточните мембрани и nadmembrannye структура, на пример, glycocalyx.

Исто така на јаглерод во јаглени хидрати вклучува атоми на водород и кислород, а некои полисахариди содржи повеќе азот, сулфур и фосфор. Клетките на многу растителни јаглехидрати: компир клубени содржат до 90% скроб во семе и на овошното јаглени хидрати и до 70%, и животински клетки се наоѓаат во форма на тие соединенија како гликоген, хитин и трехалоза.

Едноставни шеќери (моносахариди) ја имаат општата формула CnH2nOn и поделени во tetroses, триоза, пентоза и хексоза. Последните две се најчести во клетките на живите организми, на пример, рибоза и деоксирибоза се дел од нуклеински киселини и гликоза и фруктоза се вклучени во реакциите на асимилација и dissimilation. Олигосахариди често се наоѓаат во растителните клетки: сахароза се чуваат во клетките на шеќерна репка и шеќерна трска, малтоза содржани во caryopses germinated 'рж и јачмен.

Дисахариди имаат сладок вкус и се лесно растворливи во вода. Полисахариди, се на биополимери се состојат главно од скроб, целулоза, гликоген и Laminarin. На структурни форми вклучуваат полисахариди хитин. Примарната функција на јаглехидрати во ќелијата - енергија. Како резултат на хидролиза реакции и енергетскиот метаболизам расцепува полисахариди во глукоза, и што потоа се оксидира до јаглерод диоксид и вода. Како резултат на тоа, еден грам на гликоза во јавноста 17.6 kJ на енергија, и резервите на скроб и гликоген, во суштина се клеточната енергија резервоар.

Гликогенот се депонирани главно во мускулите и црниот дроб клетки, растителни скроб - во клубени, луковици, корени, семки и членконоги, како пајаци, инсекти и ракови, главната улога во снабдувањето со енергија игра олигосахариди трехалоза.

Јаглехидратите се различни од липиди и протеини, способноста да се аноксични деградација. Ова е исклучително важно за организмите кои живеат во услови на недостаток или отсуство на кислород, како што се анаеробни бактерии и хелминти - паразити на луѓето и животните.

Постои уште една функција на јаглехидрати во ќелијата - изведба (структурни). Тоа лежи во фактот дека овие супстанции се поддршка на структурите на клетките. На пример, целулоза е дел од клеточните ѕидови на растенија, хитин претставува надворешниот скелет и многу безрбетници се јавува во габични клетки, olisaharidy заедно со липиди и протеини молекули формираат glycocalyx - nadmembranny комплекс. Таа обезбедува адхезија - меѓу згрутчување животински клетки, што доведува до формирање на ткиво.

Липиди: структурата и функцијата

Овие органски супстанции, кои се хидрофобни (нерастворлив во вода) може да се отстрани, односно извлечени од клетки од страна на неполарни растворувачи, како што се ацетон или хлороформ. функција на липиди во клетките зависи од тоа кој од трите групи што припаѓаат: да се масти, восоци или стероиди. Мастите се најчести во сите типови на клетки.

Животните ги акумулира во поткожното масно ткиво, нервно ткиво содржи масти во форма на на миелинската обвивка на нерви. Таа, исто така се акумулира во бубрезите, црниот дроб, инсекти - во телесните масти. Течни масти - масла - наоѓаат во семето на многу растенија: бор, кикирики, сончоглед, маслинки. содржината на липиди во клетките се движи од 5 до 90% (во масното ткиво).

Стероиди и восоци се разликуваат од масти во тоа што тие не имаат во молекулите на остатоци масна киселина. Значи, стероиди - тоа е хормони надбубрежните кортекс, кои влијаат на пубертетот телото и кои се составен дел на тестостерон. Тие се исто така дел од витамини (на пример, витамин D).

Главната функција на липиди во клетките - е енергија, градежништво и заштита. Првата е се должи на фактот дека 1 грам на масти во расцепување дава 38.9 kJ на енергија - многу повеќе од други органски материи - протеини и јаглехидрати. Исто така, во оксидацијата на мастите 1d што стои речиси 1,1 c. вода. Тоа е причината зошто некои животни имаат залихи на масти во вашето тело може да биде долго време без вода. На пример, може да биде Gophers хибернација за повеќе од два месеци, без потреба за вода и не пијат вода камила на транзиции низ пустината за 10-12 дена.

Изградба на липиди функција лежи во фактот дека тие се составен дел на клеточните мембрани, како и дел на нервот. Заштитна функција на липиди се состои во фактот дека на масен слој под кожата околу бубрезите и другите внатрешни органи ги штити од механички повреди. Специфични топлинска изолација функција е вродено во животните за долго време да се биде во вода: китови, фоки, фоки со крзно. Дебели поткожното масно слој, на пример, синиот кит е 0,5 метри, тој ги штити животните од хипотермија.

Вредност на кислород во клеточниот метаболизам

Аеробни организми, кои вклучуваат огромното мнозинство на животните, растенијата и човекот, со користење на атмосферски кислород за енергетска размена реакции кои водат до раскинувањето на органски материи и распределбата на одредена количина на енергија акумулирана во форма на молекули на аденозин трифосфат.

Така, заврши оксидација на еден мол на гликоза што се случува во митохондријални cristae, 2800 kJ на енергија се распределени, од кои 1596 kJ (55%) се чуваат во форма на АТП молекули кои содржат macroergic врска. Така, примарната функција на кислород во клетката - спроведување на аеробни дишење, која е базирана на група на ензимски реакции т.н. респираторниот синџир се случуваат во органели - митохондриите. Во прокариотски организми - phototrophic бактерии и цијанобактерии - оксидација на хранливи материи се јавува под влијание на ширењето на кислород во клетките во внатрешниот protuberances на плазма мембрани.

Имаме хемиски организација на клетките се проучени, како и процесите на синтеза на протеини и кислородна функција во мобилните енергетскиот метаболизам.