A sejtek kémiai összetétele

Sejt - Elemi életegység a Földön. Az élő szervezet minden jele: a környezeti anyagokkal és energiával való növekedés, szaporodás, a környezeti anyagok cseréje, a külső ingerekre reagál. A biológiai evolúció kezdete a földi életformák megjelenésével jár. Az egysejtű organizmusok egymástól külön-külön vannak. A többcéluláris - állatok és növények teste - többé-kevésbé olyan sejtekből épül fel, amelyek komplex organizmust alkotnak. Függetlenül attól, hogy a sejt holisztikus élő rendszer - külön szervezet, vagy csak része annak, hogy olyan funkciókat és tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek az összes sejtre gyakoriak.

A sejtek kémiai összetétele

. Ez az élet és az élettelen természeti közösség egyik bizonyítéka. Az élő szervezetekben a leggyakoribbak hidrogén, oxigén, szén és nitrogén, amelyek a sejtek tömegének körülbelül 98% -át teszik ki. . Ezek a négy elem képes nagyon erős kovalens kötés kialakítására két atomhoz tartozó elektronok párosításával. A kovalensen összefüggő szénatomok számtalan különböző szerves molekulák keretét képezhetik. Mivel a szénatomok könnyen kovalens kötéseket képeznek oxigénnel, hidrogénnel, nitrogént, valamint kénnel, a szerves molekulák rendkívüli komplexitást és különféle szerkezetet érnek el.

A sejtek négy fő eleme mellett észrevehető mennyiségben (10^y és 100^y kamat százaléka van) Vas, kálium, nátrium, kalcium, magnézium, klór, foszfor és kén. Minden más elem (cink-, réz, jód, fluor, kobalt, mangán satöbbi.) nagyon kis mennyiségben ketrecben vannak, ezért nyomkövetési elemek.

A kémiai elemek a szervetlen és szerves vegyületek részét képezik. Szervetlen vegyületek közé tartoznak a víz, az ásványi sók, a szén-dioxid, a sav és az alap. Szerves kapcsolatok Fehérjék, nukleinsavak, szénhidrátok, Zsír (lipidek) és Lipoidok.

Egyes fehérjék tartalmaznak kén. A nukleinsavak része foszfor. A hemoglobin molekula magában foglalja Vas, magnézium részt vesz egy molekula építésében klorofill. A mikroelemek, annak ellenére, hogy az élő szervezetek rendkívül alacsony tartalma ellenére fontos szerepet játszik az élet folyamatain. Jód A pajzsmirigy hormonjában - a tiroxin, kobalt - a vitamin összetételében₁₂A hasnyálmirigy szigetének hormonja - inzulin - tartalmazza cink-. Egyes halakban az oxigént hordozó pigmentek molekuláiban lévő vasaló helyet foglal el.

Szervetlen anyagok

Víz

N₂O - a leggyakoribb kapcsolat az élő szervezetekben. . Az élet folyamatainak rendkívül fontos szerepe a fizikai-kémiai tulajdonságainak köszönhető. A molekulák polaritása és a hidrogénkötések kialakításának képessége jó oldószerrel rendelkezik egy nagy mennyiségű anyaghoz. A legtöbb kémiai reakció csak egy sejtben fordulhat elő, csak vizes oldatban fordulhat elő. A víz számos kémiai átalakulásban vesz részt.

A vízmolekulák közötti hidrogénkötések teljes száma a tól függően változikOszlop. TOszlop A jég olvadás kb. 15% hidrogénkötésű, t ° 40 ° C-on. A gáz-halmazállapotra való áttéréskor minden hidrogénkötés megsemmisült. Ez megmagyarázza a magas specifikus vízkapacitását. A külső környezetben, a víz elnyeli vagy kiemeli a hidrogénkötések szünetét vagy új képződését. Ily módon a cellák belsejében lévő t ° ingadozás kisebb, mint a környezetben. A párolgás magas hője a növények és állatok hatékony hőátadási mechanizmusait képezi.

Az oldószerként való víz vesz részt az ozmózis jelenségeiben, amely fontos szerepet játszik a szervezet sejtjében. Az ozmózist az oldószer molekulák behatolásának nevezik félig áteresztő membránon keresztül bármely anyag oldatába. . Ennek következtében az ozmózis a vízmolekulák egyoldalú diffúziója az oldat irányában.

Ásványi sók

A szervetlen B-in-sejtek többsége disszociált vagy szilárd állapotban sók formájában van. A cation és anionok koncentrációja a sejtben és a környezetben körülvevő környezetben. A cella nagyon sokat és sok na-t tartalmaz. Extracelluláris médiumban, például a vérplazmában, a tengervízben, ellenkezőleg, sok nátrium és kis kálium. A sejt öntözése a Na ionok koncentrációinak arányától függ⁺, K⁺, Kb²⁺, MG²⁺. . Az ozmotikus nyomás a sejtben és puffer tulajdonságai a sók koncentrációjától függenek. . A sejttelen belül pufferességet főleg az ionok biztosítják₂Ro₄ és nra₄^2-. Az extracelluláris folyadékokban és a vérben a puffer szerepét játssza le₂ÍGY₃ és no₃^-. Anionok kötődnek az ionokat és a hidroxidionokat (ő^-), hogy az extracelluláris folyadékok sejtjén belüli reakció gyakorlatilag nem megváltozik. Az oldhatatlan ásványi sók (például a foszfor ca) biztosítja a csont gerinces és puhatestű mosogatók szilárdságát.

Szerves sejtsejtek

Fehérjék

A szerves anyagok közül a fehérjék sejtjei az első helyen vannak a számban (a sejt teljes tömegének 10-12% -a) és az érték. A fehérjék nagy molekulatömegű polimerek (molekulatömege 6000 és 1 millió között. és fent), amelyek monomerjei aminosavak. Az élő szervezetek 20 aminosavat használnak, bár sokkal többek. Az aminosav összetétele tartalmaz egy aminocsoportot (-NH₂), amelynek alapvető tulajdonságai és karboxilcsoportja (-son) savas tulajdonságokkal rendelkezik. Két aminosav van csatlakoztatva egy molekulában a HN-CO kommunikáció létrehozásával a vízmolekula felszabadulásával. Az egyik aminosav aminocsoportja és a karboxilcsoport közötti kapcsolat egy másik, a peptidnek. A fehérjék több tíz és több száz aminosavat tartalmazó polipeptidek. A különböző fehérjék molekulái különböznek egymástól molekulatömeg, szám, aminosavak összetétele és helyük szekvenciája a polipeptid láncban. Nyilvánvaló, hogy a fehérjéket hatalmas változatossággal megkülönböztetik, az élő élőlények számát a 10-es számmal becsüljük meg^tíz tíz¹².

. A sejtekben a fehérjék a spirál csavart szálakra vagy golyókra (globulus) nézetei vannak. .

Kezdetben a polipeptidlánc spirálba fordul. A szomszédos fordulatok atomjai között vonzódnak és hidrogénkötéseket alkotnak, különösen a szomszédos fordulatokon található NH- és csoportok között. Az aminosavlánc, a spirál formájában csavart másodlagos fehérje szerkezetet képez. . . . Következésképpen a tercier fehérje szerkezetének sajátosságait az elsődleges szerkezet határozza meg. A fehérje biológiai aktivitása csak tercier szerkezet formájában. .

Bizonyos esetekben a fehérje molekulákat kombinálják egymással, és csak komplexek formájában végezhetik funkciójukat. Tehát a hemoglobin négy molekula komplex, és csak egy ilyen formában csatlakozhat és szállíthat. Az ilyen aggregátumok negyedezett fehérje szerkezetűek. Összetétele szempontjából a fehérjék két fő osztályra vannak osztva - egyszerű és összetett. Az egyszerű fehérjék csak aminosavakból származnak, nukleinsavak (nukleotidok), lipidek (lipoproteinek), IU (metalloprotidok), P (foszfoproproidok).

A sejtekben lévő fehérjék funkciói rendkívül változatosok. Az egyik legfontosabb - építési funkció: a fehérjék részt vesznek a sejt összes sejtmembránja és sejtjei, valamint az intracelluláris struktúrák kialakulásában. A fehérjék enzimatikus (katalitikus) szerepe rendkívül fontos. Az enzimek felgyorsítják a sejtekben előforduló kémiai reakciókat, 10-ben^Ki és 100ⁿ Milliószor. A motorfunkciót speciális kontraktilis fehérjék biztosítják. . A fehérjék szállítási funkciója a kémiai elemek (például hemoglobin csatlakozás) vagy biológiailag aktív anyagok (hormonok) csatlakoztatása, valamint szövetek és testtestek. A védőfunkciót speciális fehérjék kialakításának formájában fejezzük ki, az idegen fehérjék vagy sejtek testébe történő behatolásra reagálva. Az antitestek kötődnek és semlegesítik az idegen anyagokat. A fehérjék fontos szerepet játszanak az energiaforrásoknak. Teljes hasítással 1g. A fehérjék 17,6 kj (~ 4.2 kcal) kiemelkednek.

Szénhidrátok

Szénhidrátok vagy szacharidok - szerves anyagok általános képletű (ch₂O)_N. A legtöbb szénhidrátban a H atomok száma nagyobb, mint az atomok száma, mint a vízmolekulákban. Ezért ezeket az anyagokat szénhidrátoknak nevezték. Egy élő ketrecben a szénhidrátok olyan mennyiségben vannak, amelyek nem haladják meg az 1-2-et, néha 5% -ot (a májban, az izmokban). .D..

A szénhidrátok egyszerűek és összetettek. Az egyszerű szénhidrátokat monoszacharidoknak nevezik. A monoszacharid molekulában lévő szénhidrát atomok számától függően nagyok, tetrosis, pateosák vagy hexózisok. Hat szén-monoszacharidról - hexóz - glükóz, fruktóz és galaktóz a legfontosabb. A glükóz a vérben van (0,1-0,12%). A ribóz és a deoxybosis pentózisok a nukleinsavak és az ATP részei. Ha két monoszacharidot egy molekulában kombinálunk, az ilyen kapcsolatot diszacharidnak nevezzük. A cukornádból vagy a cukorrépából nyert élelmiszercukor egy glükózmolekulából és egy fruktózmolekulából, a tejcukorból - a glükózból és a galaktózból áll.

A sok monoszacharid által alkotott komplex szénhidrátokat poliszacharidoknak nevezik. Az ilyen poliszacharidok monomerje, például keményítő, glikogén, cellulóz, glükóz. A szénhidrátok két fő funkciót végeznek: építés és energia. A cellulóz a növényi sejtek falát képezi. A kifinomult poliszacharid kitin az ízeltlábúak külső csontvázának fő szerkezeti összetevőjeként szolgál. A chitin építési funkcióját gombák végzik. A szénhidrátok játszanak a fő energiaforrásának szerepét a sejtben. Az oxidáció folyamatában 1 g. A szénhidrátok megjelent 17,6 kj (~ 4.2 kcal). Az állatokban lévő növények és glikogén keményítője a sejtekben helyezkedik el, és energiaterületként szolgál.

Nukleinsavak

A sejtekben lévő nukleinsavak értéke nagyon nagy. . Mivel a sejtek legtöbb tulajdonsága és jelei a fehérjéknek köszönhetőek, nyilvánvaló, hogy a nukleinsavak stabilitása a sejtek normális életének és az egész szervezetek normális életének legfontosabb feltétele. A sejtek szerkezetének vagy a fiziológiai folyamatok aktivitásának bármilyen változása, amely befolyásolja a létfontosságú tevékenységet. A nukleinsavak szerkezetének vizsgálata rendkívül fontos a szervezetek jellemzőinek öröklésének megértéséhez és a működési minták, mind az egyes sejtek, mind a sejtrendszerek - szövetek és szervek.

2 fajta nukleinsav - DNS és RNS. DNS-polimer, amely két nukleotid spirálból, fogvatartottból áll, hogy a kettős spirál alakuljon ki. A DNS-molekulák monomerek nukleotidok nitrogénbázisból (adenin, timin, guanin vagy citozin), szénhidrát (deoxiribóz) és foszforsavmaradékok. Az azotyst bázisokat a DNS-molekulában különböző számú N-linksel összekapcsolják, és párosulok vannak elhelyezve: az adenin (a) mindig a thimin (t), a guanin (D) ellen a citozin (C) ellen.

A nukleotidok egymáshoz kapcsolódnak, hanem véletlenül, de szelektíven. . . Egy polinukleotidláncban a szomszédos nukleotidok összekapcsolódnak a cukorral (deoxiribóz) és a foszforsav maradéka. Az RNS, valamint a DNS olyan polimer, amelynek monomerjei nukleotidok. . Az RNS-nukleotidok eltérnek a DNS-nukleotidoktól és a kompozíciójukban lévő szénhidrát szerkezetétől (ribosis a dysoxyribóz helyett).

. A szerkezet két lánc RNS-t különbözik. Két lánc RNS-ek a genetikai információk több vírusában.E. A kromoszómák funkcióit végzik. Egy lánc RNS átviteli információkat a fehérjék szerkezetére kromoszóma a szintézisük helyére, és részt vesz a fehérje szintézisében.

Számos típusú lánc RNS van. A nevük a sejt funkciójának vagy helyének köszönhető. A citoplazmak legtöbbje (legfeljebb 80-90%) riboszómákban található riboszómális RNS (RRNS). RRNS-molekulák viszonylag kicsiek és átlagosan 10 nukleotidot tartalmaznak. Egy másik típusú RNS (IRNN), amely információt tartalmaz az aminosavak szekvenciájáról a fehérjékben, amelyet riboszómákhoz szintetizálnak. Ezeknek az RNS mérete a DNS-szakasz hosszától függ, amelyen szintetizáltak. A szállítási RNS több funkciót végez. Az aminosavakat a fehérje szintézis helyére szállítják, a "felismerés" (a komplementaritás elve) hárma és RNS-je, amely megfelel a hordozható aminosavnak, az aminosav pontos tájolása a riboszóma.

Zsírok és lipidek

A zsírok zsíros nagy molekulatömegűek és trükkás alkohol glicerin. A zsírok nem oldódnak fel vízben - hidrofób. A ketrecben mindig más komplex hidrofób zsírszerű anyagok vannak, amelyeket a lipoidoknak neveznek.A zsírok egyik fő funkciója az energia. 1 g hasítás közben. Zsírok S₂ és N₂A nagy mennyiségű energia mentes - 38,9 kj (~ 9,3 kcal). A sejtek zsírtartalma a szárazanyag tömegének 5-15% -a. Az élénk szövet sejtjeiben a zsír mennyisége 90% -ra emelkedik. A zsírok fő funkciója az állatban (és részben - zöldség) világban - állítás.

1 g zsír (szén-dioxid és víz) teljes oxidációjával, körülbelül 9 kcal energia megkülönböztetve. (1 kcal = 1000 Calcalo (CAL, CAL) - egy incidens egység a munka mennyiségének és az energiának megegyező mennyiségű hőmennyiség 1 ml víz 1 ° C-on 1 ° C-on, standard légköri nyomás 101,325 kPa-1 kcal = 4,19 kj). Ha oxidáljuk (a testben), 1 g fehérjét vagy szénhidrátot csak körülbelül 4 kcal / g. Különböző vízi szervezeteknél - az algák egysejtű diatáitól az óriás cápákhoz - a zsírt egy "úszó", az átlagos testsűrűség csökkentése. Az állati zsír sűrűsége körülbelül 0,91-0,95 g / cm3. A gerinces csontsűrűség közel 1,7-1.8 g / cm3, és a legtöbb más szövet átlagos sűrűsége közel 1 g / cm3. Nyilvánvaló, hogy a zsírnak meglehetősen szüksége van rá, hogy "egyensúlyba" legyen egy nehéz csontváz.

A zsírok és a lipidek elvégzik az építési funkciót: a sejtmembránok részei. A gyenge hővezetőképesség miatt a zsír képes a funkció védelmére. Egyes állatoknál (pecsétek, bálnák), ​​a szubkután zsírszövetben elhalasztják, és legfeljebb 1 m vastagságú réteget képeznek. A lipoidok kialakulása megelőzi számos hormon szintézisét. Ezért ezek az anyagok a metabolikus folyamatok szabályozásának függvényében vannak.