Клеткалардын химиялык уюм: органикалык заттардын, макро жана микроэлементтер

19-кылымдын аяк ченинде бул биология илиминин бир тармагы биохимия деп аталат түзүлгөн. Ал тирүү клеткалардын химиялык курамын изилдеп жатат. илимдин негизги милдети - зат жана энергия өзгөчөлүгүн билүү өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын клеткаларынын өтө маанилүү иш-милдеттерин жөнгө салуучу.

клетканын химиялык курамы жөнүндө түшүнүк

илимпоздор көп изилдөөлөр натыйжасында клетка химиялык уюм изилденген жана жандыктардын жыйынтыктары 85 химиялык элементтердин турат деп табылган. Ал эми кээ бирлери так жана конкреттүү түрлөрдүн пайда, ал эми алардын ичинен кээ бирлери, дээрлик бардык организмдер үчүн талап кылынат. Үчүнчү жетиштүү аз санда микроорганизмдер, өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын клеткалары ушул химиялык элементтердин тобу. карбонгидрат, белоктор, липид: Клетканын химиялык элементтери көбүнчө минералдык туз жана суу пайда болгон катиондор жана аниондор түрүндө, ошондой эле органикалык көмүртек синтезделет болуп саналат.

Органогендик элементтери

биохимия, бул көмүртек, суутек, кычкылтек, азот кирет. Алардын белгиленген, ал башка химиялык элементтердин 88 97% га чейин бир клеткада болот. Өзгөчө маанилүү көмүр болуп саналат. клеткалардын курамынын бардык органикалык заттардын, анын курамы атомдордун көмүртек камтыган молекулалардан турат. Алар бир тизмек менен өз ара (бутактаган жана unbranched) болот, ошондой эле ирекет. Бул жөндөмү көмүртектин атомдору клетканын өзүнөн жана органеллдер киргизилген органикалык заттардын каларлык түрлөрүн негизинде.

Мисалы, клетканын ички мазмуну ээрүүчү oligosaccharide турат, кычкылдуулукка белоктордун, липиддердин, РНК ар кандай түрлөрү: өткөрүп РНК, рибосомалык РНК жана кабарчы РНК, ошондой эле акысыз мономерлердин - нуклеотиддер. Мындай химиялык курамы бир бар клетка ядросунан. Ошондой эле дезоксирибонуклеин кислотасы бир молекуланы, хромосомалардын бир бөлүгүн камтыйт. Жогоруда кошулмалардын Бардык азот, кычкылтек менен көмүртек, суутек, анын курамы атомдору бар. Бул өзгөчө маанилүү бир далили болуп саналат, анткени клетканын химиялык уюм уюлдук структураларды түзгөн биогендик элементтердин мазмунуна жараша болот: Гиалоплазма жана органеллдер.

МАКРОАЗЫКТАРДЫН жана алардын мааниси

Ошондой эле организмдин ар кандай түрдөгү клеткалардан абдан таралган химиялык элементтер, биохимия МАКРОАЗЫКТАР деп аталат. Клеткадагы Алардын мазмуну 1,2% түзөт - 1,9%. макро By клеткалары кирет: Phosphorus, калий, хлор, күкүрт, магний, кальций, темир жана натрий. Алардын баары маанилүү жана ар түрдүү клетка органеллдеринин бир бөлүгү болуп эсептелет. Ошентип, кара ион кан белок бар - кычкылтек (бул учурда ал oxyhaemoglobin деп аталат), көмүр кычкыл газы (karbogemoglobin) же көмүр кычкыл газын (carboxyhaemoglobin) алып гемоглобин.

Натрий иондору арасы транспорт маанилүү жол менен берилет: деп аталган натрий-калий насосту. Ошондой эле алар ортомчу суюктук жана кан плазмасын бир бөлүгү болуп саналат. Магний пигменттерден молекулалары (photopigment жогорку өсүмдүктөр) ушул иондору жана PHOTOSYNTHESIS жүрүшүндө, ошондой эле түрдө жооп борборлору бул тузак жарык энергиясынын бөлүкчөлөрүн тартылган.

Кальций иондору жипчелери нерв буурчак өткөрүүнү камсыз кылуу жана Сөөк клеткалары негизги компоненти болуп саналат - сөөк клеткалары. Кальций кошундулары, анын кабыгынын кальций карбонаты турат дүйнөлүк омурткасыз жаныбарлардын жайылууда.

Хлорид иондору клетканын кабыкчасына акумуляторная катышкан жана белгиленген нейрон өбөлгө электрдик заряд пайда бере албайт.

күкүрт атомдор эне белоктун бир бөлүгү болуп саналат жана бул тоголок белок молекуласын түзүү, алардын үчүнчү түзүлүшү "кураштыруу" полипептид чынжырын алып.

Калий иондору клетка кабыкчасындагы аркылуу заттардын транспорт катышып жатат. Phosphorus атомдор мындай аденозин triphosphate катары бул маанилүү энергия сыйымдуу заттардын бир бөлүгү болуп саналат, ал эми негизги заттар клетка тукум куучулук болуп дезоксирибонуклеин жана рибонуклеиндик кислоталарынын молекуласында, маанилүү курамдык бөлүгү болуп саналат.

зат Trace милдети

клеткаларда аз 0,1% түзгөн 50 химиялык элементтердин, microcells чакырды. Бул цинк, молибден, йод, жез, жазган, желек кирет. аз камсыз кылуу менен алар көптөгөн биологиялык активдүү заттардын бир бөлүгү катары, өтө маанилүү бир милдетти аткарышат.

денедеги зат алмашуунун көлөмүн контролдоо тироксин жана triiodothyronine - Мисалы, цинк атомдор инсулин молекуласы (уйку бези гормон жөнгө кан глюкоза деңгээл) бар, йод бездин гормон болуп саналат. Copper, hematopoiesis катышкан темир иондору менен бирге (кызыл кан клеткалары пайда, жарат алган жана омурткалуу жаныбарлардын жилик чучугунда ак кан клеткалары). Copper иону омурткасыздар, мындай Моллюскалар кандын ичинде hemocyanin пигменттик киргизилген. Ошондуктан, алардын hemolymph көк түсү.

мисалы, коргошун сыяктуу клетка химиялык элементтер дагы аз мазмуну, алтын, бром, күмүш. Алар өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын клеткаларынын ultromikroelementami жана бир бөлүгү деп аталат. Мисалы, химиялык анализ жүгөрү шиш алтын иондору аныкталган. Мындай Sargassum, Laminaria, fucus катары күрөң жана кызыл балырлар менен thalli киргизилген бир клетка көп сандагы бром атомдор.

Бардык мурда Бул мисалдар жана чындыктар химиялык кантип өз ара курамы түшүндүрүп, милдетин жана клеткаларынын түзүлүшүн. кестеде тирүү организмдердин клеткаларынын ар түрдүү химиялык элементтердин мазмунун көрсөтөт.

Органикалык бирикмелердин жалпы мүнөздөмөсү

клетка массасынын 50% ын көмүртек атомдору, көз каранды, белгилүү бир жол менен организмдердин ар кандай топторунун клеткалардын химиялык касиеттери. Дээрлик бардык кургак клетка маселе комплекстүү бир түзүлүшкө жана жогорку молекулалуу салмагы бар карбонгидрат, белокторду, нуклеин кислоталарын жана липид, билдирет. Мындай молекулалар макро (полимер) деп аталат жана жөнөкөй элементтердин турат - мономерлердин. Белок заттар өтө маанилүү ролду ойнойт жана төмөндө каралган ар кандай иш-милдеттерин аткарат.

Клеткадагы протеиндердин ролу

кошулмалар тирүү клетканын ичине кирип биохимиялык анализи, белоктор сыяктуу органикалык заттардын жогорку мазмунду тастыктайт. Бул чындык бир логикалык түшүндүрмөсү бар: протеиндер милдеттерин бир түрдүү жана клетка жашоонун бардык тармагында тартылган.

Мисалы, белок коргоочу өзгөчөлүгү антителолордун пайда болушу - бул ууну чыгарган антителолор. Мындай тромбин, Каныбыздагы жана tromboblastin сыяктуу коргоочу белоктор кандын уюшун камсыз кылуу жана жараат жана жаракат анын жоготууга жол бербөө. антигендерди - клетканын татаал курамы чет кошулмаларды кабыл алуу жөндөмүнө ээ болгон клетка мембранасы белокторду камтыйт. Алар коркунуч алып келиши мүмкүн, алардын тарам жана отчет клетканы (сигнал кызмат) өзгөртүү.

Кээ бир белоктор бир жөнгө салуучу милдетин бар Гипоталамус чыгарган мындай кылдат болуп, гормондор, бар, кичинекей корголгон. канга ошого жараша, кылдат изилдеп, анын төмөндөшүнө алып, эне жатынынын булчуң дубалдын үстүндө иштейт. Аллахтын протеиндин да кан басымын контролдоо боюнча жөнгө салуучу милдетин аткарат.

булчуң клеткалары актин жана миозин болуп, булчуң ткандарынын мотор милдетин келтирилгенде, кичирейтүү үчүн жөндөмдүү. белок үчүн, типтүү жана trophic иштеп, мис, Методикалык эмбрион өнүктүрүү үчүн азык катары пайдаланылган. мисалы, гемоглобин менен hemocyanin сыяктуу ар кандай микроорганизмдер, кан белоктор, кычкылтек молекуласы которулат - транспорттук милдетти иш. Мындай солду липиддердин пайдаланып заттар көп энергия, толугу менен колдонулган болсо, клетка белоктор майдаланып баштайт. Бул материалдын 17 Бир грамм энергиясын 2 кДж берет. протеиндер маанилүү милдеттеринин бири болуп саналат каталитикалык (протеиндер, энзимдер cytoplasmic жеринде химиялык кубулуштардын тездетет). Жогоруда баяндалгандардын негизинде, биз белоктор бир жаныбар клеткасынын өтө маанилүү иш-милдеттерин жана зарыл болгон бөлүгүнө бир катар бар экенин көрүп турам.

белок биосинтези

мисалы, рибосома сыяктуу органеллдер аркылуу өсүшү пайда болгон бир клетка менен протеин синтезинин жараянын карап көрөлү. Рибосома кальций иондорунун катышуусу менен атайын энзимдердин иш-аракеттери, урматында polysomes биригип. клеткадагы рибосомалар негизги иш-милдеттери - бир протеин молекуласынын синтези, копиялоо ишин баштабай. Анын натыйжасы РНК молекулаларынын синтезделет, ошондой polysomes тиркелет турган. Андан кийин, экинчи сот башталат - Берүүнү. Транспорт РНК байланыштыруу амино-кислотадан турган жыйырма ар кандай түрлөрү жана polysomes жана клеткадагы рибосомалар милдетине бери кайра алып келем, - polypeptides бир синтези, бул органеллдер РНКнын менен комплексти пайда кылат жана аминокислота молекулалары бир белок макромолекуланын пайда пептиддик байланыштар аркылуу байланышкан.

зат Суунун ролу

Анатомия изилдөөлөр, биз изилдеп жаткан клетка түзүлүшү жана курамы экендигин, 70% ы суудан орто эсеп менен, өмүр суу жолду алып, көптөгөн жаныбарлар менен (мисалы, Губкалар) анын мазмуну 97-98% жетет тастыктады. клеткалар бул химиялык уюмдун пикири боюнча кычкылдуулукка (таркатуу жөндөмдүү) жана камтыган hydrophobic (сууну түртүүчү бир) материал. жалпы уюлдуу, эритме катары кадимки эле суу чечүүчү ролду жана түздөн-түз таасир милдети боюнча гана эмес, клеткалардын өтө түзүмүндө да ойнойт. кестеде тирүү организмдердин клеткаларынын ар кандай түрлөрүнүн суу мазмунду көрсөтөт.

Клеткадагы көмүртектерге иш-милдети

Жогоруда айтылгандай, маанилүү органикалык эмес химиялык заттар менен - Полимерлердин - да карбонгидрат болуп саналат. Бул полисахариддер, oligosaccharides жана monosaccharides кирет. Көмүрсуулар көп комплекстүү системалар бир бөлүгү болуп саналат - glycolipids жана glycoproteins, уюлдук кабыкчасы менен nadmembrannye структурасын курулат, мис glycocalyx.

Мындан тышкары карбонгидрат Көмүр суутек жана тазаланышы атомдор кирет, ал эми айрым полисахариддер дагы азот, күкүрт жана канал бар. көп өсүмдүк көмүртектерге клеткалары: Картошка тамырларды 90% урук жана мөмө карбонгидрат мазмуну 70% чейин крахмалды чейин камтыйт, жана жаныбарлардын клеткалары гликоген, Chitin жана trehalose сыяктуу бирикмелердин түрүндө кездешет.

Simple кант (monosaccharides) жалпы болуш CnH2nOn жана tetroses, тирозин, Кребстин жана гексоз бөлүнөт бар. мисалы, рибоз жана дезоксирибоз нуклеиндик кислоталардын бир бөлүгү болуп саналат, жана глюкоза жана Fructose эле өздөштүрүп алуу жана ээликтен ажыратылбоочу болуп аллергиясы тартылган акыркы эки, тирүү организмдердин клеткаларында көбүрөөк кездешет. Oligosaccharides көп өсүмдүк клеткалары табылган: сахароза кара буудай жана арпа себилген caryopses камтылган кант кызылчасын жана кант камыштан, maltose камераларында сакталат.

Disaccharides таттуу даамга ээ жана суу менен дароо жакшы эрий турган. биополимерлерден болуп полисахариддер, биринчи кезекте, крахмал, кагаз жана кагаздай, гликоген жана laminarin турат. структуралык түрлөрү полисахариддер Chitin кирет. Клеткадагы көмүртектерге негизги милдети - энергия. гидролизи мамиле жана энергетикалык зат натыйжасы катары глюкозага полисахариддер жабышып, ал андан кийин көмүр кычкыл газы жана суу менен кычкылданат. Натыйжада, бир глюкоза релиздерди грамм 17,6 кДж энергия, жана крахмал жана Гликогендин камдар, негизинен уюлдук энергия суу сактагыч болуп саналат.

Гликоген, негизинен, булчуң жана боор клеткалары топтолуп, жашылча крахмалынан жасалган азыктар - мисалы, жөргөмүш, курт-кумурскалардын жана рак сыяктуу тамырларды, отургузулуучу, тамырлар, уруктар жана денеси, башкача айтканда, электр энергиясы менен камсыз кылууда негизги ролду бир oligosaccharide trehalose ойнойт.

Көмүрсуулар липиддердин жана белоктордун, anoxic начарлашына жөндөмү айырмаланат. Бул кычкылтек жетишсиздиги же жоктугу шартында, тирүү организмдер үчүн абдан маанилүү, мисалы, анаэробдук бактерия сыяктуу, жана мите - адамдардын жана жаныбарлардын мите.

клетка көмүртектерге дагы бир милдети бар - курулуш (структуралык). Бул заттар клетка структураларды колдоо көрсөтүп жатат. Мисалы, кагаз жана кагаздай өсүмдүктөрдүн клеткаларынын капталынын бир бөлүгү болуп саналат, Chitin сырткы скелет жана көптөгөн омурткасыз тери клеткалары пайда болот, olisaharidy менен бирге, липиддердин жана белоктордун негизги молекулалар glycocalyx пайда түзөт - nadmembranny комплекси. Бул Соглашения камсыз кылат - кыртыштын пайда алып келе турган кайсы бир мал Хойл клеткалардын ортосунда.

Липиддер: түзүлүшү жана милдеттери

Бул hydrophobic (сууда эрибеген) болуп органикалык заттардын, жок, б.а., мисалы кит же chloroform катары nonpolar эритүүчүлөр тарабынан клеткаларга алынышы мүмкүн. Клеткадагы липиддердин иш-милдети, алар үч топтун ичинен көз каранды таандык: майларды, момдор же стероиддер. Майлар клеткалардын бардык түрлөрү көп кездешет.

Жаныбарлар Жылкыда кемик, аларды топтоо, нейрон кыртыш түрүндө майын камтыйт миелин синапстары. Ошондой эле, бөйрөк, боор, курт-кумурскалардын чогулган - семиз денеси. Суюк майлар - майлар - көптөгөн өсүмдүктөрдүн үрөндөрүн табылган: кызыл, чанак, күн карама, зайтун. камераларда көрбөйбүз мазмуну 5 90% түзөт (кемик-жылы).

Стероиддер, боёк, алар май кислотасы калдыктардан молекулалардан да жок деп майлар менен айырмаланат. Ошентип, стероиддер - бул тестостерон түзүүчүлөрү денеси жана жыныстык жактан таасир гормондорду үстү ошо болот. Ошондой эле алар топуктуу (мис, витамин D) бир бөлүгү болуп эсептелет.

Клеткадагы липиддердин негизги милдети - энергетика, курулуш жана коргоо болуп саналат. биринчи кезекте, 1 жиктери-жылы май грамм 38,9 кДж энергия берет менен түшүндүрсө болот - башка органикалык заттардын алда канча - белок менен көмүртектерге. Мындан тышкары, май 1d кычкылдануу-жылы дээрлик 1,1 с турат. суу. кээ бир жаныбарлар денедеги май запастарын жатат суусу жок көп убакыт боло алабыз. Мисалы, чычкандарга эки айдан көбүрөөк убактан бери токтогон болушу мүмкүн, сууга муктаж болбостон, ошондой эле суу, төөнү чөл аркылуу 10-12 күн жылдырганда ичкен эмес.

липиддер милдетинин куруу, алар клетка кабыкчасындагы ажырагыс бөлүгү, ошондой эле беймаза бөлүгү болуп жатат. Майлардын коргоочу өзгөчөлүгү бөйрөк жана башка ички органдарга айланасындагы теринин астындагы май катмары механикалык зыян тартып, аларды коргойт деп турат. Өзгөчө жылуулоо милдети сууга болгон узак убакыт бою жаныбарлар менен мүнөздөлөт: киттер, мөөрлөр, мех мөөрлөрү. Thick Жылкыда кемик катмары Мисалы, көк киттин 0,5 м, ал үшүп жаныбарды коргоп турат.

зат мааниси Кычкылтек

органикалык заттардын басымдуу көпчүлүк жаныбарлардын, өсүмдүктөрдүн жана адамдын, энергетикалык алмашуу мамиле аба кычкылтекти колдонуп лидерлик боюнча кеткен жиктери жана аденозин triphosphate молекулалары түрүндө топтолгон энергиянын белгилүү бир суммасын бөлүштүрүүгө кирет Аэробика организмдер.

Ошентип, митохондриялык cristae кездешет глюкоза бир хамелеон толук кычкылдануу, 2800 кДж менен Энергия боюнча бөлүнөт, алардын ичинен 1596 кДж (55%) macroergic байланышты камтыган ATP молекулалары түрүндө сакталат. Ошентип, клетканын кычкылтек негизги милдети - ишке ашыруу аэробдук дем алуу, деп аталган Enzymatic кубулуштардын тобу негизделген дем чынжыр органеллдер пайда болгон - митохондрия. прокариоттор организмдердин-жылы - phototrophic бактериялар жана балыр - азык кычкылдануу кабыкчасындагы ички жерлерди клетканын ичине жөнгө кычкылтектин таасири астында пайда болот.

Биз клеткалардын химиялык уюм изилденген, ошондой эле уюлдук энергетикалык зат белок синтези жана кычкылтек милдетинин жараяндар бар.