Az élő rendszerek, szerves anyagok sejtek
A sejt tartalmaz sokféle szerves vegyületek különböző szerkezetű és azokat a funkciókat teljesítenek. A szerves anyagok lehetnek kis molekulatömegű (aminosavak, cukrok, a szerves savak, nukleotidok, lipidek, stb), és a nagy molekulatömegű. A legtöbb nagy molekulatömegű szerves vegyületek a sejtben olyan biopolimerek. Polimerek nevezzük molekulák, amely egy nagy ismétlődő egységek száma - monomerek. kötve egymással kovalens kötést. Mert biopolimerek, azaz polimerek részét képező sejtek fehérjék, poliszacharidok és nukleinsavak.
Egy speciális csoportját a szerves vegyületek a sejtek, hogy a lipidek (zsírok és zsírszerű anyagok). Mindezek a hidrofób vegyületek. azaz vízben oldhatatlanok, de nem oldó nem poláros szerves oldószerek (kloroform, benzol, éter), lipidek közé tartoznak a semleges zsírok, foszfolipidek, viaszok, szteroidok és más vegyületek. funkciója lipidek élő szervezetekben változhat. A foszfolipidek valamennyi sejtben jelen, végző szerkezeti funkciója, mint az alapjául a biológiai membránok. A szteroid koleszterin fontos eleme a sejtmembránok állatokban. Semleges zsírokat, és néhány egyéb lipidek energiát funkciót. Ezek felhalmozódnak az élőlényekben, mint tartalék tápanyagok. A oxidációja 1 g zsír megjelent 38 kJ energia, amely két-szer nagyobb, mint az oxidációs az azonos mennyiségű glükóz. A energia függvényében zsír kapcsolódik a raktárból a funkciójukat. Formájában tárolt zsír jelentős része az energia tartalék a szervezet. Ezen túlmenően, a zsírok istochnikomvody, amely kiemelkedik a maga oxidációt. Ez különösen fontos a sivatagi állatok érinti a vízhiány. Például ez a zsír található a púp egy teve. Számos lipidek rejlő védelmi funkció. Emlősökben, szubkután zsír működik, mint egy hőszigetelő. A viasz védi a toll és állati szőr nedvesítés. Számos lipidek a szervezetben végre egy szabályozási funkció. Például, adrenokortikális hormonok a kémiai természetüktől, a szteroidok. Része a lipidek aktívan részt vesznek anyagcsere, mint például a zsírban oldódó vitaminok A, D, E és K
Szénhidrátok (cukrok, szacharidok) olyan vegyületek, általános kémiai képletű Cn (H2O) n. Szerint az egységek száma a polimer láncban három fő osztálya szénhidrátok: monoszacharidok (egyszerű cukrok), oligoszacharidok (2-10 molekulák állnak az egyszerű cukrok) és poliszacharidok (amely több mint 10 molekula egyszerű cukrok). Attól függően, hogy a szénatomok száma a monoszacharid-összetételre, megkülönböztetni triózokat, zok, pentózok, hexózok és heptózok. A természetben, a leggyakoribb a hexóz (glükóz és fruktóz) és pentóz (ribóz és dezoxiribóz). Glükóz a fő energiaforrás a sejtek, a teljes oxidációja 1 g glükóz 17,6 kJ energia szabadul fel. A ribóz és a dezoxiribóz része nukleinsavak. Az oligoszacharidok leggyakoribb diszacharidok maltóz (maláta cukor), laktóz (tejcukor), szacharóz (répacukor). A monoszacharid és diszacharid könnyen oldódik vízben, és egy édes ízű. Poliszacharidok nagy molekulatömegű, olyan édes íze, és nem tudják, hogy feloldódjon a vízben. Ezek a biopolimerek. A leggyakoribb természetben előforduló poliszacharidok közé tartoznak a keményítő, glükóz-polimerek. glikogén, cellulóz. és a kitin. álló glükózamin maradékok. A keményítő a fő tároló anyagok a növényekben, a glikogén - állatokat. Cellulóz, kitin végre egy védelmi funkció, amely erőt növények integumentumban, állatok és gombák. Így a fő funkciója a szénhidrát jellegű - az energia tárolódik és strukturális.
Fehérje - jelentése biopolimerek, monomerek, amelyek aminosavak. A formáció a részt vevő fehérjék 20 különböző aminosavat. Aminosavak a fehérje molekulák kovalens peptidkötések. A fehérje-molekula állhat akár több ezer aminosav. 4 szint térbeli szervezés fehérjemolekulák. A szekvencia aminosavak a polipeptid-lánc az úgynevezett elsődleges szerkezetét a fehérje. A primer szerkezetét a fehérje molekula bármilyen egyedi, és meghatározza annak térbeli szerveződés, tulajdonságai és funkciói egy sejtben. A másodlagos szerkezet egy fehérjét határozza meg szóló, a lánc aminosavakat adott szerkezet az úgynevezett a-hélix és a b-réteget. A másodlagos szerkezete egy fehérje által képzett hidrogénkötések. Harmadlagos szerkezet hajtásával formált a polipeptidlánc szekunder szerkezeti elemek, a tekercs (globula), és fenntartjuk az ionos, hidrofil és kovalens (diszulfid) közötti kötések aminosavmaradékok. A negyedleges szerkezet jellemző fehérjék, amely több polipeptid láncok. A veszteség a fehérjemolekula szerkezeti szervezet, például azért, hogy a hő, az úgynevezett denaturáció. Denaturáló lehet reverzibilis és irreverzibilis. Amikor a reverzibilis denaturáció lehet törni kvaterner, tercier és szekunder szerkezetét a fehérje, de az elsődleges szerkezet nem törött, és a visszatérés a normál körülmények között, ezáltal lehetővé renaturációját - helyreállítása normál konfiguráció. Amikor az elsődleges szerkezete megsértése denaturálási visszafordíthatatlan.
A legfontosabb funkciója fehérjék katalitikus. Minden enzimeket. biológiai katalizátorok fehérjék. Hála az enzimek a kémiai reakciók sebességének a sejtben megnő egy millió alkalommal. Az enzimek erősen: Minden enzim katalizálja bizonyos típusú kémiai reakciók a sejtben. Ez annak köszönhető, hogy az enzimeket összes anyagcsere reakciók az élő szervezetekben előforduló. A fő funkciója a fehérjék a sejtben táblázatban mutatjuk be. 1.
A fő funkciói a fehérjék
arányának növelése kémiai reakciók a test ezerszer
Amiláz lebontja keményítő glükózzá, lipáz lebontja zsírok
összetevői a biológiai membránok és a sok intracelluláris organellumok, a fő összetevői a tartószerkezetek
A kollagén az alapja a porc és inak, elasztin - a kötőszövet, a keratin - haj és körmök
Az inzulin szabályozza a glükóz metabolizmusát, hiszton - a tevékenység gének
Nukleinsavak a cella hordozók genetikai információ, és biztosítja annak végrehajtását a folyamat szervezetre. Ezek biopolimerek, amelyek monomerek nukleotidok. Minden nukleotid áll egy nitrogéntartalmú bázis, egy pentóz cukrot, és egy foszforsav maradék (3.).
Ábra. 3.Shema képződését nukleotid -tsitozina nitrogéntartalmú bázis, egy pentóz - dezoxiribóz és foszforsav
Nukleotidok maguk is döntő szerepet játszanak a sejteket. Például, egy molekula ATP (adenozin-trifoszfát) egy olyan vegyület, energiában gazdag, akkor használják gyakorlatilag minden folyamatok az illékony sejtben. Minden élő sejtben kétféle nukleinsavak - dezoxiribonukleinsav (DNS) és ribonukleinsavat (RNS). A vírusok tartalmazhatnak csak egy típusú nukleinsav (DNS-t vagy RNS-t).
MolekulaDNK egy univerzális hordozó genetikai információt a sejtben. Ez annak köszönhető, hogy a szerkezet és funkció A molekula vonások át a szülők a gyerekek, vagyis készült univerzális tulajdonsága az élet - az öröklődés. Mindegyik DNS tartalmaz egy nukleotid-cukorról dezoxiribóz, és az egyik a négy nitrogéntartalmú bázisok - adenin (A), guanin (G, G), citozin (C, C) és timin (T). Adenin és guanin purin-származékok. timin és citozin - egy pirimidin-származék.
A strukturális szerveződése DNS-t megfejtett 1953 George. Watson és Crick, kapott ez a felfedezés a Nobel. A DNS-molekula két szál párhuzamosan elrendezett egymással és csavart egy kettős spirál. A szélessége a spirál mintegy 2 nm. Nukleotidok minden Nita DNS kovalens foszfodiészter kötések. Két DNS-szálakat tartják a kettős spirál miatt közötti hidrogénkötés nitrogéntartalmú bázisokkal ellentétes szálhoz (ábra. 4), ezek a kapcsolatok számos, hogy egy nagyon stabil kettős spirál szerkezete.
Ábra. 4.Model kettős szálú DNS-molekula által Watson és Crick
Nitrogéntartalmú bázisok a DNS kettős spirál formában hidrogénkötések elve szerint a komplementaritás: adenin csak képez hidrogénkötés timinnel, a guanin citozinnal. Tudjuk, mi nitrogéntartalmú bázis ezen a ponton a DNS-molekula, mivel a komplementaritás elvét, lehet meghatározni egy nitrogén-bázist szemben található a másik szál. Ezért egy egyszálú templát lehet szintetizálni a második DNS-szálat, amely lehetővé teszi az élő szervezetek tárolására genetikai információt, és azt továbbítja az utókor változtatások nélkül, azaz hogy egy ilyen fontos tulajdonsága élnek, mint az öröklődés. A folyamat a duplájára DNS-molekulák az úgynevezett replikáció. Replikáció - semiconservative folyamat: utódsejtek által termelt egyik szálának a szülő és az egyik szál az újonnan szintetizált DNS-t (5. ábra). Normális esetben replikáció mindig megelőzi a sejtosztódást, és a leány-sejtek kap DNS-molekula példányban.
Ábra. 5.Shema replikációs DNS-molekula: a két lánc a kiindulási DNS molekulát alkalmazunk templátként a szintézis az új komplementer szálak (A). Ábra egy félig konzervatív DNS-replikáció, a szülő lánc mutatjuk sötét és az újonnan szintetizált - fény
A prokariótákban, egy sejt tipikusan rendelkezik egy cirkuláris DNS-molekula (kromoszóma gyűrű), ez található a citoplazmában. Ezen túlmenően, a prokarióta sejtek lehetnek jelen viszonylag kis kör alakú DNS-molekulák az úgynevezett plazmidok. Jellemzően a plazmidok kódolják bizonyos előnyös tulajdonság, hogy a sejt, mint például antibiotikum-rezisztenciát, vagy a képességét, hogy nitrogénkötés. Eukariótákban, lineáris DNS-molekulák (kromoszómák) találhatók a sejtmagban. DNS-eukarióta lineáris kromoszómák találhatók egy komplex specifikus fehérjékkel, hisztonok.
Ellentétben DNS, RNS-molekula. általában ez jelenti a egyszálú lineáris biopolimer, amely a nukleotidok. Minden nukleotid RNS, mint a DNS, amely egy nitrogéntartalmú bázis, egy öt szénatomos cukor ribóz-maradékot és egy maradékot foszforsav. A nukleotidok az RNS, mint a jelen lévő DNS nitrogéntartalmú bázisok adenin (A), guanin (G, G), citozin (C, C), ahelyett, hogy pirimidin timin jelenlévő DNS, ott pirimidin uracil (U, U). Mint a DNS-molekula, nukleotidok az RNS-molekula csatlakozott foszfodiészter kötések. Nukleotidok egy RNS-molekula lép kölcsönhatás egyéb komplementer nukleotidok az ugyanazon a láncon, ezáltal kialakítjuk a másodlagos és harmadlagos szerkezetének az RNS-molekulák. Így guanin képez komplementer párt és citozin vagy adenin uracillal.
RNS-molekulák funkció végrehajtása örökletes információt (lásd. Alább). A sejt, három alaptípusa RNS-molekulák: az információ (Mátrix, mRNS, mRNS), riboszóma (rRNS) és a közlekedés (transzfer, tRNS).