A kémiai összetétele az élő szervezetek - Kivonat, 2. oldal
Kémiai sejt szervezet
Kémiai elemek a cellában
Szerint a kémiai összetétele a sejtek a különböző szervezetek jelentősen eltérhetnek egymástól, de az elemek szerepelnek azok összetétele azonos. A jelenleg ismert kémiai elemek a periódusos sejtjeiben közelében található 70. Minden élő organizmus teljesítéséhez szükséges 24 kémiai elemek.
Kémiai elemek alkotják a sejteket három csoportba oszthatók:
Makrotápanyagokkal. O, C, H, N. Ca, K, Mg, Na, Fe, S, P, Cl. Együtt, ezek az elemek teszik körülbelül 99% a teljes sejttömeg. A részesedése az első négy elem (O, C, H, N) elszámolni 98%. Ezek az elemek kialakítására képesek erős kovalens kötés. Ebben az esetben, a C, O, N, és egy kettős és egyszeres kötések, így adnak a legkülönbözőbb kémiai vegyületek.
Nyomelemek. Cu, V, Co, Mo, Mn, Ni, Br, Zn, én és mások. Arányuk a sejtben összesen kevesebb, mint 1%, a koncentráció az egyes meg nem haladó 0,001%.
A nyomelemek egy része a hormonok, enzimek, vitaminok, biztosítsák a normális működését a struktúrák a sejtek és a szervezet egészét.
Például, cink (Zn) részt vesz a szintézis a növényi hormonok, az inzulin és más hormonok, réz (Cu) - komponenseként mioglobin, bevont vérképzés, része az enzimek, a mellékvese hormonok részt vesznek a szövet légzés, jód (I) tagja tiroxin - pajzsmirigy-hormon, fluor (F) - egy része a fogzománc, kobalt (Co) - része a B12-vitamin szabályozó vérképző funkcióját, részt vesz a fejlesztés a eritrociták megkötő növényeket nitrogénatom.
Ultramicroelements. urán (U), arany (Au), berillium (Be), higany (Hg), cézium (Ze), szelén (Se), rádium (Ra) és mások. Ezek koncentrációja kisebb, mint 0.000001%. Élettani szerepe sokan még nem állapították meg. A legtöbb ilyen elemek is szükségesek a normális működését a szervezetben. Például, a hiány a szelén (Se), rák kialakulásához vezethet.
Szervetlen vegyületek a sejtben
A leggyakoribb vegyület az élő szervezetben. Víz két formája van: szabad - 95% a víz és a kapcsolódó - 4%.
Rendkívül fontos szerepet víz miatt a fizikai-kémiai tulajdonságait. A polaritás a molekulák és a képesség, hogy hidrogénkötéseket képezni, hogy a víz egy jó oldószere a hatalmas mennyiségű anyag (cukor disszociált sók, éterek, alkoholok, egyes aminosavak).
Termoregulációs (fenntartja a termikus egyensúly sejt és organizmus mint egész miatt nagy a hőkapacitása és a hővezető képesség).
Osmoregulatory (részt vesz a jelenség ozmózis, amelyek alapján a mozgás a víz keresztül a vezető rendszer a növények és növényi sejtfal feszültség - turgor; forgalomban).
Részt vesz kémiai reakciók (bevont anyagcsere folyamatok szükséges oxidációval és hidrolízissel a fehérjék, szénhidrátok és zsírok).
A környezet, amelyben a biokémiai reakciók jelentkeznek.
A forrás a H + a fotoszintézisben.
Ásványi sót és savat
Funkciók ásványi sók:
Pufferelése intersticiális folyadék (plazma sav-bázis egyensúly fenntartása egy bizonyos hidrogénionok koncentrációját, amely enyhén lúgos pH = 7,2, részvételével a foszfát és hidrogén-karbonát rendszerek).
A konstans ozmotikus nyomás (7,6 atm).
építőanyag forrása a szerves vegyületek szintézisét (például PO4 3- maradékot képez energiában gazdag ATP kapcsolat hatása a fiziológiai aktivitásának fehérjék és enzimek).
Adjon ingerlékenység (K +. Na +. Ca +2).
Tapadást biztosítani a sejtek egy többsejtű szervezetben (Ca 2+).
Az oldhatatlan sókat Ca3 (PO4) 2 része a sejten kívüli mátrix a csontszövet, puhatestű kagyló, védelmet nyújt és az erőt.
Szerves vegyületek a sejtben
Fehérjék - makromolekuláris biopolimerek, amelyek monomerek 20 aminosavat. Az aminosav-összetételt tartalmazza: -NH2 - amino bázikus tulajdonságokkal rendelkező és a -COOH karboxilcsoport, amelynek a sav tulajdonságainak. Aminosavak különböznek ezek radikális -R. Aminosavak - amfoter vegyület, összekötő egymással a fehérjemolekula peptidkötésekkel.
A fehérjék egyszerű és összetett. Egyszerű fehérjék állnak csak aminosavak (albuminok, globulinok, fibrinogén, miozin). A szerkezet a komplex fehérjék eltérő aminosavat, és magában foglalja a más szerves vegyület - zsírok (lipoproteinek), szénhidrátok (glikoproteinek), fémek (metalloproteinek).
Szervezeti szintek fehérjemolekulák
Az elsődleges szerkezet - egy aminosav szekvencia csatlakozott peptidkötésekkel meghatározott sorrendben a polipeptid-lánc (3. ábra.).
3. ábra. A natív fehérje szerkezetét (az www varson interneten. Ru)
Másodlagos szerkezet - tekercselt hidrogénkötéssel, a polipeptid-lánc.
A harmadlagos szerkezet - a további szóló hélix okoz specifikus konfigurációjának mindegyik fehérje formájában zsírcseppecskéinek. Ez stabilizált ionos, hidrogén, kovalens, hidrofób kötések. A biológiai aktivitását a protein mutat csak, mint a harmadlagos szerkezet.
A negyedleges szerkezet - a globuláris szerkezet kapcsolódik össze egyetlen összetett miatt hidrofób, hidrogén, ionos kötések bevonásával a szervetlen komponenseket (például hemoglobin) (4. ábra).
Ábra. 4. szintje szervezet fehérjék: 1 - Elsődleges 2 - másodlagos; 3 - tercier; 4 - kvaterner.
Nagy felületi töltés.
De- és renaturation. Amikor magas hőmérsékletnek tesszük ki, savak és egyéb tényezők, komplex protein molekulák elpusztult. Ezt a jelenséget nevezzük dást. Amikor a normális körülmények között visszatér denaturált fehérje képes visszaállítani a szerkezet újra, ha nem pusztult elsődleges szerkezete. Ezt a folyamatot nevezik renaturáláshoz.
Sajátosságai. Mindegyik faj organizmusok jellemzi specificitás fehérjék. Az egy és ugyanazon szervezetből, egyes szövetek megvan a fehérjék - ebben a szövetben specificitás. Hogy az állatnak egy idegen fehérjét - antigén képződését okozza specifikus fehérjék - antitestek.
Az enzimatikus (katalitikus) gyorsulás kémiai reakciók a sejtben százszor. Enzimek - biológiai katalizátorok, azzal jellemezve, hogy a következő tulajdonságokkal rendelkezik: a) ez - globuláris fehérjék; b) ezek jelenléte nem befolyásolja a jellege vagy a tulajdonságait a végső reakció termékeit; c) tevékenységüket változik a pH, hőmérséklet, nyomás, koncentráció szubsztrát; d) fehérjék specifikusak; d) növelése a reakció sebességét, enzimek nem fogyasztott.
Szerkezeti - részt vesz a kialakulását a sejtmembránok és sejtszervecskék.
Szállítás az átadás foganatosítására különböző anyagok, ionok a sejtmembránon keresztül, a hormonok és az oxigén a szervek és szövetek.
Védő - kifejezett, például formájában az ellenanyag-termelés, válaszul a penetráció idegen fehérjék egy organizmusba vagy sejtbe.
Motor - amennyiben adott kontraktilis fehérjék részt vesznek mindenféle mozgás: a vibrálás a csillók, flagellum mozgását a legegyszerűbb, az izmok az állatokban, a mozgás a levelek a növényekben.
Szabályozó - például fehérjék, hormonok: inzulin, protein inhibitorok; fehérjék - aktivátorok.
Energia - 1d hasadási kibocsájtott fehérje 4,2 kcal (17,6 kJ).
A zsírok észterei magasabb karbonsavak, és többértékű alkohol - glicerin. Zsírok vízben oldhatatlanok, de jól oldódnak szerves oldószerekben, éter, kloroform, benzol (5. ábra).
Ábra. 5 A szerkezet a zsírt.
Lipoidokat - zsír-szerű anyagok, amelyek közé tartoznak a foszfolipidek, pigmentek - klorofillok, karotinoidok, szteroidok, viaszok, bizonyos vitaminok (A, D, E, K).
A trukturnaya - alkatrészek sejtmembránok.
Energia - a hasítás 1g zsír megjelent 9.2 kcal (38,9 kJ) energiát.
Védő - szubkután zsírréteg, az alacsony teploprovodnrsti megvéd a hőveszteséget, mechanikai sérülésektől.
Forrás metabolikus víz - az oxidációs zsír képződik 100g 105g vizet.
Anyagcsere folyamatok szabályozásában - mint például a szteroid hormonok.
Szerves anyagok a következő általános képletű Cn (H2O) n.
A szénhidrátok 3 csoportra osztjuk: monoszacharidok, diszacharidok, poliszacharidok (Ris.7,8).
Monoszacharidokat - trióz - C3 (tejsav); C5 pentóz (ribóz, dezoxiribóz), hexózok C6 (glükóz, fruktóz, galaktóz).
Diszacharidok - unió a két monoszacharid: maltóz áll 2 glükóz molekula laktóz - glükóz + galaktóz, szacharóz - glükóz + fruktóz.
Poliszacharidok - hosszú láncok épült sok monoszacharid egységet. A láncok lehetnek egyenes vagy elágazó láncú. A leggyakoribb poliszacharidok növények keményítőt és a cellulózt (keményítő - tároló anyag a sejtben a növények, a fő energiaforrás; cellulóz része az extracelluláris rostos és fás szárú növényi szövetekben).
Az állati szövetekben, az emberek és a gombát tartalmazó glikogén. Ő halmozódik nagy mennyiségben a májban, a szív és az izmok. Ez egy szállító a vércukorszintet. A kompozíció a sejtfalak a gombák és ízeltlábúak közé kitin, elvégzi a támogató funkció.
A tulajdonságait szénhidrátok. mono- és diszacharidok oldódnak vízben, édes ízű, kristályosítjuk. Poliszacharidok, éppen ellenkezőleg, cukrozatlan, vízben nem oldódó, nem kristályosodnak.
építési és a hordozó (monoszacharidok, az elsődleges termékek a fotoszintézis, vannak a kiindulási anyag az építési különböző szerves anyagok komplex poliszacharidok és ezek származékai szerepelnek a plazma membrán, membrán növényi és bakteriális sejtben, ízeltlábú külső vázat.);
energia - az oxidációs 1 g szénhidrát 17,6 kJ energia szabadul fel.
Védő - nyálka megjelent különböző mirigyekben szénhidrátokat tartalmaz. Ez védi a falak az üreges testek (hörgők, gyomor, bél) a mechanikai sérülésektől. Antiszeptikus tulajdonságokat, nyálka védi a szervezetet behatolása ellen a patogén baktériumok.
Végezze el a fő szerepet a tárolása és továbbítása a genetikai információ (9. ábra).
Dezoxiribonukleinsav (DNS)
DNS a nukleuszban lokalizálódik, ahol alkot együtt fehérjékkel kromoszóma. A kromoszómák jól látható a mikroszkóp alatt során hasadás a mag; interfázis azok despiralizovany. Rendelkezésre álló DNS-mitokondriumokban és a plasztidok, ahol azok a molekulák gyűrűt képez. A prokarióta citoplazmában is jelen cirkuláris DNS.
A DNS-molekula (dezoxiribonukleinsav) - a legnagyobb szabálytalan vonalas biopolimerek és azok monomerek nukleotid (8. ábra). Minden nukleotid áll egy nitrogéntartalmú bázis, egy pentóz - dezoxiribóz és foszforsav maradék. Nukleotid eltér egymástól nitrogéntartalmú bázisokkal. Különböztesse purin (adenin és a guanin) és pirimidin (citozin és timin), nitrogéntartalmú bázis. Vegyület nukleotidok a DNS-szálon keresztül történik egy nukleotid és szénhidrát maradékot foszforsav által a szomszédos foszfodiészter-kötések.
A modell szerint által javasolt J .. F.Krikom és Watson (1953), a DNS molekula két spirálisan sodrott szálból egy közös tengely körül. Nitrogéntartalmú bázis egyik szálának összekapcsolt hidrogénkötések a komplementer nitrogéntartalmú bázis másik szál. Adenin komplementer timin, guanin - citozin. Között az adenin és timin, van két hidrogénkötések között guanin és citozin - tri (ábra11).
A fő funkciója a DNS - tárolására és továbbítására szolgáló genetikai információt tartalmaz a nukleotidszekvencia alkotó molekulájában, utódsejtek. Az a képesség, hogy át genetikai információ az egyik cellából a másikba biztosítja a képesség, hogy kromoszómán kromatidák elválasztás, majd reduplikáció a DNS-molekula.
Self-megduplázása - kettőzés, amely lehetővé teszi, hogy fenntartsák a állandóságát a DNS szerkezetét. Ez akkor fordul elő a szintetikus interfázisban időszakban, az intézkedés alapján az enzim DNS - polimeráz. DNS kitekeredik átmenetileg. Mivel minden egyes bázisok a nukleotidok csatolni egy másik nukleotid csak egy jól meghatározott szerkezetű, van egy pontos reprodukciója a kiindulási molekula.
Mutációi - hatása alatt különböző tényezők a folyamat replikációs DNS-molekula van számának változása, a nukleotidok sorrendje.
Jóvátétel - hasznosítás a DNS-molekula az enzim által szerkezet, kiküszöbölve által okozott károk mutagénekkel.
Transzkripció - az a újraírása információ DNS mRNS-, az intézkedés alapján enzimek, DNS - függő - RNS - polimerázok.
Szervezeti szintek DNS
Az elsődleges szerkezet - a polinukleotid lánc képződött foszfodiészter kötésekkel.
Másodlagos szerkezet - egy kettős spirál polinukleotid láncok miatt előfordul, hogy hidrogénkötések között komplementer nitrogéntartalmú bázisokkal (ábra12).
A harmadlagos szerkezet - a DNS kettős spirál, kapcsolódó fehérjék - hisztonok komplexet képeznek deoxyribonucleoproteins vagy kromatin (13. ábra).
Ribonukleinsav (RNS)
Az RNS-molekulák elsősorban képviseli a lánc kialakító nukleotidok egyláncú szabálytalan vonalas biopolimer, amely monomerek nukleotidok (14. ábra.). A kettős szálú RNS való tárolására és továbbítására genetikai információ bizonyos vírusok.
Nukleotidok közé tartoznak az egyik RNS nitrogéntartalmú bázisok (adenin, guanin, citozin, uracil), szénhidrát - ribóz és foszforsav maradék. A lánc RNS nukleotid összekötve közötti kovalens kötések a ribóz és a foszfát egy nukleotid más (ábra15).
Ribonukleinsavakban számos formában: riboszóma, a közlekedés és a hírvivő RNS.
Riboszomális RNS (rRNS) együtt a fehérje része a riboszomális alegység részt vesz a fehérje-szintézist. Riboszómális RNS 80% az RNS a sejtben. A nukleotidok száma a p-RNS 3-5 ezer. Ez a fajta speciális szintetizált RNS gének található több kromoszómaszámát nucleolus szervező.
Hírvivő RNS (mRNS) hordoz információt fehérjeszintézis a sejtmagból a citoplazmába, és 1-től 10% az RNS a sejtben. Szerint a szerkezetét és RNS komplementer DNS-szakaszok, amelyek hordoznak információt a szintézisét egy specifikus fehérje. Elhagyása előtt a mag splicing akkor fordul elő - átalakítása a primer transzkriptum (g / I RNS) mRNS-sé.
Transzfer RNS (tRNS) részt vesz a szállítási aminosavak a riboszóma. Ez körülbelül 10-15% -a a teljes RNS-t. Van egy rövid szénláncú nukleotidok, álló 80 nukleotid. tRNS az alakja „lóhere”, a tetején, amely egy nukleotid-triplet - antikodon nyújtó specifikus kodon elismerést és RNS található, a riboszóma (ábra16.).
