Х

Химический состав клетки

Химический состав клетки — совокупность химических элементов, содержащихся в клетке и выполняют определенные функции, связанные с его жизнедеятельностью и с жизнедеятельностью организма в целом. Условно химический состав клетки можно рассматривать на атомном и молекулярном виде.

Атомный уровень

На атомном уровне химические элементы клетки классифицируют на:

  • Макроэлементы (концентрация — от 10 до 0,001% массы тела) — 60% всех элементов клетки;
  • Микроэлементы (концентрация — от 0,001 до 0,000001% массы тела) — 30% всех элементов клетки;
  • Ультрамикроэлементы (концентрация — 0,000001 массы тела) — 10% всех элементов клетки.
Атомный химический состав клетки
Тип Элементы Функции
Макроэлементы
  • P (1%);
  • Катион Ca (2,5%);
  • S (0,01-0,2%);
  • Катион Na (0,03%);
  • Катион K (0,4%);
  • Катион Mg (0,03%);
  • Катион Fe (0,01%);
  • Анион Cl (0,1%);
  • N (1,5-3%);
  • C (15-18%);
  • O (65-76%);
  • H (8-10%)
  • Элемент состав ДНК, ферментов, костей и эмали зубов;
  • Элемент состав оболочки клетки у растений, костей и эмали зубов, свертывания крови, регуляция работы сердца (усиление сокращений), усиление синтеза гормонов;
  • Элемент состав белков, витаминов и ферментов
  • Проведение нервного импульса, стимуляция синтеза гормонов, поддержка осмотического давления в клетке;
  • Регуляция работы сердца (замедление сокращений), проведение нервного импульса, стимуляция синтеза гормонов, поддержка осмотического давления в клетке;
  • Элемент состава костей и зубов, активация синтеза ДНК и энергетического обмена;
  • Элемент состав гемоглобина, миоглобина, хрусталика, роговицы глаза, активация деятельности ферментов
  • Элемент состава желудочного сока
  • Элемент состава белков;
  • Элемент состава органических веществ;
  • Элемент состава воды и органических соединений;
  • Элемент состава воды и органических соединений
Микроэлементы
  • Анион F;
  • Катион Mn;
  • Катион Cu;
  • Анион I (0,0001%);
  • Катион Zn
  • Элемент состава эмали зубов;
  • Активация процесса кроветворения;
  • Активация процесса кроветворения;
  • Элемент состав гормона тироксина;
  • Элемент состав ферментов, участвует в спиртовом брожении;

Ультрамикроэлементы

  • Au;
  • Ag;
  • Hg
  • Подавление деятельности макрофагов;
  • Бактерицидные свойства;
  • Угнетение реабсорбции

Молекулярный уровень

На молекулярном уровне химические соединения классифицируют на:

  • Неорганические соединения — 60-70% массы тела
    • Вода
      • Растворения гидрофобных и гидрофильных веществ;
      • Терморегуляция;
      • Транспорт веществ;
      • Гидролиз и окисление высокомолекулярных веществ;
      • Поддержание объема, тургора и упругости клетки;
    • Минеральные соли
      • Субстрат катионов и анионов;
      • Регуляторная функция;
  • Органические соединения — 15-25% массы тела.
Органический химический состав клетки
Вещества Свойства Типы Строение Функции Метаболизм
Белки
  • Денатурация — разрушение вторичной, третичной и четвертичной структуры белка под действием высоких температур, концентрированных кислот и солей;
  • Распад на аминокислоты;
  • Амфотерность;
  • Гидрофобность
  • По особенностям строения:
    • Протеины (содержат только аминокислоты)
    • Протеиды (содержат группы не аминокислотного происхождения — простетические группы. Органическая составляющая — гем, витамины тиамин и биотин, неорганическая составляющая — катионы Zn, Mg, Mo — гемоглобин, хлорофилл и т.д.);
  • По функциональному назначению:
    • Структурные (протеиды, в состав которых входят липиды — состав клеточных мембран, сосудов, ногтей, волос, стекловидного тела)
    • Транспортные (гемоглобин)
    • Запасные (в желтке яиц животных и в семенах)
    • Защитные (специфический связь с чужеродными агентами — иммуноглобулины)
    • Двигательные (состав всех сократительных структур клетки — актин, миозин)
    • Регуляторные (инсулин)
    • Каталитические (белковая и небелковая составляющая (производные витаминов, ионы — амилаза, фосфатазы (ферменты))
  • Первичная (порядок чередования аминокислотных остатков в белковых молекулах (пептидные связи — остатки 2-8 аминокислот)) — все белки;
  • Вторичная (упаковка пептидной цепи в спираль с помощью водородных связей -CO- и -NH-)
  • Третичная (свертывание вторичных структур в трехмерные творения определенной для каждого вида белка формы — глобулы — под действием гидрофобных связей, сульфидных и солевых мостиков)
  • Четвертичная (свертывание третичных структур, фиксируется ионными и водородными связями)
  • Транспортная — перенос веществ (гемоглобин, вещества-переносчики)
  • Каталитическая — ускорение распада веществ (пепсин, амилаза, трипсин)
  • Защитная (иммунная) — связывание молекул посторонних веществ (антитела, интерферон, иммуноглобулины)
  • Регуляторная (гормоны инсулин, глюкагон)
  • Сократительная (белки мышц актин и миозин)
  • Структурная (коллаген, оссеин, эластин, кератин)
  • Энергетическая (1 г = 17, 6 кДж);
  • Рецепторная (родопсин)
Макромолекулы белков → пищеварительный канал → аминокислоты → кровь → биосинтез белков → строение органоидов белков, мембран и ферментов

Углеводы

  • Простые — гидрофильность, синтез в полисахариды и дисахариды;
  • Сложные — превращение в моносахариды путем гидролиза, гидрофобность (полисахариды)
  • Простые (моносахариды) — углеводы, из которых формируются сложные углеводы (глюкоза C 6 H 12 O 6);

Сложные:

  • Олигосахариды (дисахариды) — углеводы (сахароза, мальтоза C 12 H 22 O 11), образовавшиеся из двух молекул моносахаридов путем межмолекулярного дегидратации;
  • Полисахариды — углеводы, образовавшиеся путем поликонденсации альфа (крахмал) и бета-форм (целлюлоза) глюкозы

Моносахариды — C n (H 2 O) n, дисахариды — C 12 H 22 O 11

  • Энергетическая (1 г = 17, 6 кДж);
  • Структурная (компонент ДНК, РНК и АТФ)
  • Запасная вещество (гликоген, крахмал)
  • Строительная (целлюлоза)

Макромолекулы углеводов → глюкоза (→ гликоген) → кровь → окисления с выделением энергии (итоговое уравнение C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6H 2 O + 2800 кДж)

Липиды

  • Гидрофобность;
  • Растворимость в неполярных растворах (бензол, ацетон, хлороформ)
  • Жиры (нейтральный жир и воск)
  • Жироподобные вещества (фосфолипиды, гликолипиды)
  • Стероиды (не содержат остатков жирных кислот)

Эфиры высших жирных кислот и глицерина

  • CH 2 -OC (O) -R
  ' 
  • CH-О-C (O) -R
  ' 
  • CH 2 -OC (O) -R

Где R — свободные радикалы жирных кислот

  • Регуляторная (гормоны с липидной природой)
  • Защитная (защитный каркас для внутренних органов, подкожный жир)
  • Теплоизоляционная (подкожная жировая клетчатка)
  • Состав витаминов (D, E), растительных пигментов
  • Энергетическая (1 г = 39 кДж)
Макромолекулы жиров → пищеварительный канал → глицерин, жирные кислоты (→ лимфа) → кровь → жировое депо (сальник, подкожная клетчатка) → синтетические процессы

Нуклеиновые кислоты

ДНК — самоудвоения, стабильность; РНК — лабильность

  • ДНК — биополимер, который образует хромосомы и участвует в биосинтезе белка. Способна к самоудвоения по типу комплементарности азотистых оснований (А-Г, Т-Ц)
  • РНК — биополимер, который строит тело рибосомы и участвует в биосинтезе белка (иРНК, тРНК, рРНК)
    • иРНК — РНК, является матрицей трансляции. Цикл жизни иРНК состоит из следующих этапов: транскрипция на основе ДНК по принципу шаблонности и комплементарности при воздействии фермента ДНК-полимеразы (образуется пре-иРНК), кепирування (на 5 'конец добавляется модифицированный нуклеотид — метилгуанозин — с помощью трех фосфатного моста), полиаденилирование (присоединение к 3 'конца транскрипты 200-300 остатков адениловой кислоты с помощью А-полимеразы), сплайсинг (отщепляются интроны, катализируемой сплайсосома), вывод из ядра, трансляция, распад на нуклеотиды. Формирует рибосому (сочетание двух субъединиц рибосомы с кодоном иРНК). Трансляция прекращается достижением стоп-кодонов УАА, УАГ или УГА. Составляет 5% от всех видов РНК.
    • рРНК — РНК, составляющих основу рибосомы. После транскрипции молекулы рРНК образуют две субъединицы рибосомы. Составляет 80% от всех видов РНК.
    • тРНК — РНК, транспортируют аминокислоту к месту назначения и обусловливают ее перемещения с ее А-центра П-центра путем конформации комплекса с антикодона тРНК и кодона иРНК
  • ДНК — двойная правозакручена спираль, мономера которой является нуклеотид. Нуклеотид состоит из азотистого основания (аденин, гуанин, тимин, цитозин), пентозы (дезоксирибозы) и фосфата (остатка фосфорной кислоты). Рибоза сочетается с остатками фосфорной кислоты с помощью ковалентной связи, а с азотистыми основаниями — водородной связью. ДНК может иметь первичную (последовательность расположения нуклеотидов), вторичную (свертывание в двойную спираль) и третичную (свертывание в ядрах) структуру;
  • РНК — полинуклеотидную цепь, мономера которого является нуклеотид. Нуклеотид состоит из азотистого основания (аденин, гуанин, урацил, цитозин), пентозы (рибозы) и фосфата (остатка фосфорной кислоты)

Сохранение и передача наследственной информации при биосинтеза белка

Видео по теме

Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Проверьте также
Закрыть
Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть