Хімічний склад клітини - який він?
Всі живі організми, за винятком вірусів, складаються з клітин. Давайте ж розберемося, що це таке і яка її структура.
Що таке клітина?
Це основна структурна одиниця живих істот. У неї присутній власний обмін речовин. Клітина може існувати і як самостійний організм: прикладом цього є інфузорії, амеби, хламідомонади і т. Д. Ця структура складається з різноманітних речовин, як органічних, так і неорганічних. Всі хімічні речовини клітини відіграють певну функцію в її будові і обміні.
Хімічні елементи
У складі клітини налічується близько 70 різних хімічних елементів, але основними з них є кисень, вуглець, водень, калій, фосфор, азот, сірка, хлор, натрій, магній, кальцій, залізо, цинк, мідь. Перші три являють собою основу всіх органічних сполук. Всі хімічні елементи клітини відіграють певну роль.
Кисень
Кількість цього елементу складає 65-75 відсотків від маси всієї клітки. Він входить до складу практично всіх органічних сполук, а також води, цим і зумовлене таке високе його зміст. Цей елемент виконує дуже важливу функцію в клітинах організмів: кисень служить в якості окислювача в процесі клітинного дихання, внаслідок якого синтезується енергія.
Вуглець
Даний елемент, як і водень, міститься у всіх органічних речовинах. У хімічний склад клітини входить його близько 15-18 відсотків. Вуглець у вигляді СО бере участь у процесах регуляції клітинних функцій, також він у вигляді СО2 бере участь у фотосинтезі.
Водень
Даного елемента в клітині міститься приблизно 8-10 відсотків. Найбільша його кількість знаходиться в молекулах води. Клітинами деяких бактерій молекулярний водень окислюється для синтезу енергії.
Калій
У хімічний склад клітини входить близько 0,15-0,4% даного хімічного елемента. Він виконує дуже важливу роль, беручи участь в процесах генерації нервового імпульсу. Ось чому для зміцнення нервової системи рекомендується вживати препарати з вмістом калію. Також цей елемент сприяє підтримці мембранного потенціалу клітини.
Фосфор
Кількість цього елемента в складі клітини одно 0,2-1% від загального її ваги. Він входить до складу молекул АТФ, а також деяких ліпідів. Фосфор присутній в міжклітинному речовині і в цитоплазмі у вигляді іонів. Більша його концентрація спостерігається в клітинах м'язової і кісткової тканини. Крім того, неорганічні сполуки, що включають цей елемент, використовуються клітиною для синтезу органічних речовин.
Азот
Цей елемент входить до хімічний склад клітини в кількості 2-3%. Він міститься в білках, нуклеїнових кислотах, амінокислотах і нуклеотидах.
Сірка
Вона входить до складу багатьох білків, так як міститься в сірковмісних амінокислотах. У малій концентрації присутній в цитоплазмі і міжклітинній речовині у вигляді іонів.
Хлор
Міститься в кількості 0,05-0,1%. Підтримує електронейтральність клітини.
Натрій
Цей елемент присутній у складі клітини в кількості 0,02-0,03%. Він виконує ті ж функції, що і калій, а також бере участь у процесах осморегуляціі.
Кальцій
Кількість цього хімічного елемента становить 0,04-2%. Кальцій бере участь у процесі підтримки мембранного потенціалу клітини і екзоцитозу, тобто виділення з неї назовні певних речовин (гормонів, білків і т. Д.)
Магній
У хімічний склад клітини входить 0,02-0,03% цього елемента. Він бере участь у енергетичному обміні і синтезі ДНК, є складовою ферментів, хлорофілу, міститься в рибосомах і мітохондріях.
Залізо
Кількість цього елементу складає 0,01-0,015%. Однак в еритроцитах його набагато більше, так як він є основою гемоглобіну.
Цинк
Міститься в інсуліні, а також у багатьох ферментах.
Мідь
Цей елемент є однією з становить окислювальних ферментів, які беруть участь у синтезі цитохромов.
Білки
Це найскладніші з'єднання в клітці, основні речовини, з яких вона складається. Вони складаються з амінокислот, з'єднаних у певному порядку в ланцюжок, а потім закручених у клубок, форма якого специфічна для кожного виду білка. Ці речовини виконують безліч важливих функцій у життєдіяльності клітини. Однією з найважливіших є ферментативна функція. Білки виступають як природних каталізаторів, прискорюючи процес хімічної реакції в сотні тисяч разів - розщеплення і синтез яких-небудь речовин неможливі без них. Кожен вид ферментів бере участь тільки в одній певної реакції і не може вступати в іншу. Також білки виконують захисну функцію. Речовини цієї групи, що охороняють клітину від потрапляння в неї чужорідних білків, називаються антитілами. Ці речовини також захищають від хвороботворних вірусів і бактерій весь організм в цілому. Крім того, ці з'єднання виконують транспортну функцію. Вона полягає в тому, що в мембранах існують білки-транспортери, які переносять назовні або всередину клітини певні речовини. Пластична функція цих речовин також дуже важлива. Вони є основним будівельним матеріалом, з якого складається клітина, її мембрани і органели. Іноді білки також здійснюють енергетичну функцію - при недоліку жирів і вуглеводів клітина розщеплює ці речовини.
Ліпіди
До цієї групи речовин належать жири і фосфоліпіди. Перші - основне джерело енергії. Вони також можуть накопичуватися в якості запасних речовин на випадок голодування організму. Другі служать основною складовою клітинних мембран.
Вуглеводи
Найпоширенішим речовиною цієї групи є глюкоза. Вона і подібні їй прості вуглеводи виконують енергетичну функцію. Також до вуглеводів відносяться полісахариди, молекули яких складаються з тисяч об'єднаних молекул - моносахаридів. Вони в основному виконують структурну роль, входячи до складу мембран. Основні полісахариди рослинних клітин - це крохмаль і целюлоза, тварин - глікоген.
Нуклеїнові кислоти
У цю групу хімічних сполук входять ДНК, РНК і АТФ.
ДНК
Ця речовина виконує найважливішу функцію - воно відповідає за зберігання і спадкову передачу генетичної інформації. ДНК знаходиться в хромосомах ядра. Макромолекули цієї речовини утворюються з нуклеотидів, які, в свою чергу, складаються з азотистої основи, представленого пуринів і піримідинів, вуглеводнем і залишками фосфорної кислоти. Вони бувають чотирьох видів: аденілові, Гуаніловая, тіміділових і цітіділовие. Назва нуклеотиду залежить від того, які пурини входять до його складу, це може бути аденін, гуанін, тимін і цитозин. Молекула ДНК має форму двох ланцюжків, закручених у спіраль.
РНК
Дане з'єднання виконує функцію реалізації інформації, яка знаходиться в ДНК, через синтез білків, склад яких зашифрований. Ця речовина дуже схоже на описану вище нуклеїнову кислоту. Основним їх відмінністю є те, що РНК складається з одного ланцюжка, а не двох. Також до складу нуклеотидів РНК входить азотна основа урацил замість тиміну і рибоза. Тому дана речовина формується з таких нуклеотидів, як аденіловий, гуаніловий, уридиловий і цітіділовий.
АТФ
Будь енергія, отримана рослинними клітинами в процесі фотосинтезу або тваринами внаслідок окислення жирів і вуглеводів, запасається в кінцевому рахунку в АТФ, з якої клітина отримує її, коли це потрібно.
