Organik moddalar, katta va mikroelementlar: hujayralari kimyoviy tashkilot

19-asrning oxirida u biologiya filiali biokimyo chaqirdi shakllangan. U tirik hujayralari kimyoviy tarkibini o'rganish. ilm-fan asosiy vazifasi - Moddalar almashinuvi va energiya o'ziga xos jihatlari ilmi, o'simlik va hayvon hujayralari muhim vazifalarni tartibga.

hujayralari kimyoviy tarkibi tushunchasi

olimlar tomonidan keng tadqiqotlar natijasida hujayralari kimyoviy tashkilot o'rganib va tirik ortiq 85 kimyoviy elementlarning tashkil topgan, deb topildi. Boshqalar xos va o'ziga xos turlari sodir esa Va ulardan ba'zilari, deyarli barcha organizmlar uchun talab qilinadi. etarlicha kichik miqdorda mikroorganizmlar, o'simliklar va hayvonlar hujayralarining mavjud kimyoviy elementlarning bir uchinchi guruh. Hujayraning kimyoviy elementlar kationlarining va mineral tuz va suv hosil bo'ladi bo'lgan anyonları shaklida tez-tez bor, va organik uglerod aralashmalari sintez qilinadi: uglevodlar, oqsillar, lipidlar.

organogenic elementlar

biokimyo, bu uglerod, vodorod, kislorod va azot o'z ichiga oladi. Ularning majmui unda mavjud boshqa kimyoviy elementlarning 88 97% bir hujayra ichida bo'ladi. Ayniqsa, muhim uglerod hisoblanadi. hujayralar tarkibiga barcha organik moddalar tarkibi atomlardan uglerod o'z ichiga olgan molekulalar iborat. Ular bir zanjir (tarvaqaylab ketgan va Dallanmamış), shuningdek, ko'chadan shakllantirish-biriga mumkin. Bu qobiliyati uglerod atomlari Uyali sitoplazma va organellerin kiritilgan organik moddalarning ajoyib xilma-yotadi.

- nükleotidler transfer RNK, ribosomal RNK va Payg'ambar RNK, shuningdek bepul monomerlar: Misol uchun, hujayraning ichki mazmuni bir eruvchan oligosakkarit, hidrofil oqsillar, lipidlar, RNK turli turdagi iborat. Bunday kimyoviy tarkibi bir bor hujayra yadrosi. Bu, shuningdek, deoksiribonükleik kislota molekulasi, xromosomalar bir qismini o'z ichiga olgan. Yuqorida birikmalar Barcha azot, kislorod bilan uglerod, vodorod, uning tarkibi atomlardan mavjud. hyaloplasm va organellerin: hujayraning kimyoviy, bir tashkilot biogen uyali tuzilmalarni tashkil qilish elementlar mazmuniga bog'liq, chunki, bu, ularning muayyan ahamiyatga ega isbotidir.

Makrooziqaviy moddalar va ularning ma'nolari

organizmlarning turli hujayralari ham juda ko'p uchraydi Kimyoviy elementlar, biokimyo makrooziqaviy moddalar deyiladi. 1,9% - Uyali ularning tarkibi 1,2% ni tashkil etadi. macroelements xujayralari o'z ichiga oladi: fosfor, kaliy, xlor, oltingugurt, magniy, kalsiy, temir va natriy. Ularning barchasi muhim vazifalarga ega va turli Tar organelleri qismidir. Shunday qilib, qora ion qon oqsil mavjud - (u oxyhaemoglobin deb ataladi bu holda) kislorod, karbonat angidrid (karbogemoglobin) yoki karbonat angidrid (carboxyhaemoglobin) oshiradi gemoglobin.

Natriy ionlari aro transport muhim formasini taqdim: deb atalmish natriy-kaliy nasosi. Ular, shuningdek, interstitsial suyuqlik va qon plazmasida bir qismidir. xlorofill molekulalari (photopigment oliy o'simliklar) mavjud va fotosintez jarayonida, shuningdek, shakl reaktsiya markazlari nur energiyasi deb tuzoq fotonlar jalb qilingan Magniy ionlarining.

Kalsiy ionlari tolalari bo'ylab nerv zarba o'tkazuvchanligi ta'minlash va osteocytes asosiy qismi bo'lgan - suyak hujayralari. Kaltsiy moddalar, kimning chig'anoqlari kaltsiy karbonat tashkil topgan jahon omurgasız hayvonlar keng tarqalgan.

Xlorid ionlari hujayra membranasini zaryadlash ishtirok va asosiy asab rag'batlantirish elektr zarba ko'rinishini taqdim etiladi.

oltingugurt atomlari ona oqsil qismi bo'lgan va shu yumaloq oqsil molekulasi hosil, ularning uchlamchi tuzilishi "jildlov" polipeptid zanjir sabab.

Kaliy ionlari hujayra membranalari orqali moddalar transport jalb qilingan. fosfor atomining bunday adenozin trifosfat sifatida bu muhim energiya talab moddalarning bir qismi bo'lgan va asosiy moddalar hujayra irsiyat bo'lgan deoksiribonükleik va ribonuklein kislota molekulalari, muhim tarkibiy qismi hisoblanadi.

uyali metabolizm iz funktsiyasi

hujayralardagi kam 0,1% tashkil haqida 50 kimyoviy elementlar, mikroelementlarga chaqirdi. Bu rux, molibden, yod, mis, kobalt, ftor o'z ichiga oladi. kam parvarishlash bilan ular ko'p biologik faol moddalar bir qismi sifatida, juda muhim vazifani bajarish.

tiroksin va triiodothyronine organizmdagi modda almashinuvi darajasini nazorat qilish - Misol uchun, rux atomlari insulin molekulasi (me'da osti bezi gormon tartibga soluvchi qon glyukoza darajasi) mavjud, yod qalqonsimon gormonlar, bir qismidir. Mis, hematopoez (qizil qon hujayralari, trombotsitlar va umurtqali suyak iligi, oq qon hujayralari shakllanishi) jalb temir ionlari bilan birga. Mis ionlari umurtqasizlar, bunday qisqichbaqasimonlar qonda mavjud hemosiyanin pigment kiritilgan. Shuning uchun, ularning hemolymph ko'k rang.

Bunday qo'rg'oshin, oltin, brom, kumush kabi hujayra kabi kimyoviy elementlar ko'proq kamroq mazmuni. Ular o'simlik va hayvon hujayralari ultromikroelementami va bir qismi deyiladi. Misol uchun, kimyoviy tahlil makka uzuntumshuq oltin ionlari aniqlandi. Bunday Sargassum, Laminarya RELAX fukus sifatida jigarrang va qizil suvo'tlar, bir thalli kiritilgan hujayralari bir qator Brom atomlar.

Barcha ilgari bu misollar va dalillar qanchalik bog'liq kimyoviy tarkibi, vazifasini va hujayralar strukturasini tushuntirib. Quyidagi jadvalda tirik organizmlarning hujayralarida turli kimyoviy elementlarning mazmunini ko'rsatadi.

organik birikmalar Bosh xususiyatlari

Uyali aloqa massasi 50% uchun hisob-uglerod atomiga, qaram muayyan tarzda turli organizmlar guruhlari hujayralari kimyoviy xossalari. Deyarli barcha hujayra quruq nazar, murakkab tuzilishi va yuqori molekulyar og'irligi bor uglevodlar, oqsillar, nuklein kislotalar va lipidlarni, taqdim etiladi. Bunday molekulalar makromoleküllerin (polimer) deyiladi va oddiy elementlardan tashkil topgan - monomerlarning. Protein moddalar juda muhim rol o'ynaydi va quyida muhokama vazifalarni turli xil amalga oshirish.

hujayra ichida oqsillarni o'rni

moddalar, tirik hujayra ichiga kirib biokimyoviy tahlil qilish, bunday oqsillar kabi organik moddalar yuqori mazmunini tasdiqlaydi. Bu haqiqat mantiqiy izoh bor: oqsillar turli vazifalari amalga va hujayra hayotning barcha sohalarida ishtirok etmoqda.

limfotsitlar tomonidan ishlab chiqarilgan antikorları - Masalan, oqsil himoya funktsiyasi antijismlar shakllantirish hisoblanadi. Bunday trombin, fibrin va tromboblastin kabi himoya oqsillar, qon ivishiga ta'minlash va travma va jarohati uning yo'qotilishi oldini olish. antijenleri - hujayraning murakkab tarkibi xorijiy birikmalar aniqlash qobiliyati ega bo'lgan hujayra membranasining oqsillarni o'z ichiga oladi. Ular konfiguratsiyani va potentsial xavf hisoboti xonasida (signal funktsiyasi) o'zgartirish.

Ba'zi oqsillar bir normativ vazifasini bor va gipotalamus tomonidan ishlab chiqarilgan bunday oksitotsin deb gormonlar, bor, gipofiz himoyalangan. qonga u kelib chiqqan holda, oksitotsin uning qisqartirish sabab, bachadon mushak devorga bajaradi. vasopressin oqsil, shuningdek, qon bosimini nazorat qilish orqali tartibga solish vazifasini xizmat qiladi.

mushak hujayralari, oqib chiqdi va miyozin bo'lgan mushak to'qimalarining avtomobil vazifasini sabab bo'lgan, siqilishni qodir. masalan oqsillar, tipik va trofik funktsiyasi uchun, albumin embrion rivojlanishi uchun ozuqa sifatida ishlatiladi. Bunday gemoglobin va hemosiyanin kabi turli organizmlarning, qon oqsillar, kislorod molekulalari yo'naltiriladi - transport vazifasini faoliyat ko'rsatmoqda. Bunday uglevodlar va lipidlar sifatida ko'proq energiya iste'mol moddalar, to'liq foydalanish bo'lsa, hujayra oqsillarni parchalash boshlaydi. Bu material 17 Bir gramm energiya 2 ishni o'lchashni beradi. oqsillarning eng muhim vazifalaridan biri (oqsillar, fermentlar tsitoplazmatik kompartmanlarında kimyoviy reaktsiyalarni tezlashtirish) katalitik hisoblanadi. Yuqorida asoslangan, biz oqsillar juda muhim vazifalari va hayvon hujayra zarur qismi bir qator bor, deb ko'rgan.

oqsil biosintezi

Bunday ribozomlar kabi organellerin orqali sitoplazmada uchraydi bir hujayra, oqsil sintezi jarayoni ko'rib chiqaylik. ribozom kaltsiy ionlari ishtirokida maxsus fermentlar faoliyatini, tufayli polysomes uchun birlashtirish. oqsil molekulalarining sintez, nusxa ko'chirish jarayonini boshlab - hujayra ichida ribozom asosiy vazifalari. uning bir natija, mRNA molekulalarining sintez deb polysomes bağlandıkları. So'ngra ikkinchi sud boshlanadi - eshittirishni. aminokislotalar yigirma xil turlari uchun Transport RNK bog'lamoq va polysomes ularni olib, hujayra ichida ribozom funktsiyasi buyon - polipeptid bir sintez, shu organelleri tRNA bilan majmualari tashkil, aminokislota va molekulalar bir protein macromolecule shakllantirish peptid bog'lari bilan birgalikda bog'liq.

Moddalar almashinuvi suv roli

Sitolojik tadqiqotlar hujayraning tuzilishi va tarkibi bo'lgan, biz hayot suv yo'lini (masalan, coelenterates) uning mazmuni 97-98% ga etadi etakchi, bir 70% suv o'rtacha va ko'p hayvonlarda o'rganish ekanligini tasdiqladi. hujayralari bu kimyoviy tashkilot ko'rinishida hidrofılik (tarqatib yuborish qodir) va o'z ichiga oladi hidrofobik (suv-g'azablantiradigan) moddiy. universal qutb erituvchi sifatida, suv muhim rol o'ynaydi va funktsiyasi, balki hujayralari juda tarkibida nafaqat to'g'ridan-to'g'ri ta'sir ko'rsatadi. Quyidagi jadvalda tirik organizmlar hujayralari turli xil suv tarkibi ko'rsatadi.

hujayra ichida uglevodlar funksiyasi

Yuqorida bayon qilinganidek, muhim organik kimyoviy moddalar uchun - polimerlar - ham uglevodlar bo'ladi. Bu polisaxaridlar, oligosakkaritlerine va monosakaridlerdir o'z ichiga oladi. glikolipidlar va glikoproteinler, hujayra membranalari va nadmembrannye tuzilishi, masalan glycocalyx barpo etiladi - uglevodlar ko'proq murakkab tizimlar bir qismidir.

Bundan tashqari uglevodlar uglerod, vodorod va kislorod tashkil atomlari o'z ichiga oladi, va ba'zi polisakaritler ko'proq azot, oltingugurt va fosfor o'z ichiga oladi. ko'p o'simlik uglevodlar hujayralari: Kartoshka ildiz 70% uchun urug'lik va meva uglevod mazmun yilda 90% kraxmal o'z ichiga oladi, va hayvon hujayralari glikogen, to'plam va trehaloz kabi birikmalar shaklida uchraydi.

Oddiy shakar (monosakaridler) umumiy formula CnH2nOn va tetroses, triose, Pentoz va heksoz bo'linadi bor. misol, riboz va deoksiriboz nuklein kislotalar tarkibiga kiruvchi va glyukoza va fruktoza assimilyatsiya va dissimilation reaksiyalar jalb qilingan uchun so'nggi ikki, tirik organizmlarning hujayralarida eng keng tarqalgan bo'ladi. Oligosakkaritlerine ko'pincha o'simlik hujayralarining topilgan: saxaroza shakar lavlagi va shakar qamish, javdar va arpa filizlendirilip karyopslann mavjud maltoz hujayralarida saqlanadi.

Disakaritler shirin ta'mga ega va suvda tez eriydi. biopreparatlarni bo'lgan polisaxaridlar, birinchi navbatda, kraxmal, tsellyuloza, glikogenning va laminarin iborat. tuzilmaviy shakllari polisakkaridler to'plami o'z ichiga oladi. hujayra ichida uglevodlar asosiy vazifasi - energiya. hidroliz va energiya almashinuvining natijasidir glyukozaga polisakkaritleri yorilib, va u keyin karbonat angidrid va suv oksitlenir. Natijada, glyukoza relizlar 17,6 kJ energiya va kraxmal va glikogenning zaxiralari biri gramm, aslida uyali energiya ombori bor.

Glikogen mushak va jigar hujayralari, sabzavot kraxmal asosan o'tkaziladi - bunday o'rgimchak, hasharotlar va qisqichbaqasimonlar kabi ildiz, lampalar, ildizlar, urug 'va Arthropodlar'ın, ham, energiya ta'minoti asosiy roli bir oligosakarit trehaloz o'ynaydi.

Uglevodlar lipidlar va oqsillar, anaerobik tanazzuliga qobiliyati farq qiladi. inson va hayvonlarning parazit - Bu anaerob bakteriyalar, va parazitlari sifatida tanqisligi yoki kislorod yo'qligi sharoitida, yashaydigan organizmlar uchun juda muhim ahamiyatga ega.

qurilish (tarkibiy) - hujayra uglevodlar boshqa vazifasi yo'q. Bu moddalar hujayralar tuzilmalari qo'llab-quvvatlash, deb aslida yotadi. Misol uchun, tsellyuloza o'simliklarning hujayra devorlari bir qismi bo'lib, panjara bir tashqi suyaklarni hosil va ko'plab umurtqasizlar lipidlar va oqsillar molekulalar glycocalyx hosil bilan olisaharidy birga, zamburug'li hujayralarida iborat - nadmembranny murakkab. Bu amal beradi - bir topaklanma hayvon hujayralari orasida, to'qimalarining shakllanishiga sabab bo'ladi.

Lipidlar: tuzilishi va funktsiyasi

hidrofob (erimaydigan suv) bu organik moddalar, masalan, olib bunday aseton yoki xloroform, polar bo'lmagan hal qiluvchi, tomonidan hujayralari olingan bo'lishi mumkin. yog'lar uchun, motor yoki steroidlar: hujayra lipidlar vazifasi uch guruhlarning qaysi ular tegishli bog'liq. Yog'lar hujayralari barcha turdagi eng keng tarqalgan bo'ladi.

Hayvonlar teri ostiga yog 'to'qimasida ularni yig'ilib, asab to'qimalarining shaklida semiz mavjud Mielin qatlami nervlarning. Bu, shuningdek, buyrak, jigar, hasharotlar to'planib - yog 'organizmda. Suyuq yog'lar - moylari - ko'p o'simliklarda topilgan: qarag'ay, eman, kungaboqar, zaytun. hujayralardagi lipid kontent 5 90% dan (yog 'to'qimasida) o'zgarib turadi.

Steroidlar va motor, ular yog 'kislotasi qoldiqlarini molekulalarida yo'q deb yog'lar farq qiladi. Shunday qilib, Ukol - u testosteron qismlariga tanasi va balog'atga ta'sir, gormonlar buyrak usti po'stlog'ini ekan. Ular, shuningdek, vitaminlar (masalan, vitamin D) bir qismidir.

Hujayraning lipidlar asosiy vazifasi - energetika, qurilish va himoya qilish hisoblanadi. oqsillar va uglevodlar - boshqa organik moddalar ancha ko'proq - birinchi tufayli bo'linish yog '1 gramm energiya 38,9 ishni o'lchashni beradi, deb aslida iborat. Bundan tashqari, yog '1D Oksidlanish deyarli 1,1 C turibdi. suv. Ba'zi hayvonlar suv holda uzoq vaqt bo'lishi mumkin tanada yog 'omborini ega bo'lgan, shuning uchun. Misol uchun, Gophers suv muhtoj holda, ortiq ikki oy davomida yashirin bo'lishi mumkin, va 10-12 kun davomida sahroda o'tish suv tuyani ichish emas.

lipidlar funktsiyasi qurilish ular ajralmas hujayra membranalari qismi, shuningdek, asab qismi ekanligini aslida yotadi. lipidlar himoya funktsiyasi buyrak va boshqa ichki organlar atrofida teri ostidan, yog 'qatlamiga mexanik jarohat, ularni himoya qiladi, deb aslida iborat. kitlar, muhrlar, mo'yna muhrlar: solishtirma issiqlik izolyatsiya funksiyasi suv bo'lib, uzoq vaqt davomida hayvonlarning tabiiy hisoblanadi. Qalin teri osti yog 'qatlami, masalan, ko'k kit 0,5 m, u hipotermi dan hayvon himoya hisoblanadi.

uyali metabolizm qiymati kislorod

organik moddalarning parchalanishi va adenozin trifosfat molekulalari shaklida to'plangan energiyaning ma'lum bir miqdorda ajratish uchun etakchi energiya almashinuvi reaktsiyalar uchun atmosfera kislorodi yordamida, hayvonlar, o'simliklar va inson behisob ko'pchilik o'z ichiga aerob organizmlar.

Shunday qilib, mitokondriyal cristae uchraydi glyukoza bir mol to'liq Oksidlanish, energiya 2800 kJ bo'lgan 1596 kJ (55%) macroergic ulanish o'z ichiga ATP molekulalar shaklida saqlanadi, ajratilgan. Shunday qilib, hujayra kislorod asosiy vazifasi - amalga oshirish aerob nafas olish, fermentativ reaktsiyalar bir guruh asoslangan deb atalmish nafas olish zanjiri organellerin sodir - mitokondrini. Berdiqulov bakteriyalar va Cyanobacteria - - Prokaryotik organizmlar tarkibidagi oziq moddalar Oksidlanish plazma membranalar ichki protuberances hujayralari ichiga tarqalgan kislorod ta'sirida sodir bo'ladi.

Biz hujayralari kimyoviy tashkilot o'rganib, shuningdek oqsil sintezi va kislorod funktsiyasi jarayonlari uyali energiya almashinuvidagi qilingan bor.