Anorganické látky, ktoré tvoria bunku.
Patria sem voda a minerálne soli.
Voda nevyhnutné pre realizáciu životných procesov v bunke. Jeho obsah je 70-80% bunkovej hmoty. Hlavné funkcie vody:
je univerzálne rozpúšťadlo;
je prostredie, v ktorom prebiehajú biochemické reakcie;
určuje fyziologické vlastnosti bunky (pružnosť, objem);
sa zúčastňuje chemické reakcie;
udržuje tepelnú rovnováhu tela vďaka vysokej tepelnej kapacite a tepelnej vodivosti;
je hlavným prostriedkom na prepravu látok.
Minerálne soli prítomné v bunke vo forme iónov: katióny K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+; anióny – Cl -, HCO 3 -, H 2 PO 4 -.
3. Organické látky bunky.
Organické zlúčeniny bunky pozostávajú z mnohých opakujúcich sa prvkov (monomérov) a sú to veľké molekuly - polyméry. Patria sem bielkoviny, tuky, sacharidy a nukleové kyseliny. Ich obsah v bunke: bielkoviny -10-20%; tuky - 1-5%; sacharidy - 0,2-2,0%; nukleové kyseliny - 1-2%; organické látky s nízkou molekulovou hmotnosťou – 0,1-0,5 %.
Veveričky - vysoká molekulová hmotnosť (s vysokou molekulovou hmotnosťou) organickej hmoty. Štruktúrnou jednotkou ich molekuly je aminokyselina. Na tvorbe bielkovín sa podieľa 20 aminokyselín. Molekula každého proteínu obsahuje len určité aminokyseliny v poradí usporiadania charakteristickom pre tento proteín. Aminokyselina má nasledujúci vzorec:
H2N – CH – COOH
Zloženie aminokyselín zahŕňa NH 2 - aminoskupinu so zásaditými vlastnosťami; COOH – karboxylová skupina s kyslými vlastnosťami; radikály, ktoré navzájom odlišujú aminokyseliny.
Existujú primárne, sekundárne, terciárne a kvartérne proteínové štruktúry. Aminokyseliny navzájom spojené peptidovými väzbami určujú jeho primárnu štruktúru. Proteíny primárnej štruktúry sú spojené do špirály pomocou vodíkových väzieb a tvoria sekundárnu štruktúru. Polypeptidové reťazce, skrútené určitým spôsobom do kompaktnej štruktúry, tvoria globulku (guľu) - terciárnu štruktúru proteínu. Väčšina proteínov má terciárnu štruktúru. Treba poznamenať, že aminokyseliny sú aktívne iba na povrchu globule. Proteíny s globulárnou štruktúrou sa spájajú a vytvárajú kvartérnu štruktúru (napríklad hemoglobín). Pri vystavení vysokej teplote, kyselinám a iným faktorom sa zničia komplexné proteínové molekuly - denaturácia bielkovín. Keď sa podmienky zlepšia, denaturovaný proteín je schopný obnoviť svoju štruktúru, ak nie je zničená jeho primárna štruktúra. Tento proces sa nazýva renaturácia.
Proteíny sú druhovo špecifické: každý živočíšny druh je charakterizovaný súborom špecifických bielkovín.
Existujú jednoduché a zložité proteíny. Jednoduché pozostávajú iba z aminokyselín (napríklad albumíny, globulíny, fibrinogén, myozín atď.). Komplexné bielkoviny okrem aminokyselín zahŕňajú aj iné organické zlúčeniny, napríklad tuky a sacharidy (lipoproteíny, glykoproteíny atď.).
Proteíny vykonávajú tieto funkcie:
enzymatické (napríklad enzým amyláza rozkladá sacharidy);
štrukturálne (napríklad sú súčasťou membrán a iných bunkových organel);
receptor (napríklad proteín rodopsín podporuje lepšie videnie);
transport (napríklad hemoglobín prenáša kyslík alebo oxid uhličitý);
ochranné (napríklad imunoglobulínové proteíny sa podieľajú na tvorbe imunity);
motor (napríklad aktín a myozín sa podieľajú na kontrakcii svalových vlákien);
hormonálne (napríklad inzulín premieňa glukózu na glykogén);
energie (pri odbúraní 1 g bielkovín sa uvoľní 4,2 kcal energie).
Tuky (lipidy) - zlúčeniny trojsýtneho alkoholu glycerolu a mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou. Chemický vzorec tuk:
CH2-0-C(0)-R1
CH2-0-C(0)-R3, kde radikály môžu byť rôzne.
Funkcie lipidov v bunke:
štrukturálne (podieľať sa na výstavbe bunkovej membrány);
energia (pri rozklade 1 g tuku v tele sa uvoľní 9,2 kcal energie);
ochranný (chráni pred tepelnými stratami, mechanickým poškodením);
tuk je zdrojom endogénnej vody (oxidáciou 10 g tuku sa uvoľní 11 g vody);
regulácia metabolizmu.
Sacharidy – ich molekula môže byť vyjadrená všeobecným vzorcom C n (H 2 O) n – uhlík a voda.
Sacharidy sa delia do troch skupín: monosacharidy (obsahujú jednu molekulu cukru - glukóza, fruktóza atď.), oligosacharidy (obsahujú 2 až 10 monosacharidových zvyškov: sacharóza, laktóza) a polysacharidy (zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou - glykogén, škrob atď.). ).
Funkcie uhľohydrátov:
slúžia ako východiskové prvky pre stavbu rôznych organických látok, napríklad pri fotosyntéze - glukózy;
hlavný zdroj energie pre telo ich rozklad pomocou kyslíka uvoľňuje viac energie ako oxidácia tuku;
ochranný (napríklad hlien vylučovaný rôznymi žľazami obsahuje veľa uhľohydrátov; chráni steny dutých orgánov (priedušky, žalúdok, črevá) pred mechanickým poškodením; má antiseptické vlastnosti);
štrukturálne a podporné funkcie: zahrnuté v plazmatická membrána.
Nukleové kyseliny sú biopolyméry obsahujúce fosfor. Tie obsahujú deoxyribonukleová kyselina (DNA) A ribonukleové (RNA) kyseliny.
DNA - najväčšie biopolyméry, ich monomér je nukleotid. Pozostáva zo zvyškov troch látok: dusíkatej báze sacharid deoxyribóza a kyselina fosforečná. Na tvorbe molekuly DNA sa podieľajú 4 známe nukleotidy. Dve dusíkaté zásady sú deriváty pyrimidínu – tymín a cytozín. Adenín a guanín sú klasifikované ako purínové deriváty.
Podľa modelu DNA, ktorý navrhli J. Watson a F. Crick (1953), molekula DNA pozostáva z dvoch vlákien, ktoré sa špirálovito otáčajú okolo seba.
Dve vlákna molekuly sú držané pohromade vodíkovými väzbami, ktoré sa medzi nimi vyskytujú. komplementárne dusíkaté zásady. Adenín je komplementárny k tymínu a guanín je komplementárny k cytozínu. DNA v bunkách sa nachádza v jadre, kde spolu s bielkovinami vzniká chromozómov. DNA sa nachádza aj v mitochondriách a plastidoch, kde sú ich molekuly usporiadané do kruhu. Hlavná Funkcia DNA– uchovávanie dedičnej informácie obsiahnutej v sekvencii nukleotidov, ktoré tvoria jej molekulu, a prenos tejto informácie do dcérskych buniek.
Ribonukleová kyselina Jednovláknové. Nukleotid RNA pozostáva z jednej z dusíkatých báz (adenín, guanín, cytozín alebo uracil), sacharidovej ribózy a zvyšku kyseliny fosforečnej.
Existuje niekoľko typov RNA.
Ribozomálna RNA(r-RNA) v kombinácii s proteínom je súčasťou ribozómov. Ribozómy vykonávajú syntézu proteínov. Messenger RNA(i-RNA) prenáša informácie o syntéze proteínov z jadra do cytoplazmy. Preneste RNA(tRNA) sa nachádza v cytoplazme; viaže na seba určité aminokyseliny a dodáva ich do ribozómov, miesta syntézy bielkovín.
RNA sa nachádza v jadierku, cytoplazme, ribozómoch, mitochondriách a plastidoch. V prírode existuje aj iný typ RNA – vírusová. V niektorých vírusoch plní funkciu ukladania a prenosu dedičných informácií. V iných vírusoch túto funkciu vykonáva vírusová DNA.
Kyselina adenozíntrifosforečná
(ATP) je špeciálny nukleotid tvorený dusíkatou bázou adenínom, sacharidovou ribózou a tromi zvyškami kyseliny fosforečnej. 
ATP je univerzálnym zdrojom energie potrebnej pre biologické procesy prebiehajúce v bunke. Molekula ATP je veľmi nestabilná a je schopná odštiepiť jednu alebo dve molekuly fosfátu, čím sa uvoľní veľká kvantita energie. Táto energia sa vynakladá na zabezpečenie všetkých životne dôležitých funkcií bunky – biosyntézy, pohybu, generovania elektrického impulzu atď. Väzby v molekule ATP sa nazývajú makroergické. Odštiepenie fosfátu z molekuly ATP je sprevádzané uvoľnením 40 kJ energie. K syntéze ATP dochádza v mitochondriách.
Biológia [Kompletná referenčná kniha na prípravu na jednotnú štátnu skúšku] Lerner Georgy Isaakovich
2.3.1. Anorganické látky bunky
Bunka obsahuje asi 70 prvkov periodická tabuľka Mendelejevove prvky a 24 z nich je prítomných vo všetkých typoch buniek. Všetky prvky prítomné v bunke sú rozdelené v závislosti od ich obsahu v bunke do skupín:
makronutrientov– H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;
mikroelementy– B, Ni, Cu, Co, Zn, Mb atď.;
ultramikroelementy– U, Ra, Au, Pb, Hg, Se atď.
Molekuly, ktoré tvoria bunku anorganické A organické spojenia.
Anorganické zlúčeniny bunky - voda A anorganické ióny.
Voda je najdôležitejšou anorganickou látkou bunky. Všetky biochemické reakcie prebiehajú vo vodných roztokoch. Molekula vody má nelineárnu priestorovú štruktúru a má polaritu. Medzi jednotlivými molekulami vody vznikajú vodíkové väzby, ktoré určujú fyzikálne a Chemické vlastnosti voda.
Fyzikálne vlastnosti vody: Keďže molekuly vody sú polárne, voda má vlastnosť rozpúšťať polárne molekuly iných látok. Látky, ktoré sú rozpustné vo vode, sú tzv hydrofilné. Látky, ktoré sú nerozpustné vo vode, sú tzv hydrofóbne.
Voda má vysokú mernú tepelnú kapacitu. Na prerušenie početných vodíkových väzieb prítomných medzi molekulami vody je potrebné absorbovať veľké množstvo energie. Pamätajte, ako dlho trvá, kým sa kanvica zohreje do varu. Táto vlastnosť vody zabezpečuje udržiavanie tepelnej rovnováhy v organizme.
Na odparenie vody je potrebné pomerne veľa energie. Bod varu vody je vyšší ako u mnohých iných látok. Táto vlastnosť vody chráni telo pred prehriatím.
Voda môže byť v troch skupenstvách agregácie – kvapalné, pevné a plynné.
Vodíkové väzby určujú viskozitu vody a priľnavosť jej molekúl k molekulám iných látok. Vďaka adhéznym silám molekúl sa na povrchu vody vytvorí film s nasledujúcimi vlastnosťami: povrchové napätie .
Pri ochladzovaní sa pohyb molekúl vody spomaľuje. Počet vodíkových väzieb medzi molekulami sa stáva maximálnym. Najvyššia hustota voda dosahuje 4 C?. Keď voda zamrzne, roztiahne sa (potrebuje priestor na vznik vodíkových väzieb) a jej hustota sa zníži. Preto ľad pláva.
Biologické funkcie vody. Voda zabezpečuje pohyb látok v bunke a tele, vstrebávanie látok a odvod produktov látkovej premeny. V prírode voda prenáša odpadové produkty do pôdy a vodných útvarov.
Voda je aktívnym účastníkom metabolických reakcií.
Voda sa podieľa na tvorbe mazacích tekutín a hlienov, sekrétov a štiav v tele. Tieto tekutiny sa nachádzajú v kĺboch stavovcov, v pleurálnej dutine a v perikardiálnom vaku.
Voda je súčasťou hlienu, ktorý uľahčuje pohyb látok črevami a vytvára vlhké prostredie na slizniciach dýchacích ciest. Na báze vody Majú tiež sekréty, ktoré vylučujú niektoré žľazy a orgány: sliny, slzy, žlč, spermie atď.
Anorganické ióny. Medzi anorganické ióny bunky patria: katióny K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+, NH 3 + a anióny Cl –, NO 3 -, H 2 PO 4 -, NCO 3 -, HPO 4 2-.
Rozdiel medzi počtom katiónov a aniónov (Nа + , Ka + , Cl -) na povrchu a vo vnútri bunky zabezpečuje vznik akčného potenciálu, ktorý je základom nervovej a svalovej excitácie.
Anióny fosfor kyseliny vytvárajú fosfátový tlmivý systém, udržiavanie pH vnútrobunkového prostredia tela na úrovni 6-9.
Kyselina uhličitá a jej anióny vytvárajú bikarbonátový tlmivý systém a udržiavajú pH extracelulárneho prostredia (krvnej plazmy) na úrovni 7-4.
Ako zdroj slúžia zlúčeniny dusíka minerálna výživa, syntéza bielkovín, nukleových kyselín. Atómy fosforu sú súčasťou nukleových kyselín, fosfolipidov, ako aj kostí stavovcov a chitínového obalu článkonožcov. Ióny vápnika sú súčasťou hmoty kostí; sú tiež nevyhnutné pre svalovú kontrakciu a zrážanie krvi.
PRÍKLADY ÚLOH
A1. Polarita vody určuje jej schopnosť
1) viesť teplo 3) rozpustiť chlorid sodný
2) absorbovať teplo 4) rozpustiť glycerín
A2. Deťom s krivicou by sa mali podávať lieky obsahujúce
1) železo 2) draslík 3) vápnik 4) zinok
A3. Vedenie nervového vzruchu zabezpečujú ióny:
1) draslík a sodík 3) železo a meď
2) fosfor a dusík 4) kyslík a chlór
A4. Slabé väzby medzi molekulami vody v jej kvapalnej fáze sa nazývajú:
1) kovalentný 3) vodík
2) hydrofóbne 4) hydrofilné
A5. Hemoglobín obsahuje
1) fosfor 2) železo 3) síra 4) horčík
A6. Vyberte skupinu chemické prvky, ktorý je nevyhnutne súčasťou bielkovín
A7. Pacientom s hypotyreózou sa podávajú lieky obsahujúce
Časť B
V 1. Vyberte funkcie vody v klietke
1) energetika 4) stavebníctvo
2) enzymatické 5) lubrikačné
3) transportné 6) termoregulačné
AT 2. Vyberte iba fyzikálne vlastnosti vody
1) schopnosť disociovať
2) hydrolýza solí
3) hustota
4) tepelná vodivosť
5) elektrická vodivosť
6) darovanie elektrónov
Časť S
C1. Aké fyzikálne vlastnosti vody určujú jej biologický význam?
Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (VK) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (IN) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (KA) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (NIE) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (PL) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (PO) od autora TSB Z knihy Veľká sovietska encyklopédia (ST) od autora TSB Z knihy Krátky príbeh takmer všetko na svete od Brysona Billa Z knihy Biológia [Kompletná príručka na prípravu na jednotnú štátnu skúšku] autora Lerner Georgij Isaakovič Z knihy Vreckový sprievodca lekárske testy autora Rudnitskij Leonid Vitalievič24 BUNIEK Toto začína jednou bunkou. Prvá bunka sa rozdelí na dve a z dvoch sa stanú štyri atď. Už po 47 zdvojeniach budete mať asi 10 000 biliónov (10 000 000 000 000 000) buniek pripravených ožiť ako človek*.322 A každá z týchto buniek presne vie, čo
Z knihy Kompletná referenčná kniha analýz a výskumu v medicíne autora Ingerleib Michail Borisovič2.3. Chemická organizácia bunky. Vzťah medzi štruktúrou a funkciami anorganických a organických látok (bielkoviny, nukleové kyseliny, sacharidy, lipidy, ATP), ktoré tvoria bunku. Zdôvodnenie príbuznosti organizmov na základe analýzy ich chemického zloženia
Z knihy Ako sa o seba starať, ak máte po 40. Zdravie, krása, štíhlosť, energia autora Karpukhina Victoria Vladimirovna2.3.2. Organické látky bunky. Sacharidy, lipidy Sacharidy. Všeobecný vzorec Сn (H2O)n. V dôsledku toho sacharidy obsahujú iba tri chemické prvky vo vode rozpustné sacharidy: transportné, ochranné, signalizačné.
Z knihy Encyklopédia doktora Myasnikova o najdôležitejších veciach autora Myasnikov Alexander Leonidovič4.6. Anorganické látky Anorganické látky v krvnej plazme a sére (draslík, sodík, vápnik, fosfor, horčík, železo, chlór atď.) určujú fyzikálno-chemické vlastnosti krvi Množstvo anorganických látok v plazme je asi 1 %. V telesných tkanivách sa nachádzajú v
Z knihy autora Z knihy autora Z knihy autora6.9. Kmeňové bunky Teraz je v móde hovoriť o kmeňových bunkách. Keď sa ma ľudia pýtajú, čo si o tom myslím, odpovedám na otázku otázkou: „Kde? V Rusku alebo vo svete?“ Situácia v tejto oblasti je v Rusku a vo svete úplne odlišná. Intenzívny výskum prebieha po celom svete a
Voda. Z anorganických látok, ktoré tvoria bunku, je najdôležitejšia voda. Jeho množstvo sa pohybuje od 60 do 95 % celková hmotnosť bunky Voda hrá zásadnú úlohu v živote buniek a živých organizmov vo všeobecnosti. Okrem toho, že je súčasťou ich zloženia, je pre mnohé organizmy aj biotopom.
Úloha vody v bunke je určená jej jedinečnými chemickými a fyzikálne vlastnosti, spojený najmä s malou veľkosťou molekúl, s polaritou jeho molekúl a s ich schopnosťou vytvárať medzi sebou vodíkové väzby.
Voda ako súčasť biologických systémov vykonáva: základné funkcie:
- voda- univerzálne rozpúšťadlo pre polárne látky, ako sú soli, cukry, alkoholy, kyseliny a pod.Látky, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode, sú tzv. hydrofilné. Keď látka prejde do roztoku, jej molekuly alebo ióny sa môžu pohybovať voľnejšie; V súlade s tým sa zvyšuje reaktivita látky. Z tohto dôvodu väčšina chemických reakcií v bunke prebieha vo vodných roztokoch. Jeho molekuly sa zúčastňujú mnohých chemických reakcií, napríklad pri tvorbe alebo hydrolýze polymérov. V procese fotosyntézy je voda donorom elektrónov, zdrojom vodíkových iónov a voľného kyslíka.
- Voda nerozpúšťa nepolárne látky a nemieša sa s nimi, pretože s nimi nemôže vytvárať vodíkové väzby. Látky, ktoré sú nerozpustné vo vode, sú tzv hydrofóbne. Hydrofóbne molekuly alebo ich časti voda odpudzuje a v jej prítomnosti sa k sebe priťahujú. Takéto interakcie hrajú dôležitá úloha pri zabezpečovaní stability membrán, ako aj mnohých proteínových molekúl, nukleových kyselín a množstva subcelulárnych štruktúr.
- Voda má vysokú špecifickosť tepelná kapacita. Prerušenie vodíkových väzieb, ktoré držia molekuly vody pohromade, si vyžaduje absorpciu veľkého množstva energie. Táto vlastnosť zabezpečuje udržanie tepelnej rovnováhy organizmu pri výrazných teplotných zmenách životné prostredie. Navyše voda je iná vysoká tepelná vodivosť,čo umožňuje telu udržiavať rovnakú teplotu v celom jeho objeme.
- Charakteristická je voda vysoké výparné teplo, t.j. e. schopnosť molekúl odvádzať značné množstvo tepla pri súčasnom ochladzovaní tela. Vďaka tejto vlastnosti vody, ktorá sa prejavuje pri potení u cicavcov, tepelnej dýchavičnosti u krokodílov a iných živočíchov a transpirácii u rastlín, sa predchádza prehriatiu.
- Je charakteristická výlučne pre vodu vysoké povrchové napätie. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá pre adsorpčné procesy, pre pohyb roztokov tkanivami (krvný obeh, vzostupné a zostupné prúdy v rastlinách). Mnohým malým organizmom umožňuje povrchové napätie plávať na vode alebo kĺzať sa po jej povrchu.
- Voda poskytuje pohyb látok v bunke a tele, vstrebávanie látok a vylučovanie produktov látkovej premeny.
- V rastlinách určuje voda turgor bunky a u niektorých zvierat vykonáva podporné funkcie, je hydrostatická kostra (guľaté a prstenníky, ostnatokožce).
- voda - komponent mazacie kvapaliny(synoviálny - v kĺboch stavovcov, pleurálny - v pleurálnej dutine, perikardiálny - v perikardiálnom vaku) a sliz(uľahčujú pohyb látok črevami, vytvárajú vlhké prostredie na slizniciach dýchacích ciest). Je súčasťou slín, žlče, sĺz, spermií atď.
Minerálne soli. Anorganické látky v bunke, okrem vody, Precspavlev minerálne soli. Molekuly soli v vodný roztok rozkladajú sa na katióny a anióny. Najvyššia hodnota majú katióny (K +, Na +, Ca 2+, Mg:+, NH 4 +) a anióny (C1, H 2 P0 4 -, HP0 4 2-, HC0 3 -, NO3 2-, SO 4 2- ) Významný je nielen obsah, ale aj pomer iónov v bunke.
Rozdiel medzi množstvami katiónov a aniónov na povrchu a vo vnútri bunky zabezpečuje výskyt akčný potenciál,čo je základom vzniku nervovej a svalovej excitácie. Rozdiel v koncentráciách iónov na rôznych stranách membrány určuje aktívny prenos látok cez membránu, ako aj premenu energie.
Ako už vieme, bunka sa skladá z chemických látok organického a anorganického typu. Hlavnými anorganickými látkami, ktoré tvoria bunku, sú soli a voda.
Voda ako súčasť živých vecí
Voda je dominantnou zložkou všetkých organizmov. Dôležité biologické funkcie voda sa realizuje vďaka jedinečným vlastnostiam jej molekúl, najmä prítomnosti dipólov, ktoré umožňujú vznik vodíkových väzieb medzi bunkami.
Vďaka molekulám vody sa v tele živých bytostí vyskytujú procesy termostabilizácie a termoregulácie. Proces termoregulácie nastáva v dôsledku vysokej tepelnej kapacity molekúl vody: vonkajšie zmeny teploty neovplyvňujú zmeny teploty vo vnútri tela.
Vďaka vode, orgánom Ľudské telo zachovávajú svoju elasticitu. Voda je jednou z hlavných zložiek mazacích tekutín potrebných pre kĺby stavovcov alebo perikardiálny vak.
Je súčasťou hlienu, ktorý uľahčuje pohyb látok črevami. Voda je súčasťou žlče, sĺz a slín.
Soli a iné anorganické látky
Bunky živého organizmu obsahujú okrem vody aj anorganické látky ako kyseliny, zásady a soli. Najdôležitejšie v živote organizmu sú Mg2+, H2PO4, K, CA2, Na, C1-. Slabé kyseliny zaručujú stabilitu vnútorné prostredie bunky (mierne alkalické).
Koncentrácia iónov v medzibunkovej látke a vo vnútri bunky môže byť rôzna. Napríklad ióny Na+ sa koncentrujú iba v medzibunkovej tekutine, zatiaľ čo K+ sa nachádza výlučne v bunke.
Prudké zníženie alebo zvýšenie počtu určitých iónov v zložení bunky vedie nielen k jej dysfunkcii, ale aj k smrti. Napríklad zníženie množstva Ca+ v bunke spôsobuje kŕče vo vnútri bunky a jej ďalšiu smrť.
Niektoré anorganické látky často interagujú s tukmi, bielkovinami a sacharidmi. Pozoruhodným príkladom sú organické zlúčeniny s fosforom a sírou.
Síra, ktorá je súčasťou proteínových molekúl, je zodpovedná za tvorbu molekulárnych väzieb v tele. Vďaka syntéze fosforu a organických látok sa z molekúl bielkovín uvoľňuje energia.
Soli vápnika
Soli vápnika prispievajú k normálnemu vývoju kostného tkaniva, ako aj fungovaniu mozgu a miechy. Metabolizmus vápnika v tele sa uskutočňuje vďaka vitamínu D. Nadbytok alebo nedostatok vápenatých solí vedie k dysfunkcii tela.
Rastlinné a živočíšne bunky obsahujú anorganické a organické látky. Anorganické látky zahŕňajú vodu a minerály. Organické látky zahŕňajú bielkoviny, tuky, sacharidy a nukleové kyseliny.
Anorganické látky
Vodaje spojenie, ktoré živá bunka obsahuje v najväčší počet. Voda tvorí asi 70 % hmoty bunky. Väčšina vnútrobunkových reakcií prebieha v vodné prostredie. Voda v bunke je vo voľnom a viazanom stave.
Význam vody pre život bunky je určený jej štruktúrou a vlastnosťami. Obsah vody v bunkách sa môže meniť. 95% vody je v bunke voľne. Je nevyhnutný ako rozpúšťadlo pre organické a anorganické látky. Všetky biochemické reakcie v bunke prebiehajú za účasti vody. Voda sa používa na odstránenie rôznych látok z bunky. Voda má vysokú tepelnú vodivosť a zabraňuje náhlym teplotným výkyvom. 5 % vody je vo viazanom stave, tvorí slabé zlúčeniny s bielkovinami.
Minerály v bunke môžu byť v disociovanom stave alebo v kombinácii s organickými látkami.
Chemické prvky, ktoré sa podieľajú na metabolických procesoch a majú biologickú aktivitu, sa nazývajú biogénne.
Cytoplazmaobsahuje asi 70% kyslíka, 18% uhlíka, 10% vodíka, vápnik, dusík, draslík, fosfor, horčík, síru, chlór, sodík, hliník, železo. Tieto prvky tvoria 99,99 % bunkového zloženia a sú tzv makroprvky. Napríklad vápnik a fosfor sú súčasťou kostí. Železo je súčasťou hemoglobínu.
Mangán, bór, meď, zinok, jód, kobalt - mikroelementy. Tvoria tisíciny percent bunkovej hmoty. Mikroelementy sú potrebné na tvorbu hormónov, enzýmov a vitamínov. Ovplyvňujú metabolické procesy v tele. Napríklad jód je súčasťou hormónu štítnej žľazy, kobalt je súčasťou vitamínu B 12.
Zlato, ortuť, rádium atď. ultramikroelementy- tvoria milióntiny percenta zloženia bunky.
Nedostatok alebo nadbytok minerálnych solí narúša vitálne funkcie organizmu.
Organická hmota
Kyslík, vodík, uhlík, dusík sú súčasťou organických látok. Organické zlúčeniny sú veľké molekuly nazývané polyméry. Polyméry sa skladajú z mnohých opakujúcich sa jednotiek (monomérov). Organické polymérne zlúčeniny zahŕňajú sacharidy, tuky, proteíny, nukleové kyseliny a ATP.
Sacharidy
Sacharidypozostávajú z uhlíka, vodíka, kyslíka.
Monomérysacharidy sú monosacharidy. Sacharidy sa delia na monosacharidy, disacharidy a polysacharidy.
Monosacharidy- jednoduché cukry so vzorcom (CH 2 O) n, kde n je ľubovoľné celé číslo od troch do siedmich. V závislosti od počtu atómov uhlíka v molekule sa rozlišujú triózy (3C), tetrózy (4C), pentózy (5C), hexózy (6C) a heptózy (7C).
triózyC 3 H 6 O 3 - napríklad glyceraldehyd a dihydroxyacetón - zohrávajú úlohu medziproduktov v procese dýchania a podieľajú sa na fotosyntéze. Tetrózy C 4 H 8 O 4 sa nachádzajú v baktériách. Pentózy C 5 H 10 O 5 - napríklad ribóza - je súčasťou RNA, deoxyribóza je súčasťou DNA. Hexózy - C 6 H 12 O 6 - napríklad glukóza, fruktóza, galaktóza. Glukóza je zdrojom energie pre bunku. Spolu s fruktózou a galaktózou sa glukóza môže podieľať na tvorbe disacharidov.
Disacharidyvznikajú ako výsledok kondenzačnej reakcie medzi dvoma monosacharidmi (hexózami) so stratou molekuly vody.
Vzorec disacharidov je C 12 H 22 O 11 Z disacharidov sú najrozšírenejšie maltóza, laktóza a sacharóza.
Sacharóza alebo trstinový cukor sa syntetizuje v rastlinách. Maltóza vzniká zo škrobu pri jeho trávení u zvierat. Laktóza alebo mliečny cukor sa nachádza iba v mlieku.
Polysacharidy (jednoduché) vznikajú ako výsledok kondenzačnej reakcie veľké číslo monosacharidy. Jednoduché polysacharidy zahŕňajú škrob (syntetizovaný v rastlinách), glykogén (nachádza sa v pečeňových bunkách a svaloch zvierat a ľudí), celulózu (tvorí bunkovú stenu v rastlinách).
Komplexné polysacharidy vznikajú v dôsledku interakcie uhľohydrátov s lipidmi. Napríklad glykolipidy sú súčasťou membrán. Medzi komplexné polysacharidy patria aj zlúčeniny sacharidov s bielkovinami (glykoproteíny). Napríklad glykoproteíny sú súčasťou hlienu vylučovaného žľazami gastrointestinálneho traktu.
Funkcie uhľohydrátov:
1. Energia: Telo získava 60% energie z rozkladu sacharidov. Pri odbúraní 1 g sacharidov sa uvoľní 17,6 kJ energie.
2. Štrukturálne a podporné: sacharidy sú súčasťou plazmatickej membrány, membrány rastlinných a bakteriálnych buniek.
3. Úložný priestor:živiny (glykogén, škrob) sa ukladajú v bunkách.
4. Ochranné: sekréty (hlieny) vylučované rôznymi žľazami chránia steny dutých orgánov, priedušiek, žalúdka a čriev pred mechanickému poškodeniu, škodlivé baktérie a vírusy.
5. Zúčastnite sa fotosyntéza.
Tuky a tukom podobné látky
Tukypozostávajú z uhlíka, vodíka, kyslíka. Monoméry tuky sú mastné kyseliny A glycerol. Zisťujú sa vlastnosti tukov vysoko kvalitné zloženie mastné kyseliny a ich kvantitatívny pomer. Rastlinné tuky sú tekuté (oleje), živočíšne tuky sú tuhé (napríklad bravčová masť). Tuky sú nerozpustné vo vode – sú to hydrofóbne zlúčeniny. Tuky sa spájajú s bielkovinami za vzniku lipoproteínov a so sacharidmi za vzniku glykolipidov. Glykolipidy a lipoproteíny sú látky podobné tukom.
Látky podobné tuku sú súčasťou bunkových membrán, membránových organel a nervového tkaniva. Tuky sa môžu spájať s glukózou a vytvárať glykozidy. Napríklad digitoxín glykozid je látka používaná pri liečbe srdcových chorôb.
Funkcie tukov:
1. Energia: s úplným rozkladom 1 g tuku do oxid uhličitý a vody sa uvoľní 38,9 kJ energie.
2. Štrukturálne: sú súčasťou bunkovej membrány.
3. Ochranné: tuková vrstva chráni telo pred podchladením, mechanickými otrasmi a otrasmi.
4. Regulačné: Steroidné hormóny regulujú metabolické procesy a reprodukciu.
5. Tuk- zdroj endogénna voda. Pri oxidácii 100 g tuku sa uvoľní 107 ml vody.
Veveričky
Proteíny obsahujú uhlík, kyslík, vodík a dusík. Monoméry veveričky sú aminokyseliny. Proteíny sa skladajú z dvadsiatich rôznych aminokyselín. Vzorec aminokyselín:
Zloženie aminokyselín zahŕňa: NH 2 - aminoskupina so zásaditými vlastnosťami; COOH je karboxylová skupina a má kyslé vlastnosti. Aminokyseliny sa od seba líšia svojimi radikálmi – R. Aminokyseliny sú amfotérne zlúčeniny. Sú navzájom spojené v molekule proteínu pomocou peptidových väzieb.
Schéma kondenzácie aminokyselín (tvorba peptidovej väzby)
Existujú primárne, sekundárne, terciárne a kvartérne proteínové štruktúry. Poradie, množstvo a kvalita aminokyselín, ktoré tvoria molekulu proteínu, určujú jej primárnu štruktúru. Proteíny s primárnou štruktúrou sa môžu spojiť do špirály pomocou vodíkových väzieb a vytvoriť sekundárnu štruktúru. Polypeptidové reťazce sú určitým spôsobom skrútené do kompaktnej štruktúry a vytvárajú globulku (guľu) - to je terciárna štruktúra proteínu. Väčšina proteínov má terciárnu štruktúru. Aminokyseliny sú aktívne iba na povrchu globule. Proteíny, ktoré majú globulárnu štruktúru, sa spájajú a vytvárajú kvartérnu štruktúru. Náhrada jednej aminokyseliny vedie k zmene vlastností proteínu (obr. 30).
Pri vystavení vysokej teplote, kyselinám a iným faktorom môže dôjsť k deštrukcii molekuly proteínu. Tento jav sa nazýva denaturácia (obr. 31). Niekedy denaturované
Ryža. tridsať.Rôzne štruktúry proteínových molekúl.
1 - primárny; 2 - sekundárny; 3 - terciárne; 4 - kvartérna (na príklade krvného hemoglobínu).
Ryža. 31.Denaturácia bielkovín.
1 - molekula proteínu pred denaturáciou;
2 - denaturovaný proteín;
3 - obnovenie pôvodnej molekuly proteínu.
Keď sa podmienky zmenia, kúpaný proteín môže opäť obnoviť svoju štruktúru. Tento proces sa nazýva renaturácia a je možný len vtedy, keď nie je zničená primárna štruktúra proteínu.
Proteíny môžu byť jednoduché alebo zložité. Jednoduché proteíny pozostávajú iba z aminokyselín: napríklad albumíny, globulíny, fibrinogén, myozín.
Komplexné bielkoviny sa skladajú z aminokyselín a iných Organické zlúčeniny: napríklad lipoproteíny, glykoproteíny, nukleoproteíny.
Funkcie proteínov:
1. energie. Rozkladom 1 g bielkovín sa uvoľní 17,6 kJ energie.
2. Katalytický. Slúžia ako katalyzátory biochemických reakcií. Katalyzátory sú enzýmy. Enzýmy urýchľujú biochemické reakcie, ale nie sú súčasťou konečných produktov. Enzýmy sú prísne špecifické. Každý substrát má svoj vlastný enzým. Názov enzýmu zahŕňa názov substrátu a koncovku „ase“: maltáza, ribonukleáza. Enzýmy sú aktívne, keď určitú teplotu(35 - 45 °C).
3. Štrukturálne. Proteíny sú súčasťou membrán.
4. Doprava. Napríklad hemoglobín prenáša kyslík a CO 2 v krvi stavovcov.
5. Ochranný. Ochrana tela pred škodlivé účinky: tvorba protilátok.
6. Kontraktilné. V dôsledku prítomnosti aktínových a myozínových proteínov vo svalových vláknach dochádza k svalovej kontrakcii.
Nukleové kyseliny
Existujú dva typy nukleových kyselín: DNA(kyselina deoxyribonukleová) a RNA(ribonukleová kyselina). Monoméry nukleové kyseliny sú nukleotidy.
DNA (deoxyribonukleová kyselina). DNA nukleotid obsahuje jednu z dusíkatých báz: adenín (A), guanín (G), tymín (T) alebo cytozín (C) (obr. 32), sacharidovú deoxyribózu a zvyšok kyseliny fosforečnej. Molekula DNA je dvojitá špirála vytvorená podľa princípu komplementarity. Nasledujúce dusíkaté bázy sú v molekule DNA komplementárne: A = T; G = C. Dve skrutkovice DNA sú spojené vodíkovými väzbami (obr. 33).
Ryža. 32.Štruktúra nukleotidov.
Ryža. 33.Úsek molekuly DNA. Komplementárne spojenie nukleotidov rôznych reťazcov.
DNA je schopná samoduplikácie (replikácie) (obr. 34). Replikácia začína oddelením dvoch komplementárnych reťazcov. Každý reťazec sa používa ako templát na vytvorenie novej molekuly DNA. Enzýmy sa podieľajú na procese syntézy DNA. Každá z dvoch dcérskych molekúl nevyhnutne zahŕňa jednu starú špirálu a jednu novú. Nová molekula DNA je z hľadiska nukleotidovej sekvencie absolútne identická so starou molekulou. Tento spôsob replikácie zabezpečuje presnú reprodukciu informácie, ktorá bola zaznamenaná v materskej molekule DNA, v dcérskych molekulách.
Ryža. 34.Duplikácia molekuly DNA.
1 - templátová DNA;
2 - vytvorenie dvoch nových reťazcov na základe matrice;
3 - dcérske molekuly DNA.
Funkcie DNA:
1. Uchovávanie dedičných informácií.
2. Zabezpečenie prenosu genetickej informácie.
3. Prítomnosť v chromozóme ako štruktúrna zložka.
DNA sa nachádza v bunkovom jadre, ako aj v bunkových organelách, ako sú mitochondrie a chloroplasty.
RNA (ribonukleová kyselina). Existujú 3 typy ribonukleových kyselín: ribozomálny, transport A informačný RNA. Nukleotid RNA pozostáva z jednej z dusíkatých báz: adenínu (A), guanínu (G), cytozínu (C), uracilu (U), sacharidovej ribózy a zvyšku kyseliny fosforečnej.
Ribozomálna RNA (rRNA) v kombinácii s proteínom je súčasťou ribozómov. rRNA tvorí 80 % všetkej RNA v bunke. Syntéza bielkovín prebieha na ribozómoch.
Messenger RNA (mRNA) tvorí 1 až 10 % všetkej RNA v bunke. Štruktúra mRNA je komplementárna k časti molekuly DNA, nosič informácií o syntéze konkrétneho proteínu. Dĺžka mRNA závisí od dĺžky úseku DNA, z ktorého bola informácia načítaná. mRNA nesie informácie o syntéze proteínov z jadra do cytoplazmy do ribozómu.
Transfer RNA (tRNA) tvorí asi 10 % všetkej RNA. Má krátky reťazec nukleotidov v tvare trojlístka a nachádza sa v cytoplazme. Na jednom konci trojlístka je triplet nukleotidov (antikodón), ktorý kóduje špecifickú aminokyselinu. Na druhom konci je triplet nukleotidov, ku ktorým je pripojená aminokyselina. Každá aminokyselina má svoju vlastnú tRNA. tRNA transportuje aminokyseliny do miesta syntézy bielkovín, t.j. na ribozómy (obr. 35).
RNA sa nachádza v jadierku, cytoplazme, ribozómoch, mitochondriách a plastidoch.
ATP - kyselina adenazíntrifosforečná. Kyselina adenazíntrifosforečná (ATP) pozostáva z dusíkatej zásady - adenín, cukor - ribóza, A tri zvyšky kyseliny fosforečnej(obr. 36). Molekula ATP akumuluje veľké množstvo energie potrebnej na biochemické procesy prebiehajúce v bunke. K syntéze ATP dochádza v mitochondriách. Molekula ATP je veľmi nestabilná
aktívny a schopný odštiepiť jednu alebo dve fosfátové molekuly, čím sa uvoľní veľké množstvo energie. Väzby v molekule ATP sa nazývajú makroergické.
ATP → ADP + P + 40 kJ ADP → AMP + P + 40 kJ
Ryža. 35.Štruktúra tRNA.
A, B, C a D - oblasti komplementárneho spojenia v rámci jedného reťazca RNA; D - miesto (aktívne centrum) spojenia s aminokyselinou; E - miesto komplementárneho spojenia s molekulou.
Ryža. 36.Štruktúra ATP a jeho premena na ADP.
Otázky na sebaovládanie
1. Aké látky v bunke sú klasifikované ako anorganické?
2. Aké látky v bunke sú klasifikované ako organické?
3. Čo je monomérom sacharidov?
4. Akú štruktúru majú sacharidy?
5. Aké funkcie plnia sacharidy?
6. Čo je to monomér tukov?
7. Akú štruktúru majú tuky?
8. Aké funkcie plnia tuky?
9. Čo je to proteínový monomér? 10.Akú štruktúru majú bielkoviny? 11.Akú štruktúru majú bielkoviny?
12.Čo sa stane, keď molekula proteínu denaturuje?
13.Aké funkcie plnia proteíny?
14.Aké nukleové kyseliny sú známe?
15.Čo je to monomér nukleových kyselín?
16.Čo je súčasťou nukleotidu DNA?
17.Aká je štruktúra RNA nukleotidu?
18.Aká je štruktúra molekuly DNA?
19.Aké funkcie plní molekula DNA?
20. Aká je štruktúra rRNA?
21.Aká je štruktúra mRNA?
22.Aká je štruktúra tRNA?
23.Aké funkcie plnia ribonukleové kyseliny?
24.Aká je štruktúra ATP?
25.Aké funkcie plní ATP v bunke?
Kľúčové slová témy " Chemické zloženie bunky"
dusíkatý zásaditý albumín
aminokyselinová skupina
amfotérne zlúčeniny
antikodón
baktérie
veveričky
biologická aktivita biologický katalyzátor
biochemické reakcie
choroba
látok
druhová špecifickosť
vitamíny
voda
vodíkové väzby sekundárna štruktúra tvorba protilátok teplo galaktóza hexózy hemoglobín heparín
hydrofóbne zlúčeniny
glykogén
glykozidy
glykoproteíny
glycerol
globule
globulíny
glukózy
hormóny
guanín
dvojzávitnica deoxyribóza denaturácia disacharid
disociovaný stav
DNA
jednotka informácie živý organizmus živočích životná činnosť mastné kyseliny tukové tkanivo látky podobné tukom
nadmerný prísun živín
individuálna špecifickosť
Zdroj energie
kvapky
karboxylová skupina
kvalitná kyselina
kodón bunkovej steny
kolísanie teploty
množstvo
komplementárnosť
konečné produkty
kosti
škrob
laktóza
liečbe
lipoproteíny
makronutrientov
makroergické spojenia
maltóza
hmotnosť
bunková membrána
mikroelementy
minerálne soli
myozín
mitochondrie
molekula
mliečny cukor
monomér
monosacharid
mukopolysacharidy
mukoproteíny
dedičný nedostatok informácií
anorganické látky nervové tkanivo nukleové kyseliny nukleoproteíny metabolizmus nukleotidov metabolické procesy organické látky pentózy
peptidové väzby primárna štruktúra prenos kyslíka ovocie
podkožného tkaniva
polymérny polysacharid
polopriepustná membrána
objednať
strata
prienik vody
percent
radikálny
zničenie
kaz
solventný
rastlina
rozdeliť
kondenzačná reakcia
renaturácia
ribóza
ribonukleáza
ribozóm
RNA
cukor
zrážanie krvi
slobodný štát
viazaný stav
semená
Srdce
Syntézy bielkovín
vrstva
sliny
kontraktilné proteíny
štruktúru
substrát
tepelná vodivosť
tetróza tymín
tkanivová špecifickosť
terciárna štruktúra
trojlístok
triózy
trojčatá
uhľohydráty z trstinového cukru
ultramikroelementy
uracil
zápletka
enzýmy
fibrinogén
vzorec
kyselina fosforečná fotosyntéza fruktózová funkcia
chemické prvky
chloroplasty
chromozóm
celulóza
reťaz
cytozín
cytoplazme
guľa kvartérnej štruktúry
štítnej žľazy
prvkov
jadro
