Orgaaninen aine solussa Ne muodostavat 20-30 % solumassasta. Näitä ovat biopolymeerit - proteiinit, nukleiinihapot, hiilihydraatit, rasvat, ATP jne. Erityyppiset solut sisältävät erilaisia määriä orgaanisia yhdisteitä. Monimutkaiset hiilihydraatit hallitsevat kasvisoluissa, proteiinit ja rasvat eläimissä. Siitä huolimatta jokainen orgaanisten aineiden ryhmä minkä tahansa tyyppisissä soluissa suorittaa seuraavia tehtäviä: tuottaa energiaa, on rakennusmateriaali, kuljettaa tietoa jne. Oravat. Solun orgaanisista aineista proteiinit ovat määrältään ja arvoltaan ensimmäisellä sijalla. Eläimillä ne muodostavat 50 % solun kuivamassasta. Ihmiskehossa on monenlaisia proteiinimolekyylejä, jotka eroavat toisistaan ja muiden organismien proteiineista.Valtavasta monimuotoisuudesta ja rakenteen monimutkaisuudesta huolimatta proteiinit rakentuvat 20 aminohaposta: Aminohapoilla on amfoteerisia ominaisuuksia, joten he ovat vuorovaikutuksessa keskenään: 
Peptidisidos:
Yhdistettynä molekyylit muodostavat: dipeptidin, tripeptidin tai polypeptidin. Se on 20 tai useamman aminohapon yhdiste. Aminohappojen muuntumisjärjestys molekyylissä on monipuolisin. Se mahdollistaa olemassaolon 
muunnelmia, jotka eroavat proteiinimolekyylien vaatimuksesta ja ominaisuuksista. Aminohappojen sekvenssiä molekyylissä kutsutaan rakenteeksi. Ensisijainen - lineaarinen. Toissijainen - spiraali. Tertiääriset pallot. Kvaternaari - pallosten yhdistys (hemoglobiini). Molekyylin rakenteellisen organisoinnin menetystä kutsutaan denaturaatioksi. Se johtuu lämpötilan, pH:n ja säteilyn muutoksesta. Pienellä iskulla molekyyli voi palauttaa ominaisuutensa. Sitä käytetään lääketieteessä (antibiootit). Proteiinien tehtävät solussa vaihtelevat. Tärkeintä on rakentaminen. Proteiinit osallistuvat kaikkien solukalvojen muodostumiseen organelleissa. Katalyyttinen toiminta on erittäin tärkeä - kaikki entsyymit ovat proteiineja. Motorisen toiminnan tarjoavat supistuvat proteiinit. Kuljetus - koostuu kemiallisten elementtien kiinnittämisestä ja siirtämisestä kudoksiin. Suojaustoiminnon tarjoavat erityiset proteiinit - leukosyyteissä muodostuneet vasta-aineet. Proteiinit toimivat energianlähteenä - kun 1 g proteiinia hajoaa täydellisesti, vapautuu 11,6 kJ. Hiilihydraatit. Nämä ovat hiilen, vedyn ja hapen yhdisteitä. sokerit edustavat. Solu sisältää jopa 5 %. Rikkaimmat - kasvisolut - jopa 90% massasta (perunat, riisi). Ne on jaettu yksinkertaisiin ja monimutkaisiin. Yksinkertainen - monosokeri (glukoosi) C 6 H 12 O 6, rypälesokeri, fruktoosi. Disahara - (sakkaroosi) C] 2 H 22 O 11 juurikas- ja ruokosokeri. Polysokeri (selluloosa, tärkkelys) (C 6 H 10 O 5) n. Hiilihydraatit suorittavat pääasiassa rakennus- ja energiatoimintoja. Kun 1 g hiilihydraattia hapetetaan, vapautuu 17,6 kJ. Tärkkelys ja glykogeeni toimivat solun energiavarastona. Lipidit. Nämä ovat solun rasvoja ja rasvan kaltaisia aineita. Ne ovat glyserolin ja korkean molekyylipainon tyydyttyneiden ja tyydyttymättömien happojen estereitä. Ne voivat olla kiinteitä ja nestemäisiä öljyjä. Kasvit sisältävät siemenissä 5-15 % kuiva-aineesta. Päätoiminto on energia - kun 1 g rasvaa halkeaa, vapautuu 38,9 kJ. Rasvat ovat ravintoaineiden varastoja. Rasvat suorittavat rakennustehtävän, ovat hyvä lämmöneriste. Nukleiinihapot. Nämä ovat monimutkaisia orgaanisia yhdisteitä. Ne koostuvat C, H 2, O 2, N 2, P. Sisältyy ytimiin ja sytoplasmaan. 
a) DNA on biologinen polynukleotidi, joka koostuu kahdesta nukleotidiketjusta. Nukleotidit - koostuvat 4 typpiemäksestä: 2 puriinista - adeniini ja valiini, 2 pyrimediinit sytosiini ja guaniini sekä sokeri - deoksiriboosista ja fosforihappojäännöksestä. Jokaisessa ketjussa nukleotidit on yhdistetty kovalenttisilla sidoksilla. Nukleotidiketjut muodostavat helikkejä. Proteiineja täynnä oleva DNA-heliksi muodostaa rakenteen - kromosomin. b) RNA on polymeeri, jonka monomeerit ovat DNA:ta lähellä olevia nukleotideja, typpipitoisia emäksiä - A, G, C. Tymiinin sijasta on Uration. RNA:n hiilihydraatti on riboosi, siinä on jäännös fosforihappoa.
Kaksijuosteiset RNA:t ovat geneettisen tiedon kantajia. Yksijuosteinen - kuljettaa tietoa proteiinin aminohapposekvenssistä. Yksijuosteisia RNA:ita on useita: - Ribosomaalinen - 3-5 tuhatta nukleotidia; - Tiedot - 300-30000 nukleotidia; - Kuljetus - 76-85 nukleotidia. Proteiinisynteesi suoritetaan ribosomeissa kaikentyyppisten RNA:iden osallistuessa.
Kontrollikysymykset
1. Solu - organismi vai sen osa? 2. Solujen peruskoostumus. 3. Vesi ja kivennäisaineet. 4. Solun orgaaniset aineet. 5. Proteiinit. 6. Hiilihydraatit, rasvat. 7. DNA. 8. RNA.
Aihe 2.2 Solun rakenne ja toiminnot
Kontrollikysymykset
1. Mitä tarkoitetaan soluorganisaatiotasolla? 2. Prokaryoottien ja eukaryoottien ominaisuudet. 3. Prokaryoottien rakenne. 4. Prokaryoottien morfologia. 5. Eukaryoottien rakenne. 6. Ytimen rakenne ja toiminnot. 7. Karyotyyppi ja sen ominaisuudet. 8. Tuman rakenne ja toiminnot. Aihe 2.2.1 Golgi-kompleksi, lysosomit, mitokondriot,
ribosomit, solukeskus; liikeorganellit
Sytoplasma- Tämä on solun sisäinen puolinesteympäristö, jossa kaikki biokemialliset prosessit tapahtuvat. Se sisältää rakenteita - organoideja ja kommunikoi niiden välillä. Organelleilla on säännöllisiä rakenteellisia ja käyttäytyviä piirteitä solujen eri elämänjaksoina ja ne suorittavat tiettyjä toimintoja. Kaikille soluille on ominaista organelleja - mitokondriot, solukeskus, Golgin laite, ribosomit, ER, lysosomit. Liikeorganellit - flagellat ja värekarvot ovat ominaisia yksisoluisille organismeille. Sytoplasmaan kertyy erilaisia aineita - sulkeumia. Nämä ovat pysyviä rakenteita, jotka syntyvät elämän prosessissa. Tiheät sulkeumat ovat rakeita, nestesulkeumat tyhjiöitä. Niiden koon määrää solujen elintärkeä aktiivisuus. Solun rakenteellisen organisaation perusta on rakenteen membraaniperiaate. Tämä tarkoittaa, että solu koostuu pääasiassa kalvoista. Kaikilla kalvoilla on samanlainen rakenne. Hyväksyttynä mallina pidetään nestemosaiikkirakennetta: kalvo muodostuu kahdesta lipidirivistä, joihin proteiinimolekyylit ovat upotettuina eri syvyyksillä. Ulompi sytoplasminen kalvo Sitä esiintyy kaikissa soluissa ja se erottaa sytoplasman ulkoisesta ympäristöstä muodostaen solun pinnan. Solun pinta on heterogeeninen, sen fysiologiset ominaisuudet ovat erilaisia. Solulla on korkea lujuus ja elastisuus. Sytoplasmisessa kalvossa on huokosia, joiden läpi ainemolekyylit kulkevat. Aineiden pääsy soluun on energiaa vaativa prosessi. Solukalvolla on puoliläpäisevyysominaisuus. Puoliläpäisevyyden mekanismi on osmoosi. Osmoosin lisäksi kemikaaleja ja kiinteitä aineita voivat päästä soluun ulkonemien takia - nämä ovat pinosetoosi ja fagosytoosi. Sytoplasminen kalvo tarjoaa myös viestintää solujen välillä monisoluisten organismien kudoksissa lukuisten laskosten ja kasvun ansiosta.Orgaaniset aineet, jotka muodostavat solun.
Orgaaniset yhdisteet muodostavat keskimäärin 20-30 % elävän organismin solumassasta. Näitä ovat biologiset polymeerit - proteiinit, nukleiinihapot ja hiilihydraatit sekä rasvat ja monet pienet molekyylit - hormonit, pigmentit, ATP ja monet muut. Erityyppiset solut sisältävät erilaisia määriä orgaanisia yhdisteitä. Kasvisoluja hallitsevat monimutkaiset hiilihydraatit - polysakkaridit; eläimissä - enemmän proteiineja ja rasvoja. Siitä huolimatta jokainen orgaanisten aineiden ryhmä minkä tahansa tyyppisissä soluissa suorittaa samanlaisia toimintoja.
Oravat. Solun orgaanisista aineista proteiinit ovat ensimmäisellä sijalla sekä määrällisesti että arvoltaan. Eläimillä ne muodostavat noin 50 % solun kuivamassasta. Ihmiskehossa on 5 miljoonaa tyyppiä proteiinimolekyylejä, jotka eroavat paitsi toisistaan myös muiden organismien proteiineista.
Huolimatta rakenteen monimutkaisuudesta ja monimutkaisuudesta, ne on rakennettu vain 20 erilaisesta aminohaposta.
Elävistä organismeista - eläimistä, kasveista ja mikro-organismeista - eristetyt proteiinit sisältävät useita satoja ja joskus tuhansia 20 emäksisen aminohapon yhdistelmiä. Niiden vuorottelujärjestys on monipuolisin, mikä mahdollistaa valtavan määrän proteiinimolekyylejä, jotka eroavat toisistaan. Esimerkiksi proteiinille, joka koostuu vain 20 aminohappotähteestä, noin 21018 varianttia on teoriassa mahdollista, jotka eroavat aminohappojen vuorottelun ja siten erilaisten proteiinimolekyylien ominaisuuksien suhteen. Polypeptidiketjun aminohapposekvenssiä kutsutaan proteiinin primäärirakenteeksi. Proteiinimolekyyli aminohappoketjun muodossa, joka on kytketty sarjaan peptidisidoksilla, ei kuitenkaan vielä pysty suorittamaan tiettyjä toimintoja. Tämä edellyttää korkeampaa rakenteellista organisaatiota. Muodostamalla vetysidoksia eri aminohappojen karboksyyli- ja aminoryhmien välille, proteiinimolekyyli saa spiraalin muodon. Tämä on proteiinin toissijainen rakenne. Mutta useinkaan ei riitä tunnusomaisen toiminnan hankkiminen. Vain molekyyli, jolla on tertiäärinen rakenne, voi toimia katalyyttinä tai minkä tahansa muuna. Tertiäärinen rakenne muodostuu radikaalien, erityisesti rikkiä sisältävien aminohappokysteiinin radikaalien, vuorovaikutuksesta. Kahden aminohapon rikkiatomit, jotka sijaitsevat tietyllä etäisyydellä toisistaan polypeptidiketjussa, ovat yhteydessä toisiinsa muodostaen ns. disulfidisidoksen eli 5-3 sidosta. Näiden vuorovaikutusten sekä muiden vähemmän vahvojen sidosten vuoksi proteiinikierre kiertyy ja on pallo tai pallomainen muoto. Menetelmää polypeptidiheliksien laskostamiseksi palloiksi kutsutaan proteiinin tertiaarirakenteeksi. Monet tertiäärisen rakenteen omaavat proteiinit voivat täyttää biologisen roolinsa solussa. Jotkut kehon toiminnot edellyttävät kuitenkin proteiinien osallistumista vieläkin korkeammalla organisoitumistasolla. Tällaista organisaatiota kutsutaan kvaternaarirakenteeksi. Se on useiden (kahden, kolmen tai useamman) proteiinimolekyylin toiminnallinen assosiaatio tertiäärisen organisaation kanssa. Esimerkki tällaisesta monimutkaisesta proteiinista on hemoglobiini. Sen molekyyli koostuu neljästä toisiinsa kytketystä molekyylistä.
Proteiinimolekyylin rakenteellisen organisaation menetystä kutsutaan denaturaatioksi.
Denaturoituminen voi johtua lämpötilan muutoksista, kuivumisesta, altistumisesta röntgensäteille ja muista vaikutuksista. Ensin tuhotaan heikoin rakenne, kvaternaari, sitten tertiäärinen, toissijainen ja vaikeimmissa olosuhteissa primäärinen. Jos ympäristöolosuhteiden muutos ei johda molekyylin primäärirakenteen tuhoutumiseen, niin normaalien ympäristöolosuhteiden palautuessa myös proteiinin rakenne luodaan kokonaan uudelleen. Tätä prosessia kutsutaan renaturaatioksi. Tätä proteiinien ominaisuutta palauttaa kokonaan kadonnut rakenne käytetään laajalti lääke- ja elintarviketeollisuudessa tiettyjen lääkevalmisteiden, kuten antibioottien, valmistukseen, jotta saadaan elintarviketiivisteitä, jotka säilyttävät ravitsemukselliset ominaisuutensa pitkään kuivattaessa.
Proteiinien tehtävät solussa ovat erittäin monipuoliset. Yksi tärkeimmistä on rakennustoiminto: proteiinit osallistuvat kaikkien solukalvojen ja soluorganellien sekä solunulkoisten rakenteiden muodostumiseen. Proteiinien katalyyttinen rooli on poikkeuksellisen tärkeä. Kaikki entsyymit ovat proteiiniluonteisia aineita, ne nopeuttavat solussa tapahtuvia kemiallisia reaktioita kymmeniä ja satoja tuhansia kertoja.
Elävien organismien motorisen toiminnan tarjoavat erityiset supistuvat proteiinit. Nämä proteiinit osallistuvat kaikenlaisiin liikkeisiin, joihin solut ja organismit pystyvät: värekkojen välkkyminen ja siipien lyöminen alkueläimissä, lihasten supistaminen monisoluisissa eläimissä, lehtien liikkuminen kasveissa jne.
Proteiinien kuljetustehtävä on kiinnittää kemiallisia alkuaineita (esim. happea) tai biologisesti aktiivisia aineita (hormoneja) ja siirtää niitä kehon eri kudoksiin ja elimiin.
Kun vieraita proteiineja tai mikro-organismeja tulee kehoon, valkosolut - leukosyytit - muodostavat erityisiä proteiineja - vasta-aineita. Ne sitovat ja neutraloivat aineita, jotka eivät ole keholle ominaisia - tämä on suojatoiminto.
Proteiinit toimivat myös yhtenä energianlähteenä solussa, eli ne suorittavat energiatoimintoa. Kun 1 g proteiinia hajoaa täydellisesti, vapautuu 17,6 kJ energiaa.
Hiilihydraatit. Hiilihydraatit tai sakkaridit ovat orgaanisia aineita. Useimmissa hiilihydraateissa on kaksi kertaa enemmän vetyatomeja kuin happiatomeissa. Siksi näitä aineita kutsuttiin hiilihydraateiksi.
Eläinsolussa hiilihydraatteja on enintään 1-2, joskus 5 %. Kasvisolut ovat rikkaimpia hiilihydraatteja, joissa niiden pitoisuus saavuttaa joissain tapauksissa 90 % kuivamassasta (perunan mukulat, siemenet jne.).
Hiilihydraatit ovat yksinkertaisia ja monimutkaisia. Yksinkertaisia hiilihydraatteja kutsutaan monosakkarideiksi. Molekyylissä olevien hiiliatomien lukumäärästä riippuen monosakkarideja kutsutaan triooseiksi - 3 atomia, tetrooseiksi - 4, pentooseiksi - 5 ja heksooseiksi - 6 hiiliatomia. Kuuden hiilen monosakkarideista - heksoosit - tärkeimmät ovat glukoosi, fruktoosi ja galaktoosi. Veressä on glukoosia (0,1-0,12 %). Pentoosit - riboosi ja deoksiriboosi - ovat osa nukleiinihappoja ja ATP:tä. Jos kaksi monosakkaridia yhdistyy yhteen molekyyliin, tällaista yhdistettä kutsutaan disakkaridiksi. Ruokasokeri, joka saadaan ruo'osta tai sokerijuurikkaasta, koostuu yhdestä glukoosimolekyylistä ja yhdestä fruktoosimolekyylistä, maitosokerista - glukoosista ja galaktoosista.
Monien monosakkaridien muodostamia monimutkaisia hiilihydraatteja kutsutaan polysakkarideiksi. Tällaisten polysakkaridien, kuten tärkkelyksen, glykogeenin, selluloosan, monomeeri on glukoosi.
Hiilihydraatit suorittavat kaksi päätehtävää: rakentaminen ja energia. Esimerkiksi selluloosa muodostaa kasvisolujen seinämät; monimutkainen polysakkaridikitiini on niveljalkaisten ulkoisen luuston päärakennekomponentti. Kitiinin rakennustehtävä suoritetaan myös sienissä. Hiilihydraatit ovat solun pääasiallinen energialähde. Hapetusprosessissa 1 g hiilihydraatteja vapauttaa 17,6 kJ. Kasveissa oleva tärkkelys ja soluihin kertynyt glykogeeni eläimissä toimivat energiavarastona.
Rasvat ja lipoidit. Rasvat (lipidit) ovat molekyylipainoltaan suurien rasvahappojen ja kolmiarvoisen alkoholin glyserolin yhdisteitä. Rasvat eivät liukene veteen - ne ovat hydrofobisia. Soluissa on aina muita monimutkaisia hydrofobisia rasvan kaltaisia aineita, joita kutsutaan lipoideiksi.
Yksi rasvojen päätehtävistä on energia. 1 gramman rasvan hajoamisen aikana vapautuu suuri määrä energiaa - 38,9 kJ. Rasvapitoisuus solussa vaihtelee välillä 5-15 % kuiva-ainemassasta. Rasvakudossoluissa rasvan määrä kasvaa 90 prosenttiin. Eläinten rasvakudoksen soluihin, kasvien siemeniin ja hedelmiin kerääntyvä rasva toimii varaenergian lähteenä.
Rasvat ja lipoidit suorittavat myös rakennustehtävän, ne ovat osa solukalvoja. Huonosta lämmönjohtavuudesta johtuen rasva pystyy toimimaan lämmöneristeenä. Joillakin eläimillä (hylkeet, valaat) se kertyy ihonalaiseen rasvakudokseen, joka valaissa muodostaa jopa 1 m paksuisen kerroksen. Joidenkin lipoidien muodostuminen edeltää useiden hormonien synteesiä. Näin ollen näillä aineilla on myös aineenvaihduntaprosesseja säätelevä tehtävä.
Nukleiinihapot. Nukleiinihappojen arvo solussa on erittäin korkea. Niiden kemiallisen rakenteen erityispiirteet tarjoavat mahdollisuuden tallentaa, siirtää ja siirtää periytyvästi tytärsoluille tietoa kussakin kudoksessa syntetisoituvien proteiinimolekyylien rakenteesta tietyssä yksilön kehitysvaiheessa. Koska suurin osa solujen ominaisuuksista ja ominaisuuksista johtuu proteiineista, on selvää, että nukleiinihappojen stabiilius on tärkein edellytys solujen ja kokonaisten organismien normaalille toiminnalle. Kaikki muutokset nukleiinihappojen rakenteessa aiheuttavat muutoksia solujen rakenteessa tai niissä olevien fysiologisten prosessien aktiivisuudessa, mikä vaikuttaa elinkelpoisuuteen. Amerikkalaisen biologin Watsonin ja englantilaisen fyysikon Crickin ensimmäisenä perustama nukleiinihappojen rakenteen tutkimus on äärimmäisen tärkeä, jotta voidaan ymmärtää ominaisuuksien periytymistä organismeissa ja sekä yksittäisten solujen että solujärjestelmien – kudosten ja kudosten – toimintamalleja. elimiä.
Nukleiinihappoja on kahta tyyppiä: DNA ja RNA. DNA (deoksiribonukleiinihappo) on biologinen polymeeri, joka koostuu kahdesta toisiinsa kytketystä polynukleotidiketjusta. Monomeerit, jotka muodostavat kunkin DNA-ketjun, ovat monimutkaisia orgaanisia yhdisteitä, mukaan lukien typpipitoiset emäkset - adeniini (A) tai tymiini (T), sytosiini (C) tai guaniini (G); viiden atomin sokeripentoosi - deoksiriboosi, jonka mukaan itse DNA:n nimi sekä fosforihappojäännös nimettiin. Näitä yhdisteitä kutsutaan nukleotideiksi. Kussakin juosteessa nukleotidit liittyvät yhteen muodostaen kobolttisidoksia yhden nukleotidin deokariboosin ja toisen fosforihappotähteen välille. Nukleotideja voidaan yhdistää vain pareittain: yhden polynukleotidiketjun typpipitoinen emäs A on aina yhdistetty kahdella vetysidoksella vastakkaisen polynukleotidiketjun typpipitoiseen emäkseen T ja G kolmella vetysidoksella C:n kanssa. Tämä kyky yhdistää selektiivisesti nukleotideja , mikä johtaa parien A-T ja G-C muodostumiseen, kutsutaan komplementaariseksi.
RNA (ribonukleiinihappo), kuten DNA, on polymeeri, jonka monomeerit ovat nukleotideja. Kolmen nukleotidin typpipitoiset emäkset ovat samat kuin ne, jotka muodostavat DNA:n (adeniini, guaniini, sytosiini), neljäs - ura-cil - on läsnä RNA-molekyylissä tymiinin sijasta. RNA-nukleotidit eroavat DNA-nukleotideista hiilihydraattinsa rakenteessa: ne sisältävät toisen pentoosin - riboosin (deoksiriboosin sijaan). RNA-ketjussa nukleotidit liittyvät yhteen muodostamalla kovalenttisia sidoksia yhden nukleotidin deoksiriboosin ja toisen fosforihappotähteen välille.
RNA:t kuljettavat tietoa proteiinien aminohapposekvenssistä eli proteiinien rakenteesta kromosomeista niiden synteesikohtaan ja osallistuvat proteiinisynteesiin.
RNA:ta on useita tyyppejä. Heidän nimensä johtuvat niiden tehtävästä tai sijainnista solussa. Suurin osa sytoplasmisesta RNA:sta (jopa 80-90 %) on ribosomien sisältämää ribosomaalista RNA:ta (rRNA). rRNA-molekyylit ovat suhteellisen pieniä ja koostuvat 3-5 tuhannesta nukleotidistä. Toinen RNA-tyyppi on informaatio-RNA (mRNA), joka kuljettaa ribosomeihin tietoa syntetisoitavien proteiinien aminohapposekvenssistä. Näiden RNA:iden koko riippuu sen DNA-segmentin pituudesta, josta ne syntetisoitiin. mRNA-molekyylit voivat koostua 300-30 000 nukleotidista. Transport P/-//((tRNA) sisältää 76-85 nukleotidia ja suorittaa useita tehtäviä. Ne kuljettavat aminohappoja proteiinisynteesikohtaan, "tunnistavat" (komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti) siirrettyä aminoa vastaavan mRNA-tripletin happo, suorittaa aminohapon tarkka orientaatio ribosomissa.
Ja 33 katso 31.
Vastauksia koulun oppikirjoihin
Elävästä luonnosta löytyvät alkuaineet ovat laajalti levinneet myös elottomaan luontoon - ilmakehään, veteen ja maankuoreen. Ei ole olemassa sellaisia elementtejä, joita löydettäisiin yksinomaan elävistä organismeista. Mutta kemiallisten alkuaineiden suhde, niiden osuus elävän organismin ja elottoman kehon muodostavien aineiden muodostumiseen, eroavat jyrkästi. Elävässä organismissa suurin osa alkuaineista on kemiallisten yhdisteiden muodossa - veteen liuenneita aineita. Vain elävät organismit sisältävät orgaanisia aineita: proteiineja, rasvoja, hiilihydraatteja ja nukleiinihappoja.
2. Onko kasvi- ja eläinsolujen kemiallinen koostumus samanlainen?
Kasvi- ja eläinsolujen kemiallinen koostumus on samanlainen. Kaikki elävät organismit koostuvat samoista alkuaineista, epäorgaanisista ja orgaanisista yhdisteistä. Eri solujen eri elementtien sisältö vaihtelee kuitenkin. Jokainen solutyyppi sisältää eri määrän tiettyjä orgaanisia molekyylejä. Monimutkaiset hiilihydraatit (kuitu, tärkkelys) hallitsevat kasvisoluissa, kun taas eläimissä proteiineja ja rasvoja on enemmän. Jokainen orgaanisten aineiden ryhmä (proteiinit, hiilihydraatit, rasvat, nukleiinihapot) minkä tahansa tyyppisissä soluissa suorittaa omat tehtävänsä (nukleiinihappo - perinnöllisten tietojen varastointi ja siirto, hiilihydraatit - energia jne.).
3. Listaa elävissä organismeissa yleisimmät alkuaineet.
Solu sisältää noin 80 kemiallista alkuainetta. Riippuen siitä, kuinka monta kemiallista alkuainetta on elävän organismin muodostavien aineiden koostumuksessa, on tapana erottaa useita niiden ryhmiä. Yhden ryhmän muodostaa neljä alkuainetta, jotka muodostavat noin 98 % solun massasta: happi, vety, hiili ja typpi. Niitä kutsutaan makroravintoaineiksi. Nämä ovat kaikkien orgaanisten yhdisteiden hallitsevia aineosia.
Toiseen ryhmään kuuluvat rikki ja fosfori, kalium ja natrium, kalsium ja magnesium, mangaani, rauta ja kloori. Niitä löytyy soluista pienempiä määriä (prosentin kymmenesosia ja sadasosia). Jokainen niistä suorittaa tärkeän tehtävän solussa. Esimerkiksi kalsium ja fosfori osallistuvat luukudoksen muodostumiseen ja määrittävät luun vahvuuden. Rauta on osa hemoglobiinia, punasolujen (erytrosyyttien) proteiinia, joka osallistuu hapen siirtoon keuhkoista kudoksiin.
4. Mitkä aineet ovat orgaanisia?
Orgaanisia aineita ovat proteiinit, nukleiinihapot, rasvat, hiilihydraatit sekä hormonit, pigmentit, ATP ja joitain muita, jotka muodostavat keskimäärin 20-30 % elävän organismin solumassasta.
5. Mikä on proteiinien rooli solussa?
Solun orgaanisista aineista proteiinit ovat ensimmäisellä sijalla sekä määrällisesti että arvoltaan. Eläimillä ne muodostavat noin 50 % solun kuivamassasta.
Proteiinien rooli solussa on erittäin suuri ja monipuolinen. Yksi proteiinien tärkeimmistä tehtävistä on rakentaminen: proteiinit osallistuvat kalvojen ja ei-kalvoorganellien muodostumiseen. Toinen toiminto on myös tärkeä - katalyyttinen: tietyt proteiinit nopeuttavat solussa tapahtuvia kemiallisia reaktioita kymmeniä ja satoja tuhansia kertoja.
Kehon motorisen toiminnan tarjoavat supistuvat proteiinit. Nämä proteiinit osallistuvat kaikenlaisiin liikkeisiin, joihin eläinsolut ja organismit pystyvät.
Proteiinien kuljetustehtävä on kiinnittää kemiallisia alkuaineita (esim. happea) tai biologisesti aktiivisia aineita (hormoneja) ja siirtää niitä kehon eri kudoksiin ja elimiin.
Kun vieraita proteiineja tai mikro-organismeja tulee kehoon, valkosoluissa (leukosyyteissä) muodostuu erityisiä proteiineja - vasta-aineita. Ne sitovat ja neutraloivat keholle epätavallisia aineita. Tämä on proteiinien suojaava tehtävä.
Proteiinit toimivat myös yhtenä energianlähteenä solussa, eli ne suorittavat energiatoimintoa.
6. Mitkä aineet ovat pääasiallinen energianlähde?
Pääasiallinen energianlähde eläinten ja kasvien soluissa ovat hiilihydraatit. Näitä ovat glukoosi, sakkaroosi, kuitu, tärkkelys jne. Glukoosia "polttamalla" elimistö saa tarvittavan energian siinä tapahtuviin aineenvaihduntaprosesseihin. Elävät organismit voivat varastoida hiilihydraatteja tärkkelyksen (kasveissa) ja glykogeenin (eläimissä ja sienissä) muodossa. Perunan mukuloissa tärkkelys voi muodostaa jopa 80 % massasta, ja eläimillä on erityisen paljon hiilihydraatteja maksasoluissa ja lihaksissa - jopa 5 %.
Hiilihydraatit suorittavat myös muita tehtäviä, kuten tukea ja suojaa. Kuitu on osa puuta, kitiini muodostaa hyönteisten, äyriäisten ja muiden niveljalkaisten ulkorungon.
7. Kuvaile rasvojen roolia kehossa.
Rasvat suorittavat kehossa useita toimintoja, esimerkiksi ne toimivat varaenergian lähteenä. Ne antavat keholle jopa 30 % kaikesta sen tarvitsemasta energiasta. Ne suorittavat myös rakennustehtävän, koska ne ovat olennainen komponentti solu- ja tumakalvojen koostumuksessa. Joissakin eläimissä rasvat kerääntyvät suuria määriä ja toimivat lämmöneristeenä, eli ne suojaavat kehoa lämpöhäviöltä (esimerkiksi valaissa rasvakerroksen paksuus saavuttaa 1 m).
Rasvoilla on suuri merkitys myös sisäisenä vesivarannona: 1 kg:n rasvaa hajoamisen seurauksena muodostuu jopa 1,1 kg vettä. Tämä on erittäin tärkeää lepotilassa oleville eläimille - maa-oraville, murmeleille: ihonalaisten rasvavarantojensa vuoksi he eivät voi juoda tällä hetkellä enintään kahteen kuukauteen. Aavikon ylitysten aikana kamelit jäävät juomatta jopa kaksi viikkoa - ne ottavat kehon tarvitseman veden kyhmyistään - rasvasäiliöistä.
8. Mikä on veden rooli solussa?
Elävien organismien yleisin epäorgaaninen yhdiste on vesi. Sen pitoisuus vaihtelee suuresti: hammaskiilteen soluissa - noin 10% ja kehittyvän alkion soluissa - yli 90%. Keskimäärin vesi muodostaa monisoluisessa organismissa noin 80 % kehon painosta. Ensinnäkin vesi määrittää solun fysikaaliset ominaisuudet, sen tilavuuden, elastisuuden. Vesiympäristössä tapahtuu lukuisia kemiallisia reaktioita, koska vesi on hyvä liuotin. Ja vesi itse osallistuu moniin kemiallisiin muutoksiin.
Vesi auttaa poistamaan elimistöstä aineenvaihdunnasta johtuvia tarpeettomia ja haitallisia aineita (eritystoiminto), edistää hapen, hiilidioksidin ja ravinteiden liikkumista koko kehossa (kuljetustoiminto).
Vedellä on hyvä lämmönjohtavuus ja korkea lämpökapasiteetti. Kun ympäristön lämpötila muuttuu, vesi imee tai vapauttaa lämpöä. Tämän seurauksena lämpötila kennon sisällä pysyy muuttumattomana tai sen vaihtelut ovat paljon pienempiä kuin solua ympäröivässä ympäristössä (lämmönsäätötoiminto).
9. Nimeä tuntemasi hiilihydraatit.
Hiilihydraatteja ovat seuraavat luonnolliset orgaaniset yhdisteet: glukoosi, fruktoosi, sakkaroosi, maltoosi, laktoosi, kitiini, tärkkelys, glykogeeni ja selluloosa.
10. Mikä rooli nukleiinihapoilla on solussa?
Nukleiinihapot ovat vastuussa perinnöllisten ominaisuuksien säilymisestä ja siirtymisestä vanhemmilta jälkeläisille. Ne ovat osa kromosomeja - erityisiä rakenteita, jotka sijaitsevat solun ytimessä. Nukleiinihappoja löytyy myös sytoplasmasta ja sen organelleista.
11. Mikä on elävien organismien kemiallinen koostumus?
Elävien organismien yleisimmät alkuaineet ovat happi, hiili, vety ja typpi. Elävien organismien koostumus sisältää orgaanisia aineita (proteiinit, rasvat, hiilihydraatit, nukleiinihapot) ja epäorgaanisia aineita (vesi, mineraalisuolat).
Orgaaniset yhdisteet muodostavat keskimäärin 20-30 % elävän organismin solumassasta. Näitä ovat biologiset polymeerit - proteiinit, nukleiinihapot ja hiilihydraatit sekä rasvat ja monet pienet molekyylit - hormonit, pigmentit, ATP ja monet muut.
Erityyppiset solut sisältävät erilaisia määriä orgaanisia yhdisteitä. Kasvisoluissa monimutkaiset hiilihydraatit - polysakkaridit hallitsevat, eläimissä - enemmän proteiineja ja rasvoja. Jokainen orgaanisten aineiden ryhmä minkä tahansa tyyppisissä soluissa suorittaa kuitenkin samanlaisia toimintoja.
Proteiinit ovat pääsääntöisesti tehokkaita erittäin spesifisiä entsyymejä ja säätelevät solun aineenvaihduntaa.
Nukleiinihapot toimivat perinnöllisen tiedon säilyttäjinä. Lisäksi nukleiinihapot säätelevät sopivien entsyymiproteiinien muodostumista oikeaan määrään ja oikeaan aikaan.
Lipidit . Eläviä organismeja muodostavista pienimolekyylisistä orgaanisista yhdisteistä tärkeä rooli on lipideillä, joita ovat rasvat, vahat ja erilaiset rasvan kaltaiset aineet. Nämä ovat hydrofobisia yhdisteitä, jotka eivät liukene veteen. Tyypillisesti solun kokonaislipidipitoisuus vaihtelee välillä 5–15 % kuiva-ainemassasta.
Kuitenkin ihonalaisen rasvakudoksen soluissa niiden määrä nousee 90 prosenttiin.
Neutraalit rasvat ovat laajalle levinneitä luonnossa, jotka ovat korkeamolekyylipainoisten rasvahappojen ja kolmiarvoisen alkoholin glyserolin yhdisteitä.
Neutraalin rasvamolekyylin malli (A) ja rakennekaavio (B).
Solujen sytoplasmaan neutraalit rasvat kerääntyvät rasvapisaroiden muodossa.
Rasvat ovat energian lähde. Kun 1 g rasvaa hapetetaan hiilidioksidiksi ja vedeksi, vapautuu 38,9 kJ energiaa (kun 1 g glukoosia hapetetaan, vain 17 kJ).
Rasvat toimivat aineenvaihduntaveden lähteenä, 1 g:sta rasvaa muodostuu 1,1 g vettä. Rasvavarojaan käyttämällä kamelit tai talvehtineet maa-oravat pärjäävät ilman vettä pitkään.
Rasvat kertyvät pääasiassa rasvakudossoluihin. Tämä kudos toimii kehon energiavarastona, suojaa sitä lämpöhäviöltä ja suorittaa suojaavaa toimintaa. Selkärankaisten sisäelinten väliseen ruumiinonteloon muodostuu elastisia rasvatyynyjä, jotka suojaavat elimiä vaurioilta, ja ihonalainen rasvakudos muodostaa lämpöä eristävän kerroksen.
vahat - muoviaineet, joilla on vettä hylkiviä ominaisuuksia. Hyönteisissä ne toimivat materiaalina hunajakennojen rakentamiseen. Lehtien, varsien ja hedelmien pinnalla oleva vahapinnoite suojaa kasveja mekaanisilta vaurioilta, ultraviolettisäteilyltä ja sillä on tärkeä rooli vesitasapainon säätelyssä.
Yhtä tärkeitä kehossa ovat rasva-aineet.
Tämän ryhmän edustajat - fosfolipidit - muodostavat kaikkien biologisten kalvojen perustan. Fosfolipidit ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin rasvat, mutta niiden molekyylissä yksi tai kaksi rasvahappotähdettä on korvattu fosforihappotähteellä.
Tärkeä rooli kaikkien elävien organismien, erityisesti eläinten, elämässä on rasvan kaltaisella aineella - kolesteroli. Lisämunuaisten kortikaalisessa kerroksessa, sukurauhasissa ja istukassa muodostuu siitä steroidihormoneja (kortikosteroideja ja sukupuolihormoneja). Maksasoluissa kolesterolista syntetisoituu sappihappoja, jotka ovat välttämättömiä rasvojen normaalille ruoansulatukselle.
Rasvan kaltaisiin aineisiin kuuluvat myös rasvaliukoiset A-, D-, E-, K-vitamiinit, joilla on korkea biologinen aktiivisuus.
hiilihydraatteja kutsutaan aineiksi, joilla on yleinen kaava Сn (H2 O) m. Hiilihydraatit ovat yksi solujen orgaanisten aineiden pääryhmistä. Ne ovat fotosynteesin ensisijaisia tuotteita ja muiden kasvien orgaanisten aineiden biosynteesin alkutuotteita (orgaaniset hapot, alkoholit, aminohapot jne.), ja ne ovat myös osa kaikkien muiden organismien soluja. Eläinsolu sisältää 1-2% hiilihydraatteja, kasvisoluissa joissakin tapauksissa - 85-90%.
Hiilihydraatteja on kolme ryhmää:
- monosakkaridit tai yksinkertaiset sokerit;
- oligosakkaridit - yhdisteet, jotka koostuvat 2-10 peräkkäin yhdistetystä yksinkertaisten sokereiden molekyylistä;
- polysakkaridit, jotka koostuvat yli 10 molekyylistä yksinkertaisia sokereita tai niiden johdannaisia.
Monosakkaridit, nämä ovat yhdisteitä, jotka perustuvat haarautumattomaan hiiliketjuun, jossa yhdessä hiiliatomissa on karbonyyliryhmä (C \u003d 0) ja kaikissa muissa - yksi hydroksyyliryhmä. Hiilirungon pituudesta (hiiliatomien lukumäärästä) riippuen monosakkaridit jaetaan triooseihin (C3), getrooseihin (C4), pentooseihin (C5), heksoosiin (C6), heptooseihin (C7). Esimerkkejä pentooseista ovat riboosi, deoksiriboosi, heksoosiglukoosi, fruktoosi, galaktoosi.
Monosakkaridit liukenevat hyvin veteen, ne ovat maultaan makeita. Vesiliuoksessa monosakkaridit, alkaen pentooseista, saavat renkaan muodon.
Oligosakkaridit. Hydrolyysin aikana oligosakkaridit muodostavat useita yksinkertaisten sokereiden molekyylejä. Oligosakkarideissa yksinkertaiset sokerimolekyylit yhdistetään ns. glykosidisilla sidoksilla, jotka yhdistävät yhden molekyylin hiiliatomin hapen kautta toisen molekyylin hiiliatomiin, esimerkiksi:
Tärkeimmät oligosakkaridit ovat maltoosi (maltasokeri), laktoosi (maitosokeri) ja sakkaroosi (ruoko- tai juurikassokeri):
glukoosi + glukoosi = maltoosi;
glukoosi + galaktoosi - laktoosi;
glukoosi + fruktoosi = sakkaroosi.
Näitä sokereita kutsutaan myös disakkarideja.
Polysakkaridit. Nämä ovat suurimolekyylisiä (jopa 10 000 000 Da) biopolymeerejä, jotka koostuvat suuresta määrästä monomeereja - yksinkertaisia sokereita ja niiden johdannaisia.
Polysakkaridit voivat koostua saman tai eri tyyppisistä monosakkarideista. Ensimmäisessä tapauksessa niitä kutsutaan homopolysakkarideiksi (tärkkelys, selluloosa, kitiini jne.), toisessa - heteropolysakkarideja (hepariini).
Polysakkaridit voivat olla lineaarisia, haarautumattomia (selluloosa) tai haarautuneita (glykogeeni). Kaikki polysakkaridit ovat veteen liukenemattomia eikä niillä ole makeaa makua. Jotkut heistä voivat turvota ja limaa.
Tärkeimmät polysakkaridit ovat:
- Selluloosa on lineaarinen polysakkaridi, joka koostuu useista suorista yhdensuuntaisista ketjuista, jotka on liitetty toisiinsa vetysidoksilla.
- Tärkkelys (kasveissa) ja glykogeeni (eläimissä, ihmisissä ja sienissä) ovat tärkeimpiä reservipolysakkarideja useista syistä: koska ne eivät liukene veteen, niillä ei ole osmoottista tai kemiallista vaikutusta soluun, mikä on tärkeää niiden pysyessä. elävässä solussa pitkään.
- Kitiini muodostuu pVD-glukoosimolekyyleistä, joissa hydroksyyliryhmä toisessa hiiliatomissa on korvattu typpeä sisältävällä ryhmällä NHCOCH3. Sen pitkät yhdensuuntaiset ketjut, kuten selluloosan ketjut, ovat niputettuja. Kitiini on niveljalkaisten ihon ja sienten soluseinien päärakenneosa.
Hiilihydraattien tehtävät:
Energiaa. Glukoosi on tärkein energialähde, joka vapautuu elävien organismien soluissa soluhengityksen aikana. Tärkkelys ja glykogeeni muodostavat solujen energiavarannon.
Rakenteellinen. Selluloosa on osa kasvien solukalvoja; Kitiini toimii rakenteellisena komponenttina niveljalkaisten ihossa ja monien sienten soluseinissä. Jotkut oligosakkaridit ovat olennainen osa solun sytoplasmista kalvoa (glykoproteiinien ja glykolipidien muodossa), jotka muodostavat glykokaliksin. Pentoosit osallistuvat nukleiinihappojen (riboosi on osa RNA:ta, deoksiriboosi on osa DNA:ta), joidenkin koentsyymien (esim. NAD, NADP, koentsyymi A, FAD), AMP:n synteesiä; osallistua fotosynteesiin (ribuloosidifosfaatti on CO2-akseptori fotosynteesin pimeässä vaiheessa).
Suojaava. Eläimillä hepariini estää veren hyytymistä, kasveissa ikenet ja lima, jotka muodostuvat kudosten vaurioituessa, hoitavat suojaavaa tehtävää.
2.3. Solun kemiallinen koostumus. Makro- ja mikroelementit. Solun muodostavien ei-orgaanisten ja orgaanisten aineiden (proteiinit, nukleiinihapot, hiilihydraatit, lipidit, ATP) rakenteen ja toimintojen suhde. Kemikaalien rooli solussa ja ihmiskehossa.
Solun kemiallinen koostumus
Suurin osa tähän mennessä löydetyistä D. I. Mendelejevin jaksollisen järjestelmän kemiallisista alkuaineista on löydetty elävien organismien koostumuksesta. Toisaalta ne eivät sisällä ainuttakaan elementtiä, joka ei olisi elottomassa luonnossa, ja toisaalta niiden pitoisuudet elottomassa luonnossa ja elävissä organismeissa vaihtelevat merkittävästi.
Nämä kemialliset alkuaineet muodostavat epäorgaanisia ja orgaanisia aineita. Huolimatta siitä, että elävissä organismeissa vallitsevat epäorgaaniset aineet, orgaaniset aineet määräävät niiden kemiallisen koostumuksen ainutlaatuisuuden ja elämän ilmiön yleensä, koska niitä syntetisoivat pääasiassa organismit elintärkeän toiminnan prosessissa ja niillä on tärkeä rooli reaktiot.
Organismien kemiallisen koostumuksen ja niissä tapahtuvien kemiallisten reaktioiden tutkiminen on biokemian tiedettä.
On huomattava, että kemikaalien pitoisuus eri soluissa ja kudoksissa voi vaihdella merkittävästi. Esimerkiksi kun proteiinit hallitsevat orgaanisten yhdisteiden joukossa eläinsoluissa, hiilihydraatit hallitsevat kasvisoluissa.
| Kemiallinen alkuaine | Maankuori | Merivesi | Eläviä organismeja |
| NOIN | 49,2 | 85,8 | 65-75 |
| KANSSA | 0,4 | 0,0035 | 15-18 |
| H | 1,0 | 10,67 | 8-10 |
| N | 0,04 | 0,37 | 1,5-3,0 |
| R | 0,1 | 0,003 | 0,20-1,0 |
| S | 0,15 | 0,09 | 0,15-0,2 |
| TO | 2,35 | 0,04 | 0,15-0,4 |
| Sa | 3,25 | 0,05 | 0,04-2,0 |
| Cl | 0,2 | 0,06 | 0,05-0,1 |
| mg | 2,35 | 0,14 | 0,02-0,03 |
| Na | 2,4 | 1,14 | 0,02-0,03 |
| Fe | 4,2 | 0,00015 | 0,01-0,015 |
| Zn | < 0,01 | 0,00015 | 0,0003 |
| Cu | < 0,01 | < 0,00001 | 0,0002 |
| minä | < 0,01 | 0,000015 | 0,0001 |
| F | 0,1 | 2,07 | 0,0001 |
Makro- ja mikroelementit
Noin 80 kemiallista alkuainetta löytyy elävistä organismeista, mutta vain 27 näistä alkuaineista on vahvistettu niiden toiminnot solussa ja organismissa. Loput alkuaineet ovat läsnä pieniä määriä, ja ilmeisesti tulevat kehoon ruoan, veden ja ilman kanssa. Kemiallisten alkuaineiden pitoisuus kehossa vaihtelee huomattavasti. Pitoisuudesta riippuen ne jaetaan makroravinteisiin ja hivenaineisiin.
Jokaisen makroravinteen pitoisuus kehossa ylittää 0,01 % ja niiden kokonaispitoisuus on 99 %. Makroravinteita ovat happi, hiili, vety, typpi, fosfori, rikki, kalium, kalsium, natrium, kloori, magnesium ja rauta. Neljää ensimmäistä luetelluista alkuaineista (happi, hiili, vety ja typpi) kutsutaan myös organogeenisiksi, koska ne ovat osa tärkeimpiä orgaanisia yhdisteitä. Fosfori ja rikki ovat myös useiden orgaanisten aineiden, kuten proteiinien ja nukleiinihappojen, komponentteja. Fosfori on välttämätön luuston ja hampaiden muodostumiselle.
Ilman jäljellä olevia makroravinteita kehon normaali toiminta on mahdotonta. Joten kalium, natrium ja kloori ovat mukana solujen viritysprosesseissa. Kaliumia tarvitaan myös monien entsyymien toimintaan ja veden säilyttämiseen solussa. Kalsiumia löytyy kasvien soluseinistä, luista, hampaista ja nilviäisten kuorista, ja sitä tarvitaan lihasten supistumiseen ja solunsisäiseen liikkeeseen. Magnesium on klorofyllin komponentti - pigmentti, joka varmistaa fotosynteesin kulkua. Se osallistuu myös proteiinien biosynteesiin. Sen lisäksi, että rauta on osa hemoglobiinia, joka kuljettaa happea veressä, se on välttämätön hengitys- ja fotosynteesiprosesseille sekä monien entsyymien toiminnalle.
Hivenaineita on elimistössä alle 0,01 %:n pitoisuuksina, eikä niiden kokonaispitoisuus solussa saavuta edes 0,1 %:a. Hivenaineita ovat sinkki, kupari, mangaani, koboltti, jodi, fluori jne. Sinkki on osa haiman hormonimolekyyliä insuliinia, kuparia tarvitaan fotosynteesiin ja hengitykseen. Koboltti on osa B12-vitamiinia, jonka puute johtaa anemiaan. Jodi on välttämätön kilpirauhashormonien synteesille, jotka varmistavat aineenvaihdunnan normaalin kulun, ja fluori liittyy hammaskiilteen muodostumiseen.
Kemiallisten alkuaineiden pitoisuus eri soluissa ja organismeissa ei ole sama, suurelta osin se johtuu ympäristöolosuhteista. Siten leväsolut sisältävät suhteellisen paljon jodia, selkärankaiset - rautaa ja nilviäiset ja äyriäiset - kuparia.
Sekä makro- ja mikroelementtien puute että ylimäärä tai häiriöt johtavat erilaisten sairauksien kehittymiseen. Erityisesti kalsiumin ja fosforin puute aiheuttaa riisitautia, typen puute aiheuttaa vakavaa proteiinin puutetta, raudan puute aiheuttaa anemiaa ja jodin puute aiheuttaa häiriöitä kilpirauhashormonien muodostumisessa ja aineenvaihdunnan hidastumisessa. Fluorin saannin vähentäminen vedellä ja ruoalla suuressa määrin häiritsee hammaskiilteen uusiutumista ja sen seurauksena alttiutta karieselle. Lyijy on myrkyllistä lähes kaikille eliöille. Sen ylimäärä aiheuttaa peruuttamattomia vaurioita aivoille ja keskushermostolle, joka ilmenee näkö- ja kuulonmenetyksellä, unettomuudella, munuaisten vajaatoiminnalla, kohtauksilla ja voi myös johtaa halvaantumiseen ja sairauksiin, kuten syöpään. Akuuttiin lyijymyrkytykseen liittyy äkillisiä hallusinaatioita ja se päättyy koomaan ja kuolemaan.
Makro- ja mikroelementtien puutetta voidaan kompensoida lisäämällä niiden määrää ruoassa ja juomavedessä sekä ottamalla lääkkeitä. Joten jodia löytyy merenelävistä ja jodioidusta suolasta, kalsiumia munankuorista jne.
Solun epäorgaaniset aineet
Solun kemialliset alkuaineet muodostavat erilaisia yhdisteitä - epäorgaanisia ja orgaanisia. Solun epäorgaanisia aineita ovat vesi, mineraalisuolat, hapot jne. ja orgaanisia aineita ovat proteiinit, nukleiinihapot, hiilihydraatit, lipidit, ATP, vitamiinit jne.
Vesi (H 2 0)
- solun yleisin epäorgaaninen aine, jolla on ainutlaatuiset fysikaalis-kemialliset ominaisuudet. Sillä ei ole makua, väriä, ei hajua. Kaikkien aineiden tiheys ja viskositeetti arvioidaan vedellä. Kuten monet muutkin aineet, vesi voi olla kolmessa aggregaatiotilassa: kiinteä (jää), nestemäinen ja kaasumainen (höyry). Veden sulamispiste on 0 °C, kiehumispiste 100 °C, mutta muiden aineiden liukeneminen veteen voi muuttaa näitä ominaisuuksia. Veden lämpökapasiteetti on myös melko korkea - 4200 kJ / mol.K, mikä mahdollistaa sen osallistumisen lämmönsäätelyprosesseihin. Vesimolekyylissä vetyatomit sijaitsevat 105°:n kulmassa, kun taas elektronegatiivisempi happiatomi vetää pois yhteiset elektroniparit. Tämä määrittää vesimolekyylien dipoliominaisuudet (niiden toinen pää on positiivisesti varautunut ja toinen negatiivisesti) ja mahdollisuus vetysidosten muodostumiseen vesimolekyylien välille. Vesimolekyylien adheesio on pintajännityksen, kapillaarisuuden ja veden ominaisuuksien universaalina liuottimena taustalla. Tämän seurauksena kaikki aineet jaetaan veteen liukeneviin (hydrofiilisiin) ja siihen liukenemattomiin (hydrofobisiin). Näiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ansiosta on ennalta määrätty, että vedestä on tullut elämän perusta maapallolla.
Keskimääräinen vesipitoisuus kehon soluissa ei ole sama ja voi muuttua iän myötä. Joten puolitoista kuukautta vanhassa ihmisalkiossa vesipitoisuus soluissa saavuttaa 97,5%, kahdeksan kuukauden ikäisillä - 83%, vastasyntyneellä se laskee 74%:iin ja aikuisella se on keskimäärin 66%. Kehon solut eroavat kuitenkin vesipitoisuudesta. Joten luut sisältävät noin 20% vettä, maksa - 70% ja aivot - 86%. Yleisesti voidaan sanoa, että veden pitoisuus soluissa on suoraan verrannollinen aineenvaihdunnan intensiteettiin.
mineraalisuolat
voi olla liuenneessa tai liukenemattomassa tilassa. Liukoiset suolat hajoavat ioneiksi - kationeiksi ja anioneiksi. Tärkeimmät kationit ovat kalium- ja natriumionit, jotka helpottavat aineiden siirtymistä kalvon läpi ja osallistuvat hermoimpulssin esiintymiseen ja johtamiseen; sekä kalsiumionit, jotka osallistuvat lihaskuitujen supistumis- ja veren hyytymisprosesseihin; magnesium, joka on osa klorofylliä; rautaa, joka on osa monia proteiineja, mukaan lukien hemoglobiini. Tärkeimmät anionit ovat fosfaattianioni, joka on osa ATP:tä ja nukleiinihappoja, sekä hiilihappojäännös, joka pehmentää väliaineen pH:n vaihtelua. Mineraalisuolojen ionit tarjoavat sekä itse veden tunkeutumisen soluun että sen pidättymisen siinä. Jos suolojen pitoisuus ympäristössä on pienempi kuin solussa, vesi tunkeutuu soluun. Ionit määräävät myös sytoplasman puskuriominaisuudet, eli sen kyvyn ylläpitää sytoplasman tasaista lievästi emäksistä pH:ta huolimatta jatkuvasta happamien ja emäksisten tuotteiden muodostumisesta solussa.
Liukenemattomat suolat (CaCO 3, Ca 3 (P0 4) 2 jne.) ovat osa yksi- ja monisoluisten eläinten luita, hampaita, kuoria ja kuoria.
Lisäksi organismeissa voi muodostua muita epäorgaanisia yhdisteitä, kuten happoja ja oksideja. Siten ihmisen mahalaukun parietaalisolut tuottavat suolahappoa, joka aktivoi ruoansulatusentsyymin pepsiiniä, ja piioksidi kyllästää korteen soluseinämiä ja muodostaa piilevien kuoria. Viime vuosina on myös tutkittu typpioksidin (II) roolia solujen ja kehon signaloinnissa.
eloperäinen aine
Solun orgaanisten aineiden yleiset ominaisuudet
Solun orgaanisia aineita voidaan edustaa sekä suhteellisen yksinkertaisilla molekyyleillä että monimutkaisemmilla molekyyleillä. Tapauksissa, joissa monimutkainen molekyyli (makromolekyyli) muodostuu huomattavasta määrästä toistuvia yksinkertaisempia molekyylejä, sitä kutsutaan polymeeriksi ja rakenneyksiköitä kutsutaan monomeereiksi. Riippuen siitä, toistuvatko polymeeriyksiköt vai eivät, ne luokitellaan säännöllisiksi tai epäsäännöllisiksi. Polymeerit muodostavat jopa 90 % kennon kuiva-ainemassasta. Ne kuuluvat kolmeen orgaanisten yhdisteiden pääluokkaan - hiilihydraatit (polysakkaridit), proteiinit ja nukleiinihapot. Tavalliset polymeerit ovat polysakkarideja, kun taas proteiinit ja nukleiinihapot ovat epäsäännöllisiä. Proteiineissa ja nukleiinihapoissa monomeerien sekvenssi on erittäin tärkeä, koska niillä on informaatiotoiminto.
Hiilihydraatit
- Nämä ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka sisältävät pääasiassa kolme kemiallista alkuainetta - hiiltä, vetyä ja happea, vaikka monet hiilihydraatit sisältävät myös typpeä tai rikkiä. Hiilihydraattien yleinen kaava on C m (H 2 0) n. Ne on jaettu yksinkertaisiin ja monimutkaisiin hiilihydraatteihin.
Yksinkertaiset hiilihydraatit (monosakkaridit) sisältävät yhden sokerimolekyylin, jota ei voida hajottaa yksinkertaisempiin. Nämä ovat kiteisiä aineita, maultaan makeita ja hyvin veteen liukenevia. Monosakkaridit osallistuvat aktiivisesti solun aineenvaihduntaan ja ovat osa monimutkaisia hiilihydraatteja - oligosakkarideja ja polysakkarideja.
Monosakkaridit luokitellaan hiiliatomien lukumäärän (C3-C9) mukaan, esimerkiksi pentoosit (C5) ja heksoosit (C6). Pentooseja ovat riboosi ja deoksiriboosi. Riboosi on RNA:n ja ATP:n ainesosa. Deoksiriboosi on osa DNA:ta. Heksoosit (C 6 H 12 0 6) ovat glukoosi, fruktoosi, galaktoosi jne.
Glukoosi(rypälesokeri) löytyy kaikista organismeista, myös ihmisen verestä, koska se on energiavarasto. Se on osa monia monimutkaisia sokereita: sakkaroosia, laktoosia, maltoosia, tärkkelystä, selluloosaa jne.
Fruktoosi(hedelmäsokeri) esiintyy suurimpana pitoisuuksina hedelmissä, hunajassa ja juurikasjuurissa. Se ei ainoastaan osallistu aktiivisesti aineenvaihduntaprosesseihin, vaan se on myös osa sakkaroosia ja joitakin polysakkarideja, kuten insuliinia.
Useimmat monosakkaridit pystyvät antamaan "hopeapeilireaktion" ja vähentämään kuparia lisäämällä Fehlingin nestettä (kupari(II)sulfaatin ja kalium-natriumtartraatin liuosseosta) ja keittämällä.
Oligosakkaridit ovat hiilihydraatteja, jotka koostuvat useista monosakkariditähteistä. Ne ovat yleensä myös hyvin vesiliukoisia ja makultaan makeita. Näiden tähteiden lukumäärästä riippuen erotetaan disakkaridit (kaksi jäännöstä), trisakkarideja (kolme) jne. Disakkarideja ovat sakkaroosi, laktoosi, maltoosi jne.
Sakkaroosi (juurikas- tai ruokosokeri) koostuu glukoosin ja fruktoosin jäämistä, sitä löytyy joidenkin kasvien varastoinnista. Erityisen paljon sakkaroosia on sokerijuurikkaan ja sokeriruo'on juurissa, josta niitä saadaan teollisesti. Se toimii vertailukohtana hiilihydraattien makeudelle.
Laktoosi Maitosokeri eli maitosokeri muodostuu glukoosin ja galaktoosin jäämistä, joita löytyy äidin- ja lehmänmaidosta.
Maltoosi(mallassokeri) koostuu kahdesta glukoosijäännöksestä. Sitä muodostuu kasvien siemenissä ja ihmisen ruoansulatusjärjestelmässä olevien polysakkaridien hajoamisen aikana, ja sitä käytetään oluen valmistuksessa.
Polysakkaridit ovat biopolymeerejä, joiden monomeerit ovat mono- tai disakkaridijäännöksiä. Useimmat polysakkaridit ovat veteen liukenemattomia ja maistuvat makeuttamattomilta. Näitä ovat tärkkelys, glykogeeni, selluloosa ja kitiini.
Tärkkelys on valkoinen jauhemainen aine, joka ei kastu vedellä, mutta muodostaa suspension kuumalla vedellä haudutettuna - tahnan. Tärkkelys koostuu itse asiassa kahdesta polymeeristä, vähemmän haarautuneesta amyloosista ja haarautuneemmasta amylopektiinistä. Sekä amyloosin että amylopektiinin monomeeri on glukoosi. Tärkkelys on kasvien tärkein vara-aine, jota kertyy suuria määriä siemeniin, hedelmiin, mukuloihin, juurakoihin ja muihin kasvien varastoelimiin. Laadullinen reaktio tärkkelykselle on reaktio jodin kanssa, jossa tärkkelys muuttuu siniviolettiksi.
Glykogeeni(eläintärkkelys) on eläinten ja sienten reservipolysakkaridi, jota ihmisillä kertyy suurimmat määrät lihaksiin ja maksaan. Se on myös veteen liukenematon ja maistuu makeuttamattomalta. Glykogeenin monomeeri on glukoosi. Tärkkelysmolekyyleihin verrattuna glykogeenimolekyylit ovat vielä haarautuneempia.
Selluloosa tai kuitu, - kasvien tärkein referenssipolysakkaridi. Selluloosan monomeeri on glukoosi. Haaroittamattomat selluloosamolekyylit muodostavat nippuja, jotka ovat osa kasvien ja joidenkin sienten soluseiniä. Selluloosa on puun perusta, sitä käytetään rakentamisessa, tekstiilien, paperin, alkoholin ja monien orgaanisten aineiden valmistuksessa. Selluloosa on kemiallisesti inerttiä eikä liukene happoihin tai emäksiin. Ihmisen ruoansulatusjärjestelmän entsyymit eivät myöskään hajoa sitä, mutta paksusuolen bakteerit auttavat sulattamaan sitä. Lisäksi kuitu stimuloi maha-suolikanavan seinämien supistumista, mikä auttaa parantamaan sen toimintaa.
Kitiini on polysakkaridi, jonka monomeeri on typpeä sisältävä monosakkaridi. Se on osa sienten ja niveljalkaisten kuorien soluseiniä. Ihmisen ruuansulatusjärjestelmässä ei myöskään ole entsyymiä kitiinin sulattamiseksi, vain joillakin bakteereilla on sitä.
Hiilihydraattien toiminnot. Hiilihydraatit suorittavat solussa muovi- (rakennus-), energia-, varastointi- ja tukitoimintoja. Ne muodostavat kasvien ja sienten soluseiniä. 1 gramman hiilihydraattien hajoamisen energia-arvo on 17,2 kJ. Vara-aineita ovat glukoosi, fruktoosi, sakkaroosi, tärkkelys ja glykogeeni. Hiilihydraatit voivat myös olla osa kompleksisia lipidejä ja proteiineja muodostaen glykolipidejä ja glykoproteiineja erityisesti solukalvoissa. Vähintään tärkeä on hiilihydraattien rooli solujen välisessä tunnistamisessa ja ympäristösignaalien havaitsemisessa, koska ne toimivat reseptoreina glykoproteiinien koostumuksessa.
Lipidit
on kemiallisesti heterogeeninen ryhmä pienimolekyylisiä aineita, joilla on hydrofobisia ominaisuuksia. Nämä aineet ovat veteen liukenemattomia, muodostavat siinä emulsioita, mutta liukenevat helposti orgaanisiin liuottimiin. Lipidit ovat kosketettaessa öljyisiä, ja monet niistä jättävät paperille tyypillisiä kuivumattomia jälkiä. Yhdessä proteiinien ja hiilihydraattien kanssa ne ovat yksi solujen pääkomponenteista. Lipidien pitoisuus eri soluissa ei ole sama, varsinkin paljon niitä on joidenkin kasvien siemenissä ja hedelmissä, maksassa, sydämessä, veressä.
Molekyylin rakenteesta riippuen lipidit jaetaan yksinkertaisiin ja monimutkaisiin. Yksinkertaisia lipidejä ovat neutraalit lipidit (rasvat), vahat, sterolit ja steroidit. Monimutkaiset lipidit sisältävät myös toisen, ei-lipidikomponentin. Tärkeimmät niistä ovat fosfolipidit, glykolipidit jne.
Rasvat ovat kolmiarvoisen alkoholin glyserolin ja korkeampien rasvahappojen johdannaisia. Useimmat rasvahapot sisältävät 14-22 hiiliatomia. Niiden joukossa on sekä tyydyttyneitä että tyydyttymättömiä eli kaksoissidoksia sisältäviä. Tyydyttyneistä rasvahapoista yleisimpiä ovat palmitiini- ja steariinihapot ja tyydyttymättömistä rasvahapoista öljyhappo. Jotkut tyydyttymättömät rasvahapot eivät syntetisoidu ihmiskehossa tai niitä syntetisoidaan riittämättömissä määrin, joten ne ovat välttämättömiä. Glyserolijäämät muodostavat hydrofiilisiä päitä, kun taas rasvahappojäämät muodostavat häntää.
Oravat
- Nämä ovat suurimolekyylisiä yhdisteitä, biopolymeerejä, joiden monomeerit ovat peptidisidoksilla toisiinsa liittyviä aminohappoja.
aminohappo kutsutaan orgaaniseksi yhdisteeksi, jossa on aminoryhmä, karboksyyliryhmä ja radikaali. Luonnosta löytyy kaikkiaan noin 200 aminohappoa, jotka eroavat toisistaan radikaalien ja funktionaalisten ryhmien keskinäisen järjestyksen suhteen, mutta vain 20 niistä voi olla osa proteiineja. Tällaisia aminohappoja kutsutaan proteinogeenisiksi.
Valitettavasti kaikkia proteiineja aiheuttavia aminohappoja ei voida syntetisoida ihmiskehossa, joten ne jaetaan vaihdettaviin ja korvaamattomiin.
Ei-välttämättömiä aminohappoja muodostuu ihmiskehossa tarvittava määrä, kun taas välttämättömiä ei. Niiden on oltava peräisin ruoasta, mutta ne voivat myös syntetisoitua osittain suoliston mikro-organismien toimesta. Täysin korvaamattomia aminohappoja on 8. Näitä ovat valiini, isoleusiini, leusiini, lysiini, metioniini, treoniini, tryptofaani ja fenyylialaniini. Huolimatta siitä, että absoluuttisesti kaikki proteiinogeeniset aminohapot syntetisoituvat kasveissa, kasviproteiinit ovat epätäydellisiä, koska ne eivät sisällä täydellistä aminohapposarjaa, ja lisäksi proteiinin läsnäolo kasvien vegetatiivisissa osissa on harvoin yli 1-2 %. massa. Siksi on välttämätöntä syödä paitsi kasviperäisiä, myös eläinperäisiä proteiineja.
Kahden aminohapon sekvenssiä, jotka on yhdistetty peptidisidoksilla, kutsutaan dipeptidiksi, kolmen aminohapon sekvenssiksi tripeptidiksi jne. Peptideihin kuuluvat sellaiset tärkeät yhdisteet kuin hormonit (oksitosiini, vasopressiini), antibiootit jne. Yli kymmenen aminohapon ketjua kutsutaan ns. polypeptidi, ja polypeptidit, jotka sisältävät yli 50 aminohappotähdettä, ovat proteiineja.
Proteiinin rakenteellisen organisoinnin tasot. Proteiineilla voi olla primaarisia, sekundaarisia, tertiäärisiä ja kvaternaarisia rakenteita.
Proteiinin päärakenne on aminohappojen sekvenssi, jotka on yhdistetty peptidisidoksella. Primäärirakenne määrää viime kädessä proteiinin spesifisyyden ja ainutlaatuisuuden, sillä vaikka oletetaan, että proteiini sisältää keskimäärin 500 aminohappotähdettä, niin mahdollisten yhdistelmien lukumäärä on 20 500. Näin ollen muutos vähintään yhden aminon sijainnissa happo primaarirakenteessa aiheuttaa muutoksen toissijaisissa ja korkeammissa rakenteissa sekä proteiinin ominaisuuksissa kokonaisuutena.
Proteiinin rakenteelliset ominaisuudet määräävät sen avaruudellisen pakkauksen - sekundääristen ja tertiääristen rakenteiden syntymisen.
toissijainen rakenne on proteiinimolekyylin avaruudellinen järjestely kierteen tai laskosten muodossa, joita pitävät vetysidokset peptidiryhmien happi- ja vetyatomien välillä kierteen tai poimujen eri käänteissä. Monet proteiinit sisältävät enemmän tai vähemmän pitkiä alueita, joilla on toissijainen rakenne. Näitä ovat esimerkiksi hiusten ja kynsien keratiinit, silkkifibroiini.
Tertiäärinen rakenne proteiini on myös polypeptidiketjun avaruudellisen pakkauksen muoto, jota pitävät hydrofobiset, vety-, disulfidi- (S-S) ja muut sidokset. Se on ominaista useimmille kehon proteiineille, kuten lihasmyoglobiinille.
Kvaternaarirakenne- monimutkaisin, muodostuu useista polypeptidiketjuista, jotka on yhdistetty pääasiassa samoilla sidoksilla kuin tertiäärisessä (hydrofobisessa, ionisessa ja vedyssä), sekä muut heikot vuorovaikutukset. Kvaternäärinen rakenne on ominaista muutamille proteiineille, kuten hemoglobiinille, klorofyllille jne.
Molekyylin muodon mukaan erotetaan fibrillaariset ja pallomaiset proteiinit. Ensimmäiset niistä ovat pitkänomaisia, kuten esimerkiksi sidekudoksen kollageeni tai hiusten ja kynsien keratiinit. Globulaariset proteiinit ovat pallon (globulien) muodossa, kuten lihasmyoglobiini.
Yksinkertaiset ja monimutkaiset proteiinit. Proteiinit voivat olla yksinkertaisia tai monimutkaisia. Yksinkertaiset proteiinit koostuvat vain aminohapoista, kun taas monimutkaiset proteiinit (lipoproteiinit, kromoproteiinit, glykoproteiinit, nukleoproteiinit jne.) sisältävät proteiineja ja ei-proteiinisia osia. Kromoproteiinit sisältävät värillisen proteiinittoman osan. Näitä ovat hemoglobiini, myoglobiini, klorofylli, sytokromit jne.
Joten hemoglobiinin koostumuksessa jokainen globiiniproteiinin neljästä polypeptidiketjusta liittyy ei-proteiiniosaan - hemiin, jonka keskellä on rauta-ioni, joka antaa hemoglobiinille punaisen värin. Lipoproteiinien proteiiniton osa on lipidi, aglykoproteiinit - hiilihydraatti. Sekä lipoproteiinit että glykoproteiinit ovat osa solukalvoja. Nukleoproteiinit ovat proteiinien ja nukleiinihappojen (DNA ja RNA) komplekseja. Ne suorittavat tärkeimmät toiminnot perinnöllisen tiedon tallentamisen ja siirron prosesseissa.
Proteiinin ominaisuudet. Monet proteiinit liukenevat hyvin veteen, mutta joukossa on myös sellaisia, jotka liukenevat vain suolojen, emästen, happojen tai orgaanisten liuottimien liuoksiin. Proteiinimolekyylin rakenne ja toiminnallinen aktiivisuus riippuvat ympäristöolosuhteista. Proteiinimolekyylin rakenteen menetystä primaariseen molekyyliin kutsutaan denaturaatioksi.
Denaturaatio tapahtuu lämpötilan, pH:n, ilmanpaineen muutoksista, happojen, emästen, raskasmetallien suolojen, orgaanisten liuottimien jne. vaikutuksesta. Toissijaisten ja korkeampien rakenteiden käänteinen palautusprosessi on ns. renaturaatio Aina se ei kuitenkaan ole mahdollista. Proteiinimolekyylin täydellistä tuhoutumista kutsutaan hajoamiseksi.
Proteiinit suorittavat solussa useita tehtäviä: muovi (rakennus), katalyyttinen (entsymaattinen), energia, signaali (reseptori), supistuva (moottori), kuljetus, suojaava, säätely ja varastointi.
Proteiinien rakennustoiminto liittyy niiden läsnäoloon solukalvoissa ja solun rakenneosissa. Energia - johtuu siitä, että 1 g proteiinin hajoamisen aikana vapautuu 17,2 kJ energiaa. Kalvoreseptoriproteiinit osallistuvat aktiivisesti ympäristösignaalien havaitsemiseen ja niiden välittämiseen solun läpi sekä solujen väliseen tunnistamiseen. Ilman proteiineja solujen ja organismien liikkuminen kokonaisuutena on mahdotonta, koska ne muodostavat siipien ja värekkojen perustan ja tarjoavat myös lihasten supistumisen ja solunsisäisten komponenttien liikkeen. Ihmisen ja monien eläinten veressä hemoglobiiniproteiini kuljettaa happea ja osaa hiilidioksidista, kun taas muut proteiinit kuljettavat ioneja ja elektroneja. Proteiinien suojaava rooli liittyy ensisijaisesti immuniteettiin, koska interferoniproteiini pystyy tuhoamaan monia viruksia ja vasta-aineproteiinit estävät bakteerien ja muiden vieraiden aineiden kehittymistä. Proteiinien ja peptidien joukossa on monia hormoneja, esimerkiksi haimahormoni, insuliini, joka säätelee veren glukoosipitoisuutta. Joissakin organismeissa proteiineja voidaan varastoida varaan, kuten siemenissä olevissa palkokasveissa tai kananmunan proteiineissa.
Nukleiinihapot
ovat biopolymeerejä, joiden monomeerit ovat nukleotideja. Tällä hetkellä tunnetaan kahden tyyppisiä nukleiinihappoja: ribonukleiinihappo (RNA) ja deoksiribonukleiinihappo (DNA).
Nukleotidin muodostavat typpipitoinen emäs, pentoosisokerijäännös ja fosforihappojäännös. Nukleotidien ominaisuudet määräytyvät pääasiassa niiden koostumuksen muodostavien typpipitoisten emästen perusteella, joten jopa ehdollisesti nukleotidit on merkitty niiden nimien ensimmäisillä kirjaimilla.
Nukleotidien koostumus voi sisältää viisi typpipitoista emästä: adeniini (A), guaniini (G), tymiini (T), urasiili (U) ja sytosiini (C). Nukleotidien pentoosit - riboosi ja deoksiriboosi - määräävät, mikä nukleotidi muodostuu - ribonukleotidi vai deoksiribonukleotidi. Ribonukleotidit ovat RNA-monomeerejä, ne voivat toimia signaalimolekyyleina (cAMP) ja olla osa korkeaenergisiä yhdisteitä, kuten ATP, ja koentsyymejä, kuten NADPH + H +, NADH + H +, FADH 2 jne., ja deoksiribonukleotideja. ovat osa DNA:ta.
Deoksiribonukleiinihappo (DNA)- kaksijuosteinen biopolymeeri, jonka monomeerit ovat deoksiribonukleotideja. Deoksiribonukleotidien koostumus sisältää vain neljä typpipitoista emästä viidestä mahdollisesta - adeniini (A), tymiini (T), guaniini (G) ja sytosiini (C), sekä deoksiriboosi- ja fosforihappojäännöksiä. DNA-ketjun nukleotidit liittyvät toisiinsa ortofosforihappotähteiden kautta muodostaen fosfodiesterisidoksen. Kun muodostuu kaksijuosteinen molekyyli, typpipitoiset emäkset suuntautuvat molekyylin sisäänpäin. DNA-ketjujen yhdistäminen ei kuitenkaan tapahdu satunnaisesti - eri ketjujen typpipitoiset emäkset ovat yhteydessä toisiinsa vetysidoksilla komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti: adeniini on yhdistetty tymiiniin kahdella vetysidoksella (A \u003d T) sekä guaniinilla ja sytosiinilla. kolmella (G≡C).
Hänelle oli asetettu Chargaffin säännöt
:
1. Adeniinia sisältävien DNA-nukleotidien lukumäärä on yhtä suuri kuin tymiiniä sisältävien nukleotidien lukumäärä (A=T).
2. Guaniinia sisältävien DNA-nukleotidien lukumäärä on yhtä suuri kuin sytosiinia sisältävien nukleotidien lukumäärä (G≡C).
3. Adeniinia ja guaniinia sisältävien deoksiribonukleotidien summa on yhtä suuri kuin tymiiniä ja sytosiinia sisältävien deoksiribonukleotidien summa (A + G = T + C).
4. Adeniinia ja tymiinia sisältävien deoksiribonukleotidien summan suhde guaniinia ja sytosiinia sisältävien deoksiribonukleotidien summaan riippuu organismien tyypistä.
DNA:n rakenteen selvittivät F. Crick ja D. Watson (Nobelin fysiologian tai lääketieteen palkinto, 1962). Heidän mallinsa mukaan DNA-molekyyli on oikeakätinen kaksoiskierre. DNA-ketjun nukleotidien välinen etäisyys on 0,34 nm.
DNA:n tärkein ominaisuus on kyky replikoitua (itsen kaksinkertaistuminen). DNA:n päätehtävä on tallentaa ja välittää perinnöllistä tietoa, joka on kirjoitettu nukleotidisekvenssien muodossa. DNA-molekyylin stabiilisuutta ylläpitävät tehokkaat korjaus- (palautus)järjestelmät, mutta nekään eivät pysty täysin eliminoimaan haitallisia vaikutuksia, jotka lopulta johtavat mutaatioihin. Eukaryoottisolujen DNA on keskittynyt tumaan, mitokondrioihin ja plastideihin, kun taas prokaryoottisolut sijaitsevat suoraan sytoplasmassa. Ydin-DNA on kromosomien perusta, sitä edustavat avoimet molekyylit. Mitokondrioiden, plastidien ja prokaryoottien DNA on pyöreä.
Ribonukleiinihappo (RNA)- biopolymeeri, jonka monomeerit ovat ribonukleotideja. Ne sisältävät myös neljä typpipitoista emästä - adeniinia (A), urasiilia (U), guaniinia (G) ja sytosiinia (C), mikä eroaa DNA:sta yhdellä emäksistä (RNA sisältää urasiilia tymiinin sijaan). Ribonukleotidien pentoosisokeritähdettä edustaa riboosi. RNA on enimmäkseen yksijuosteisia molekyylejä lukuun ottamatta joitain virusmolekyylejä. RNA:ta on kolme päätyyppiä: informaatio eli templaatti (mRNA, mRNA), ribosomaalinen (rRNA) ja kuljetus (tRNA). Kaikki ne muodostuvat transkriptioprosessissa - kirjoitettaessa uudelleen DNA-molekyyleistä.
mRNA:t muodostavat pienimmän osan RNA:sta solussa (2-4 %), mitä kompensoi niiden monimuotoisuus, koska yksi solu voi sisältää tuhansia erilaisia mRNA:ita. Nämä ovat yksijuosteisia molekyylejä, jotka ovat templaatteja polypeptidiketjujen synteesille. Tiedot proteiinin rakenteesta tallennetaan niihin nukleotidisekvenssien muodossa, ja jokainen aminohappo koodaa nukleotiditriplettiä - kodonia.
rRNA:t ovat solun lukuisin RNA-tyyppi (jopa 80 %). Niiden molekyylipaino on keskimäärin 3000-5000; muodostuvat tumasoluissa ja ovat osa soluorganelleja - ribosomeja. rRNA:illa näyttää myös olevan rooli proteiinisynteesissä.
tRNA on pienin RNA-molekyyleistä, koska se sisältää vain 73-85 nukleotidia. Niiden osuus solun RNA:n kokonaismäärästä on noin 16 %. tRNA:n tehtävänä on kuljettaa aminohappoja proteiinisynteesikohtaan (ribosomeihin). tRNA-molekyylin muoto muistuttaa apilanlehteä. Molekyylin toisessa päässä on kohta aminohapon kiinnittämistä varten, ja yhdessä silmukassa on nukleotiditripletti, joka on komplementaarinen mRNA-kodonille ja määrittää, mitä aminohappoa tRNA kantaa - antikodonin.
Kaikki RNA-tyypit osallistuvat aktiivisesti perinnöllisen tiedon toteuttamiseen, joka kirjoitetaan uudelleen DNA:sta mRNA:ksi, ja jälkimmäisellä suoritetaan proteiinisynteesi. tRNA proteiinisynteesiprosessissa toimittaa aminohappoja ribosomeihin, ja rRNA on osa ribosomeja suoraan.
Adenosiinitrifosforihappo (ATP)
on nukleotidi, joka sisältää adeniinin typpipitoisen emäksen ja riboositähteen lisäksi kolme fosforihappotähdettä.
Kahden viimeisen fosforijäännöksen väliset sidokset ovat makroergisiä (42 kJ / mol energiaa vapautuu halkeamisen aikana), kun taas normaali kemiallinen sidos halkeamisen aikana antaa 12 kJ / mol. Jos energiaa tarvitaan, ATP:n makroerginen sidos hajoaa, muodostuu adenosiinidifosforihappoa (ADP), fosforijäännöstä ja energiaa vapautuu:
ATP + H 2 0 → ADP + H 3 P0 4 + 42 kJ.
ADP voidaan myös hajottaa AMP:ksi (adenosiinimonofosforihappo) ja fosforihappojäännökseksi:
ADP + H 2 0 → AMP + H 3 P0 4 + 42 kJ.
Energia-aineenvaihduntaprosessissa (hengityksen, käymisen aikana) sekä fotosynteesin prosessissa ADP kiinnittää fosforijäännöksen ja muuttuu ATP:ksi. ATP:n talteenottoreaktiota kutsutaan fosforylaatioksi. ATP on universaali energianlähde elävien organismien kaikkiin elämänprosesseihin.
Kaikkien elävien organismien solujen kemiallisen koostumuksen tutkimus on osoittanut, että ne sisältävät samoja kemiallisia alkuaineita, kemikaaleja, jotka suorittavat samat toiminnot. Lisäksi organismista toiseen siirtynyt DNA-pala toimii siinä, ja bakteerien tai sienten syntetisoima proteiini toimii ihmiskehossa hormonina tai entsyyminä. Tämä on yksi todiste orgaanisen maailman alkuperän yhtenäisyydestä.
Rasvat
suorittaa soluissa pääasiassa varastointitehtävää ja toimii energianlähteenä. Niissä on runsaasti ihonalaista rasvakudosta, joka suorittaa iskuja vaimentavia ja lämpöä eristäviä tehtäviä, ja vesieläimillä se lisää myös kelluvuutta. Kasvirasvat sisältävät enimmäkseen tyydyttymättömiä rasvahappoja, minkä seurauksena ne ovat nestemäisiä ja niitä kutsutaan öljyiksi.Öljyt löytyvät monien kasvien siemenistä, kuten auringonkukasta, soijapavuista, rapsista jne.
vahat ovat rasvahappojen ja rasva-alkoholien monimutkaisia seoksia. Kasveissa ne muodostavat lehden pintaan kalvon, joka suojaa haihtumiselta, taudinaiheuttajien tunkeutumiselta jne. Monilla eläimillä ne peittävät kehon tai toimivat kennojen rakentamisessa.
Steroleihin kuuluvat lipidit, kuten kolesteroli, solukalvojen olennainen komponentti, ja steroideihin kuuluvat sukupuolihormonit estradioli, testosteroni jne.
Fosfolipidit sisältävät glyseroli- ja rasvahappotähteiden lisäksi ortofosforihappojäännöksen. Ne ovat osa solukalvoja ja tarjoavat niiden suojaominaisuudet.
Glykolipidit ovat myös kalvojen komponentteja, mutta niiden pitoisuus siellä on pieni. Glykolipidien ei-lipidinen osa on hiilihydraatteja.
Lipidien toiminnot. Lipidit suorittavat solussa muovi- (rakennus-), energia-, varastointi-, suoja- ja säätelytoimintoja, lisäksi ne ovat useiden vitamiinien liuottimia. Se on solukalvojen olennainen osa. Kun 1 g lipidejä pilkotaan, vapautuu 38,9 kJ energiaa. Ne talletetaan reserviin kasvien ja eläinten eri elimiin. Lisäksi ihonalainen rasvakudos suojaa sisäelimiä hypotermialta tai ylikuumenemiselta sekä shokilta. Lipidien säätelytoiminto johtuu siitä, että osa niistä on hormoneja.
Ladataan...