Хімічний склад клітини

Хімі́чний склад клітини — сукупність хімічних елементів, що містяться у клітині та виконують певні функції, пов'язані з її життєдіяльністю та з життєдіяльністю організму в цілому. Умовно хімічний склад клітини можна роздивлятися на атомному та молекулярному рівні.

Атомний рівень

На атомному рівні хімічні елементи клітини класифікують на:

  • Макроелементи (концентрація — від 10 до 0,001 % маси тіла) — 60 % всіх елементів клітини;
  • Мікроелементи (концентрація — від 0,001 до 0,000001 % маси тіла) — 30 % всіх елементів клітини;
  • Ультрамікроелементи (концентрація — 0,000001 маси тіла) — 10 % всіх елементів клітини.
Атомний хімічний склад клітини
ТипЕлементиФункції
Макроелементи
  • P (1 %);
  • Катіон Ca (2,5 %);
  • S (0,15-0,2 %);
  • Катіон Na (0,03 %);
  • Катіон K (0,4 %);
  • Катіон Mg (0,03 %);
  • Катіон Fe (0,01 %);
  • Аніон Cl (0,1 %);
  • N (1,5-3 %);
  • C (15-18 %);
  • O (65-76 %);
  • H (8-10 %)
  • Елемент складу ДНК, ферментів, кісток та емалі зубів;
  • Елемент складу оболонки клітини в рослин, кісток та емалі зубів, зсідання крові, регуляція роботи серця (посилення скорочень), посилення синтезу гормонів;
  • Елемент складу білків, вітамінів та ферментів;
  • Проведення нервового імпульсу, стимуляція синтезу гормонів, підтримка осмотичного тиску у клітині;
  • Регуляція роботи серця (уповільнення скорочень), проведення нервового імпульсу, стимуляція синтезу гормонів, підтримка осмотичного тиску у клітині;
  • Елемент складу кісток і зубів, активація синтезу ДНК та енергетичного обміну;
  • Елемент складу гемоглобіну, міоглобіну, кришталика, рогівки ока, активація діяльності ферментів;
  • Елемент складу шлункового соку;
  • Елемент складу білків;
  • Елемент складу органічних речовин;
  • Елемент складу води та органічних сполук;
Мікроелементи
  • Аніон F;
  • Катіон Mn;
  • Катіон Cu;
  • Аніон I (0,0001 %);
  • Катіон Zn
  • Елемент складу емалі зубів;
  • Активація процесу кровотворення;
  • Елемент складу гормону тироксину;
  • Елемент складу ферментів, бере участь у спиртовому бродінні;

Ультрамікроелементи

  • Au;
  • Ag;
  • Hg
  • Пригнічення діяльності макрофагів;
  • Бактерицидні властивості;
  • Пригнічення реабсорбції

Молекулярний рівень

На молекулярному рівні хімічні сполуки класифікують на:

  • Неорганічні сполуки — 60-70 % маси тіла;
    • Вода
      • Розчинення гідрофільних речовин;
      • Терморегуляція;
      • Транспорт речовин;
      • Гідроліз та окиснення високомолекулярних речовин;
      • Підтримання об'єму, тургору та пружності клітини;
    • Мінеральні солі:
      • Субстрат катіонів та аніонів;
      • Регуляторна функція;
  • Органічні сполуки — 15-25 % маси тіла.
Органічний хімічний склад клітини
РечовиниВластивостіТипиБудоваФункціїМетаболізм
Білки
  • За особливостями будови:
    • Протеїни (містять тільки амінокислоти);
    • Протеїди (містять також групи не амінокислотного походження — простетичні групи. Органічна складова — гем, вітаміни тіамін та біотин, неорганічна складова — катіони Zn, Mg, Mo — гемоглобін, хлорофіл тощо);
  • За функціональним призначенням:
    • Структурні (протеїди, до складу яких входять ліпіди — склад клітинних мембран, судин, нігтів, волосся, склистого тіла);
    • Транспортні (гемоглобін);
    • Запасні (в жовтку яєць тварин та у насінні);
    • Захисні (специфічний зв'язок із чужорідними агентами — імуноглобуліни);
    • Рухові (склад всіх скорочувальних структур клітини — актин, міозин);
    • Регуляторні (інсулін);
    • Каталітичні (білкова та небілкова складова (похідні вітамінів, йони — амілаза, фосфатаза (ферменти))
  • Первинна (порядок чергування амінокислотних залишків у білкових молекулах (пептидні зв'язки — залишки 2-8 амінокислот)) — усі білки;
  • Вторинна (пакування пептидного ланцюга у спіраль за допомогою водневих зв'язків -CO- і -NH-);
  • Третинна (згортання вторинних структур у тривимірні утвори певної для кожного виду білка форми — глобули — під дією гідрофобних зв'язків, сульфідних і сольових містків);
  • Четвертинна (згортання третинних структур, що фіксується йонними та водневими зв'язками)
Макромолекули білків → травний канал → амінокислоти → кров → біосинтез білків → будова органел, білків, мембран та ферментів

Вуглеводи

  • Простігідрофільність, синтез у полісахариди та дисахариди;
  • Складні — перетворення на моносахариди шляхом гідролізу, гідрофобність (полісахариди)

Складні:

Моносахариди — Cn(H2O)n, дисахариди - C12H22O11

Макромолекули вуглеводів → глюкоза( → глікоген) → кров → окиснення з виділенням енергії (підсумкове рівняння C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 2800 кДж)

Ліпіди

Естери вищих жирних кислот і гліцерину

  • CH2-O-C(O)-R
'|
  • CH-О-C(O)-R
'|
  • CH2-O-C(O)-R

Де R — вільні радикали жирних кислот

  • Регуляторна (гормони з ліпідною природою);
  • Захисна (захисний каркас для внутрішніх органів, підшкірний жир);
  • Теплоізоляційна (підшкірна жирова клітковина);
  • Склад вітамінів (D, E), рослинних пігментів;
  • Енергетична(1 г = 39 кДж)
Макромолекули жирів→травний канал→гліцерин, жирні кислоти(→лімфа)→кров→жирове депо (сальник, підшкірна клітковина)→синтетичні процеси

Нуклеїнові кислоти

ДНК — самоподвоєння, стабільність; РНК лабільність

  • ДНК біополімер, який утворює хромосоми та бере участь у біосинтезі білка. Здатна до самоподвоєння за типом комплементарності азотистих основ (А-T, Г-Ц);
  • РНК — біополімер, який будує тіло рибосоми та бере участь у біосинтезі білка (мРНК, тРНК, рРНК)
    • мРНК – РНК, що є матрицею трансляції. Цикл життя мРНК складається з таких етапів: транскрипція на основі ДНК за принципом шаблонності та комплементарності при дії ферменту ДНК-полімерази (утворюється пре-мРНК), кепірування (на 5’ кінець додається модифікований нуклеотид – метилгуанозин – за допомогою три фосфатного мосту), поліаденілування (приєднання до 3’ кінця транскрипти 200-300 залишків аденілової кислоти за допомогою А-полімерази), сплайсинг (відщеплюються інтрони, що каталізується сплайсосомою), виведення із ядра, трансляція, розпад на нуклеотиди. Формує рибосому (сполучення двох субодиниць рибосоми з кодоном мРНК). Трансляція припиняється досягненням стоп-кодонів УАА, УАГ або УГА. Становить 5% від усіх видів РНК.
    • рРНК – РНК, що складають основу рибосоми. Після транскрипції молекули рРНК утворюють дві субодиниці рибосоми. Становить 80% від усіх видів РНК.
    • тРНК – РНК, що транспортують амінокислоту до місця призначення та зумовлюють її переміщення з її А-центру до П-центру шляхом конформації комплексу з антикодону тРНК та кодону мРНК
  • ДНК – подвійна правозакручена спіраль, мономером якої є нуклеотид. Нуклеотид складається з азотистої основи (аденін, гуанін, тимін, цитозин), пентози (дезоксирибози) та фосфату (залишку фосфорної кислоти). Рибоза сполучається з залишками фосфорної кислоти за допомогою ковалентного зв’язку, а з азотистими основами – водневим зв’язком. ДНК може мати первинну (послідовність розташування нуклеотидів), вторинну (згортання у подвійну спіраль) та третинну (згортання у ядрах) структуру;
  • РНК – полінуклеотидний ланцюг, мономером якого є нуклеотид. Нуклеотид складається з азотистої основи (аденін, гуанін, урацил, цитозин), пентози (рибози) та фосфату (залишку фосфорної кислоти)

Збереження та передача спадкової інформації під час біосинтезу білка

Див. також

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.