Organisasi kimia saka sel: bahan kimia organik, macro- lan microelements

Ing pungkasan abad ka-19 iku kawangun saka cabang biologi disebut biokimia. Dheweke sinau komposisi kimia saka sèl. Tugas utama ilmu - kawruh saka peculiarities metabolisme lan energi, ngatur fungsi penting saka tanduran lan kewan sel.

Konsep komposisi kimia saka sel

Minangka asil riset ekstensif dening ilmuwan organisasi kimia saka sel wis sinau lan ketemu sing iku urip sing dumadi saka luwih saka 85 unsur kimia. Lan sawetara wong sing dibutuhake kanggo mèh kabèh organisme, nalika wong tartamtu lan dumadi ing spesies tartamtu. A grup katelu saka unsur kimia saiki ing sel mikroorganisme, tetanduran lan kéwan ing jumlah cekap cilik. Unsur kimia saka sel asring ing bentuk anion lan Anion saka kang uyah mineral lan banyu sing kawangun, lan senyawa karbon organik sing gawean tiron: karbohidrat, protein, lipid.

unsur organogenic

Biokimia, iki kalebu Carbon, hidrogen, oksigen lan nitrogen. pesawat sing ana ing sèl saka 88 kanggo 97% saka unsur kimia liyane saiki ing. Utamané penting iku karbon. Kabeh bahan kimia organik wonten ing komposisi saka sel kapérang saka molekul, ngandhut karbon ing atom komposisi. Padha bisa interconnected kanggo mbentuk ranté (branched lan unbranched), uga siklus. atom karbon kemampuan iki underlies bhinéka striking saka kimia organik iki klebu ing njero sitoplasma sel lan organel.

Contone, isi internal sel kasusun saka oligosaccharide telat, protein hidrofilik, lipid, macem-macem jinis RNA: transfer RNA, RNA ribosom lan RNA, uga monomers free - nukleotida. kimia kuwi inti sel. Iku uga ngandhut molekul asam deoxyribonucleic, bagéan saka kromosom. Kabeh saka senyawa ndhuwur iku ing atom komposisi saka Nitrogen, karbon karo oksigen, hidrogen. Iki bukti wigati sing, wiwit organisasi kimia saka sel gumantung ing isi unsur biogenic sing arupi struktur mRNA: hyaloplasm lan organel.

Macronutrients lan makna sing

Unsur kimia, kang uga banget umum ing sel saka macem-macem jinis organisme, biokimia sing disebut macronutrients. isi ing sel punika 1.2% - 1,9%. Miturut macroelements sel kalebu: fosfor, kalium, khlor, belerang, Magnesium, calcium, wesi lan sodium. Kabeh wong duwe fungsi penting lan bagéan saka macem-macem organel sel. Mangkono, ing ion ferrous iku saiki ing protein getih - hemoglobin, kang kaleksanane oksigen (kang cilik iku diarani oxyhaemoglobin), karbon dioksida (karbogemoglobin) utawa karbon dioksida (carboxyhaemoglobin).

ion sodium nyedhiyani wangun penting transportasi intercellular: supaya disebut-pump sodium-kalium. Padha uga bagean saka interstitial adi lan getih plasma. ion Magnesium saiki ing molekul klorofil (photopigment tetanduran luwih) lan melu ing proses fotosintesis, uga minangka pusat reaksi wangun sing sworo cangkem foton saka energi cahya.

Calcium ion nyedhiyani konduksi pulses syaraf bebarengan serat lan komponèn utama saka osteocytes - sel balung. senyawa kalsium sing nyebar ing kéwan invertebrata donya kang meriam sing dumadi saka kalsium karbonat.

klorit ion sing melu recharging membran sel lan nyedhiyani munculé pulses elektrik perangsangan saraf ndasari.

Ing atom sulfur iku bagéyan saka protèin native lan nimbulaké tersier struktur "jahitan" chain polipeptida sing, mangkono mbentuk molekul protein globular.

ion kalium sing melu ing transportasi saka bahan kimia liwat membran sel. atom fosfor sing bagean iki bahan kimia-intensif energi penting kayata adenosin trifosfat, lan minangka komponen ingkang wigati saka molekul asam deoxyribonucleic lan ribonucleic, kang utama heredity bahan kimia sel.

fungsi Trace ing mRNA metabolisme

About 50 unsur kimia babagan kurang saka 0,1% ing sel, disebut microcells. Iki kalebu seng, molybdenum, yodium, tembaga, kobalt, fluorine. Kanthi kurang pangopènan padha nindakake fungsi sane penting, minangka bagéan saka akeh biologically aktif bahan kimia.

Contone, ing atom seng ana ing molekul insulin (pancreatic hormon ngatur tingkat glukosa getih), yodium constituent hormon tiroid - thyroxine lan triiodothyronine Ngontrol tingkat metabolisme ing awak. Tembaga, bebarengan karo ion wesi melu hematopoiesis (ing tatanan saka sèl getih abang, platelet lan sel getih putih ing sumsum balung manéka). ion tembaga sing klebu ing hemocyanin pigmen saiki ing getih, wombat, kerang kuwi. Mulane, ing werna biru hemolymph sing.

More isi kurang ing sel unsur kimia kayata timbal, emas, bromine, salaka. Padha disebut ultromikroelementami lan bagéan saka sel tanduran lan kewan. Contone, ing analisis kimia ion mas jagung weevil padha dideteksi. atom Bromine ing nomer akeh sel klebu ing thalli saka tanduran ganggang coklat lan abang, kayata Sargassum, kombu, fucus.

Kabeh sadurunge conto lan bukti nerangake komposisi kimia carane bales-balesan lan sesambungan, fungsi lan struktur sel. Tabel ing ngisor iki nuduhaké isi saka macem-macem unsur kimia ing sel organisme urip.

ciri umum senyawa organik

kimia saka sel beda kelompok organisme ing cara tartamtu gumantung ing atom karbon, kang akun luwih saka 50% saka massa sel. Prakteke kabeh prakara sel garing dicekak karbohidrat, protein, asam nukleat lan lipid, kang duwe struktur Komplek lan bobot molekul dhuwur. molekul mau disebut makromolekul (polimer) lan sing dumadi saka unsur prasaja - monomers. bahan kimia Protein muter peran penting banget lan nindakake macem-macem fungsi, kang rembugan ing ngisor iki.

Peran protein ing sel

analisis biokimia senyawa ngleboni sèl urip, nandheske isi dhuwur saka kimia organik kayata protein. Kasunyatan iki wis panjelasan nalar: protein nindakake macem-macem fungsi lan melu ing kabèh aspèk kauripan sel.

Contone, fungsi protèktif protein punika tatanan antibodi - antibodi diprodhuksi dening limfosit. protein protèktif kayata thrombin, fibrin lan tromboblastin nyedhiyani clotting lan nyegah mundhut ing trauma lan bundhas. Komposisi Komplek sel kalebu protein membran sel gadhah kemampuan kanggo ngenali senyawa manca - antigen. Genti konfigurasi lan sel laporan saka beboyo potensial (fungsi weker).

Sawetara protein duwe fungsi peraturan lan hormon, kayata oxytocin, diprodhuksi dening hypothalamus, hipofisis dilindhungi undhang-undhang. Neruske saka iku menyang getih, oxytocin tumindak ing tembok otot ing uterus, nyebabake abang sawijining. protein vasopressin uga serves fungsi peraturan dening Ngontrol tekanan getih.

Sel otot sing aktin lan myosin, saged kanggo nyilikake, kang uwis, motor fungsi otot. Kanggo protein, fungsi khas lan trophic, contone, albumin embrio digunakake minangka nutrisi kanggo pembangunan. protein Sang macem-macem organisme, kayata hemoglobin lan hemocyanin, molekul oksigen sing ditransfer - operate fungsi transportasi. Yen luwih akeh energi bahan kimia kayata karbohidrat lan lipid, kanthi digunakake, sel wiwit break mudhun protèin. Salah gram saka materi iki 17 menehi 2 kJ energi. Salah sijiné fungsi paling penting saka protein punika katalitik (protein, enzim nyepetake reaksi kimia ing kompartemen sitoplasma). Adhedhasar ndhuwur, kita wus sing protein duwe sawetara fungsi penting banget lan sing diperluake saking sèl kéwan.

biosintesis protein

Coba proses sintesis protein ing sel, kang ana ing njero sitoplasma liwat organel kayata ribosom. Thanks kanggo kegiatan saka enzim tartamtu, karo partisipasi saka ion calcium ribosom nggabung polysomes. Fungsi utama saka ribosom ing sel - sintesis molekul protein, miwiti proses transkripsi. Minangka asil sing gawean tiron molekul mRNA, kanggo kang ditempelake polysomes. Banjur wiwit nyoba liya - Broadcast. Transport RNA tali kanggo puluh jinis asam amino lan nggawa wong-wong mau menyang polysomes, lan wiwit fungsi ribosom ing sel - sintesis saka polypeptides, organel iki mbentuk komplèks karo tRNA, lan molekul asam amino disambung dening ikatan peptida kanggo mbentuk makromolekul protein.

Peran banyu ing metabolisme

pasinaon Cytological wis dikonfirmasi kasunyatan sing struktur sel lan komposisi kang kita sinau, lan saben banyu 70%, lan ing akeh kéwan, anjog cara banyu urip (eg, coelenterates) isine tekan 97-98%. Ing tampilan iki organisasi kimia saka sel kalebu hidrofilik (saged nglarutaké) lan hidrofobik (banyu-repellent) materi. Minangka solvent polar universal, banyu main peran wigati lan wis impact langsung ora mung ing fungsi, nanging uga ing banget struktur sel. Tabel ing ngisor iki nuduhaké isi banyu ing macem-macem jinis sel organisme urip.

Fungsi saka karbohidrat ing sel

Kita diterangno sadurungé, kanggo penting Organic kimia - polimer - uga karbohidrat. Iki kalebu polisakarida, oligosaccharides lan monosaccharides. Karbohidrat sing bagean sistem Komplek liyane - glycolipids lan glikoprotein, sing dibangun saka membran sel lan struktur nadmembrannye, contone glycocalyx.

Salajengipun karbon ing karbohidrat kalebu atom saka hidrogen lan oxygenation, lan sawetara polisakarida ngemot liyane nitrogen, fosfor lan belerang. Ing sel akeh karbohidrat tanduran: tubers kentang ngemot nganti 90% pati ing wiji lan isi woh karbohidrat nganti 70%, lan sel kewan sing ditemokaké ing wangun senyawa kayata glikogen, kitin lan trehalose.

gula prasaja (monosaccharides) duwe rumus umum CnH2nOn lan dipérang dadi tetroses, triose, pentosa lan hexose. Ing pungkasan loro sing paling umum ing sel organisme urip, contone, ribosa lan deoxyribose iku bagéyan saka asam nukleat, lan glukosa lan fruktosa sing melu ing reaksi assimilation lan dissimilation. Oligosaccharides asring ing sel tanduran: sukrosa wis disimpen ing sel saka gula beet lan tebu, maltose sing ana ing caryopses germinated Rye lan gandum.

Disaccharides duwe rasa manis lan siap telat ing banyu. Polisakarida, kang biopolymers kalebu utamané saka pati, selulosa, glikogen lan laminarin. Formulir struktural kalebu polisakarida kitin. Fungsi utama saka karbohidrat ing sel - energi. Minangka asil reaksi hidrolisis lan metabolisme energi mecah polisakarida glukosa, lan iku banjur dados karbon dioksida lan banyu. Akibaté, siji gram Rilis glukosa 17,6 kJ energi, lan cadangan saka pati lan glikogen, sing ateges reservoir energi mRNA.

Glikogen setor utamané ing otot lan ati sel, pati sayur-sayuran - ing tubers, bolam, werna, wiji lan arthropoda, kadosta angga-angga, serangga lan crustacea, peran utama ing sumber energi main trehalose oligosaccharide.

Karbohidrat sing beda saka lipid lan protein, kemampuan kanggo degradasi anoxic. Iki penting banget kanggo makluk urip ing kondisi kurang utawa anané saka oksigen, kayata bakteri anaerob, lan helminths - parasit manungsa lan kéwan.

Ana fungsi liyane saka karbohidrat ing sel - construction (struktural). Kutha iki dumunung ing kasunyatan sing zat ndhukung struktur sel. Contone, selulosa yaiku bagean saka dinding sel tetanduran, kitin formulir sing balung njaba lan akeh invertebrata ana ing sel jamur, olisaharidy bebarengan karo lipid lan molekul protein mbentuk glycocalyx - nadmembranny Komplek. Menehi doyo - antarane sel clumping kewan, kang ndadékaké menyang tatanan saka tissue.

Lipid: struktur lan fungsi

bahan kimia iki organik, kang asipat hidrofobik (banyu larut) bisa dibusak, i.e. dijupuk saka sel dening cairan pelarut nonpolar, kayata aseton utawa chloroform. fungsi saka lipid ing sel gumantung saka telu klompok padha dadi kagungane: kanggo lemak, waxes utawa steroid. Lemak sing paling umum ing kabeh jinis sel.

Animals nglumpukake wong ing jaringan adipose subcutaneous, jaringan saraf ngandhut lemak ing wangun klambi ketat myelin saka syaraf. Uga accumulates ing ginjel, ati, serangga - ing awak lemak. lemak Liquid - lengo - ditemokaké ing wiji saka tanduran: pine, kacang, kembang, zaitun. Isi lipid ing sel kisaran saka 5 kanggo 90% (ing tissue adipose).

Steroid lan waxes beda-beda saka lemak ing padha ora duwe ing molekul saka ampas asam lemak. Dadi, steroid - iku hormon salebeting korteks adrenal, nggowo pengaruh Pakel awak lan kang komponen saka testosteron. Padha uga bagéan saka vitamins (contone, vitamin D).

Fungsi utama saka lipid ing sel - energi, construction lan pangayoman. Kapisan iku amarga kasunyatan sing 1 gram lemak ing cleavage menehi 38,9 kJ energi - luwih akeh tinimbang kimia organik liyane - protein lan karbohidrat. Salajengipun, ing oksidasi 1d lemak stands meh 1.1 c. banyu. Sing kok sawetara kéwan sing gadhah Simpenan lemak ing awak bisa dadi wektu dawa tanpa banyu. Contone, gophers bisa dormant kanggo luwih saka rong sasi, tanpa perlu kanggo banyu, lan ora ngombe unta banyu ing arepe liwat ara-ara samun kanggo 10-12 dina.

Konstruksi fungsi lipid dumunung ing kasunyatan sing lagi bagéan integral saka membran sel, uga minangka bagéan saka syaraf ing. Fungsi protèktif lipid kasusun ing kasunyatan sing lapisan lemak ngisor kulit sak ginjel lan organs internal liyane nglindhungi saka bundhas mechanical. fungsi termal jampel tartamtu gawan ing kéwan kanggo dangu kang ing banyu: paus, asu laut, asu laut wulu. Nglukis subcutaneous adipose lapisan, contone, paus biru 0,5 m, nglindhungi kewan saka hypothermia.

Value oksigen ing mRNA metabolisme

organisme Lagu, kang kalebu mayoritas kéwan, tetanduran lan wong, nggunakake oksigen atmosfer kanggo reaksi exchange energi anjog kanggo panguraian saka kimia organik lan persediaan saka jumlah tartamtu saka energi nambah ing wangun molekul trifosfat adenosin.

Mangkono, oksidasi lengkap siji mole saka glukosa sing ana ing cristae mitokondria, 2800 kJ ènèrgi kang diparengake, kang 1596 kJ (55%) wis disimpen ing wangun molekul ATP ngemot sambungan macroergic. Mangkono, fungsi utama saka oksigen ing sel - implementasine saka ambegan erobik, kang adhedhasar klompok reaksi enzim supaya disebut- respiratory chain kedadean ing organel - mitokondria. Ing organisme prokaryotic - bakteri fototrof lan cyanobacteria - oksidasi gizi ana ing pangaribawa saka oksigen Diffusing menyang sel ing protuberances internal membran plasma.

We kudu organisasi kimia saka sel wis sinau, uga pangolahan sintesis protein lan fungsi oksigen ing metabolisme energi mRNA.