Ташкилот химиявии ҳуҷайраҳои: моддаҳои органикӣ, macro- ва микроэлементҳо

Дар охири асри 19 ба он ташкил филиали биология ном биохимия. Вай омӯзиши таркиби химиявии ҳуҷайраҳои зинда. Вазифаи асосии илм - дониши хусусиятҳои љисми ва энергетика, танзими вазифаҳои муҳим ҳуҷайраҳои ниҳол ва ҳайвонот.

Консепсияи таркиби химиявии ҳуҷайраҳои

Дар натиҷаи тадқиқоти ҳамаҷониба аз тарафи олимон ташкилоти химиявии ҳуҷайраҳои кардааст омӯхта шуда, дид, ки он чиро, зиндагӣ доранд, аз беш аз 85 элементҳои кимиёвӣ, иборат аст. Ва баъзе аз онҳо қариб барои ҳамаи организмҳои талаб мекунад, ҳол он ки дигарон мушаххас ҳастанд ва дар намудҳои мушаххаси меоянд. Як гурӯҳи сеюми унсурҳои кимиёвии мазкур дар ҳуҷайраҳои микроорганизмҳо, растаниҳо ва ҳайвоноти ба миrдори кофӣ хурд. элементҳои кимиёвӣ ҳуҷайра аксар вақт дар шакли катионњо ва anions, ки аз он намак маъданӣ ва об ташкил карда мешаванд, ва пайвастагињои органикї карбон синтез мешаванд: карбогидратҳо, сафедаҳо, lipids.

унсурҳои organogenic

Дар биохимия, аз ин бар мегиранд карбон, гидроген, оксиген ва нитроген. маҷмӯи онҳо дар як ҳуҷайраи аз 88 то 97% -и дигар элементҳои кимиёвӣ мазкур дар он аст. Махсусан муҳим карбон аст. Ҳамаи моддаҳои органикӣ дар таркиби ҳуҷайраҳои молекулаҳои таркиби карбон дар таркиби атоми он иборат мебошад. Онҳо метавонанд алоқаманд ба ташкили занҷири (branched ва unbranched), инчунин давраҳои. Ин қобилияти атоми карбон underlies гуногунии равшани моддаҳои органикӣ дохил дар cytoplasm мобилӣ ва organelles.

Барои мисол, мазмуни дохилии ҳуҷайра иборат аст аз як oligosaccharide ҳалшаванда, сафедаҳо hydrophilic, lipids, намудҳои гуногуни RNA: RNA интиқол, RNA ribosomal ва RNA паёмбаре, инчунин monomers озод - nucleotides. Чунин таркиби химиявии дорад ядрои ҳуҷайра. Он ҳамчунин дорои як молекулаи кислотаи ДНК, як қисми хромосомаи. Ҳамаи пайвастагињои боло дар атоми таркиби он нитроген, карбон бо оксиген, гидроген мебошанд. Ин як далели муњим аст, зеро созмони химиявии ҳуҷайра вобаста ба мазмуни унсурҳои биогении, ки сохторҳои мобилӣ ташкил медиҳанд: hyaloplasm ва organelles.

Macronutrients ва маънои худ

унсурҳои кимиёвии, ки он низ дар ҳуҷайраҳои шаклҳои гуногуни организмҳои хеле маъмул аст, биохимия шудаанд macronutrients номида мешавад. 1,9% - дар таркиби онҳо дар ҳуҷайра 1.2% аст. Бо macroelements ҳуҷайраҳои дохил мешаванд: фосфор, калий, хлор, сулфур, магний, калсий, оҳан ва натрий. Ҳамаи онҳо дорои функсияҳои муҳим доранд ва қисми organelles ҳуҷайра гуногун. Ҳамин тариқ, ion ранга мазкур дар сафедаи хун аст, - гемоглобин, ки амалӣ оксиген (дар ин ҳолат он аст, oxyhaemoglobin номида мешавад), гази ангидриди карбон (karbogemoglobin) ва ё диоксиди карбон (carboxyhaemoglobin).

ions натрий таъмин шакли муҳими нақлиёт intercellular: ба ном Насоси натрий-калий. Онҳо ҳамчунин қисми interstitial плазма моеъи ва хун мебошанд. ions магний мазкур дар молекулаҳои chlorophyll (photopigment растаниҳо олї) ва дар раванди фотосинтези, инчунин марказҳои вокуниши шакл, ки photons дом энергияи нур иштирок мекунанд.

ions калсий таъмин гузаронидани ҳубубот асаб қади нахи доранд ва ҷузъи асосии osteocytes - ҳуҷайраҳои устухон. пайвастагињои калсий дар ҳайвонот invertebrate ҷаҳон, ки садаф доранд, аз карбонати калсий иборат баръало эҳсос мешавад.

ions хлориди дар recharging мембранаи ҳуҷайра иштирок ва таъмини намуди ҳубубот барқ аз ҳавасмандгардонӣ neural аслии.

Дар атоми сулфур қисми сафеда модарӣ ва сабаби олӣ сохтори "Дузандагӣ» занҷираи polypeptide онҳо ба ин васила ташаккул додани молекулаи протеин globular.

ions калий дар нақлиёти моддаҳои тавассути мембранаҳо ҳуҷайра иштирок мекунанд. атоми фосфор ҳастанд, як қисми ин моддаҳои муҳими пуршиддат-энергетикӣ, ба монанди triphosphate adenosine, ва ҷузъи муҳими молекулаҳои кислотаи ДНК ва ribonucleic, ки асосии мерос моддаҳои ҳуҷайра аст.

Функсияи беолоиш дар љисми мобилӣ

Дар бораи 50 элементҳои кимиёвӣ сирри камтар аз 0,1% дар ҳуҷайраҳои, даъват microcells. Инҳо дар бар мегиранд руҳ, molybdenum, йод, мис, Кобалт, фтор. Бо нигоҳдории пасти онҳо иҷрои вазифаи хеле муҳим, ки қисми зиёди моддаҳои биологӣ фаъол.

thyroxine ва triiodothyronine назорати сатњи љисми дар бадан - Барои мисол, атоми синк дар молекулаи инсулин ба (гормон танзими сатҳи глюкоза хун гадуди) мебошанд, йод таркибии гормонҳои сипаршакл аст. Мис, дар якҷоягӣ бо ions оҳан ҷалб hematopoiesis (ташаккули ҳуҷайраҳои хуни сурх, лейкоситҳо ва ҳуҷайраҳои хун сафед дар иликҳо устухони vertebrates). ions мис дар пигмент hemocyanin мазкур дар хуни invertebrates, ба монанди shellfish дохил карда мешавад. Аз ин рӯ, ранги кабуд hemolymph кунанд.

Бештар маводи камтар дар ҳуҷайра чунин унсурњои кимиёвї ба монанди ӯҳда, тилло, бром, нуқра. Онҳо даъват ultromikroelementami ва қисми ҳуҷайраҳои растаниҳо ва ҳайвонот. Барои мисол, дар таҳлили кимиёвии ions тилло ҷуворимакка weevil ошкор карда шуд. атоми бром дар як шумораи зиёди ҳуҷайраҳои дохил дар thalli аз Браун ва сурх algae, ба монанди Sargassum, Laminaria, fucus.

Ҳамаи ин мисолҳо пештар ва далелҳо шарҳ таркиби химиявии, ки чӣ тавр бо ҳам алоқаманд, вазифа ва сохтори ҳуҷайраҳои. Дар ҷадвали поён мазмуни элементҳои кимиёвӣ гуногун дар ҳуҷайраҳои организмҳои зинда нишон медиҳад.

Тавсифи умумии пайвастагиҳои органикӣ

хосиятҳои химиявии ҳуҷайраҳои гурӯҳҳои гуногуни организмҳои ба таври муайян вобаста ба атоми карбон, ки барои беш аз 50% -и массаи ҳуҷайра рост меояд. Ќариб њамаи масъалаи ҳуҷайра хушк карбогидратҳо, сафедаҳо, кислотаҳои nucleic ва lipids, ки дорои сохтори мураккаб ва вазни молекулавии баланд муаррифӣ мешавад. Чунин молекулаҳои шудаанд macromolecules (полимерҳои) номида мешавад ва унсурҳои оддӣ иборат аст - monomers. моддаҳои сафеда нақши ниҳоят муҳим мебозад ва иҷрои як қатор вазифаҳои, ки дар зер баррасӣ шуд.

Нақши сафедањо дар ҳуҷайра

тањлили биохимиявї пайвастагиҳои воридшавӣ ба як ҳуҷайраи зинда, тасдиқ мазмуни баланди моддаҳои органикӣ, ба монанди сафедаҳо. Дар ҳамин ҳол, як баёни мантиқӣ: сафедаҳо иҷрои як қатор вазифаҳои ва дар тамоми ҷанбаҳои ҳаёти ҳуҷайра иштирок мекунанд.

аломати истеҳсол бо лимфоситҳо - Барои мисол, вазифаи муњофизатии сафедањо ташаккули аломати аст. Чунин сафедаҳо ҳимоявӣ ба монанди thrombin, fibrin ва tromboblastin таъмин clotting хун ва пешгирӣ намудани талафоти он дар осеби ва озоре. Дар таркиби комплекси ҳуҷайра дар бар мегирад, сафедањо мембранаи ҳуҷайра дорои қобилияти эътироф пайвастагињои хориҷӣ - antigens. Онҳо конфигуратсияи ва ҳуҷайраи ҳисоботи тањдидњои эҳтимолӣ (Функсияи ҳушдор) тағйир диҳед.

Баъзе сафедаҳо як вазифаи танзим ва гормонҳои, ба монанди oxytocin, истеҳсол тарафи гипоталамус ҳастанд, pituitary ҳифз шудаанд. Бо дарназардошти он ба хун, oxytocin дар девор мушакҳо бачадон амал мекунад, ки боиси паст кардани он. сафеда vasopressin низ хизмат функсияи меъёрии аз тарафи назорати фишори хун.

Дар ҳуҷайраҳои мушакҳо actin ва myosin мебошанд, қодир ба бифаҳмонам, ки боиси вазифаи автомобилгарди бофтаи мушакҳо ҳастанд. Барои сафедањо, вазифаи хос ва trophic, мисол, ҷанин albumin ҳамчун ғизоӣ барои рушди истифода бурда мешавад. сафедањо хуни организмҳои гуногун, ба монанди гемоглобин ва hemocyanin, молекулаҳои оксиген супурда - фаъолият Функсияи нақлиёт. Агар барқ истеъмол моддаҳои бештар ба монанди карбогидратҳо ва lipids, пурра истифода бурда, ҳуҷайра оғоз ба шикастан поён сафедаҳо. Як грамм ин мавод 17 медиҳад 2 kJ энергетика. Яке аз вазифаҳои муҳимтарини сафедањо каталитикї аст (сафедањо, ферментҳои суръат аксуламалҳои химиявї дар compartments cytoplasmic). Дар асоси маълумоти дар боло зикргардида, ки мо дидем, ки сафедањо як қатор вазифаҳои хеле муҳим ва қисми зарурии ҳуҷайраи ҳайвонот.

biosynthesis протеин

раванди синтези сафеда Биёед, дар як ҳуҷайраи, ки дар cytoplasm тавассути organelles ба монанди ribosomes рух медиҳад. Бо шарофати ба фаъолияти ферментҳои махсус, ки бо иштироки ions калсий ribosome якчояги ба polysomes. Вазифаҳои асосии ribosomes дар ҳуҷайра - синтези молекулахои протеин, сар раванди Саҳифаҳои аст. Дар натиҷаи он доранд, синтез молекулаҳои mRNA, ки ба он доранд, polysomes замима карда мешавад. Сипас оғоз мурофиаи дуюм - пахши. Нақлиёт RNA бибандӣ, бист намудҳои гуногуни кислотањои аминокислотаҳо ва онҳоро ба polysomes, ва аз вазифа ribosomes дар ҳуҷайра - як синтези polypeptides ин organelles ташкил комплексҳои бо tRNA, ва молекулаҳои кислотаи аминокислотаҳо ҷамъ занҷирҳои peptide ба ташкили macromolecule сафеда вобаста аст.

Нақши об дар љисми

таҳқиқоти Cytological он аст, ки сохтори ҳуҷайра ва таркиби он мо меомӯзем, ба ҳисоби миёна 70% об, ва дар бисёр ҳайвонот, ки боиси роҳи оби ҳаёт (масалан, coelenterates) мазмуни он 97-98% бирасад тасдиқ кардаанд. Бо дарназардошти ин созмон химиявии ҳуҷайраҳои мегирад hydrophilic (қодир макидан) ва маводи hydrophobic (об-хӯсонда). Дар пардохтпазирии қутбӣ умумӣ, об нақши муҳим мебозад ва дорои таъсири мустақим на танҳо дар вазифа, балки ҳамчунин дар сохтори хеле аз ҳуҷайраҳои. Дар ҷадвали поён об дар намудҳои гуногуни ҳуҷайраҳои организмҳои зинда нишон медиҳад.

Дар вазифа карбогидратҳо дар ҳуҷайра

Чӣ тавре ки мо пештар баён карда, ба муҳим органикӣ кимиёвӣ - полимерҳои - низ карбогидратҳо мебошанд. Инҳо дар бар мегиранд polysaccharides, oligosaccharides ва monosaccharides. Карбогидратҳо қисми системаҳои бештар мураккаб - glycolipids ва glycoproteins, ки аз мембранаҳо мобилӣ ва сохтори nadmembrannye, мисол: glycocalyx сохта мешавад.

Ғайр аз карбон дар бар мегирад, ғ атоми аз ҳидроген ва oxygenation, ва баъзе polysaccharides дорои нитроген бештар, сулфур ва фосфор. Дар ҳуҷайраҳои бисёр карбогидратҳо ниҳол: бехмева картошка дар бар гирад, то ба 90% крахмал дар тухмӣ ва маводи ғ мева то ба 70%, ва ҳуҷайраҳои ҳайвонот дар шакли пайвастагињои монанди гликогенро, chitin ва trehalose ёфт.

қанди оддӣ (monosaccharides) аз формулаи умумии CnH2nOn ва ба tetroses, triose, pentose ва hexose тақсим карда мешавад. Дар охир ду дар ҳуҷайраҳои организмҳои зинда, ки бештар маъмул мебошанд, барои мисол, ribose ва deoxyribose қисми кислотаи nucleic, ва глюкоза ва fructose дар аксуламалҳои омезишу dissimilation иштирок мекунанд. Oligosaccharides аксаран дар ҳуҷайраҳои ниҳол ёфт: sucrose аст, ки дар ҳуҷайраҳои лаблабу шакар ва щамиш шакар, maltose ки дар caryopses љавдор ва ҷав germinated нигоњ дошта мешавад.

Disaccharides доранд таъми ширин ва ба осонӣ дар об ҳалшаванда аст. Polysaccharides, ки ба biopolymers асосан крахмал, селлюлоза, гликогенро ва laminarin иборат аст. Шаклњои сохтории дохил polysaccharides chitin. Функсияи асосии карбогидратҳо дар ҳуҷайра - энергетика. Дар натиҷаи аксуламалҳои hydrolysis ва љисми энергетикӣ polysaccharides ба глюкоза cleaved, ва он гоҳ ба гази карбон ва об oxidized. Дар натиҷа, як грамм Варақаҳои глюкоза 17,6 kJ энергетика ва захираҳои крахмал ва гликогенро мекунанд, аслан обанбор барқ мобилӣ.

Гликогенро аст, асосан дар мушакҳо ва ҷигар ҳуҷайраҳои, крахмал сабзавот супорида - дар бехмева, лампаҳои, реша, тухмиҳо ва бандпойҳо, ба монанди тортанакҳо, ҳашарот ва crustaceans, нақши асосӣ дар таъмини барқ мебозад як trehalose oligosaccharide.

Карбогидратҳо гуногун аз lipids ва сафедањо, қобилияти ба таназзули anoxic мебошанд. паразитҳо одамон ва ҳайвонот - Ин барои организмҳои зинда дар шароити норасоии ё набудани оксиген, ба монанди бактерияҳо anaerobic, ва helminths хеле муҳим аст.

аст, функсияи дигар карбогидратҳо дар ҳуҷайра нест - сохтмон (сохторӣ). Ин дар он аст, ки ин гуна маводҳо дастгирӣ сохторҳои ҳуҷайраҳои вогузошта шудааст. Барои мисол, селлюлоза як қисми деворҳои ҳуҷайра растаниҳо аст, chitin шакли як кузова чодари ва бисёр invertebrates дар ҳуҷайраҳои fungal бо lipids ва сафедањо молекулаҳои ташкил glycocalyx рух медиҳад, olisaharidy якҷоя - маҷмӯи nadmembranny. Он пайвастан - дар байни як ҳуҷайраҳои ҳайвонот clumping, ки боиси ташаккули бофтаи.

Lipids: сохтор ва вазифа

Ин моддаҳои органикӣ, ки hydrophobic (об insoluble) мумкин аст хориҷ карда, i.e. аз ҳуҷайраҳои бо наафтонед nonpolar, ба монанди acetone ё chloroform берун овард. вазифаи lipids дар ҳуҷайра вобаста аст, ки аз се гурӯҳи онҳо аз они: ба равѓанњо, муҳит ё steroids. Равѓанњо дар ҳамаи намудҳои ҳуҷайраҳои бештар маъмул мебошанд.

Ҳайвонот онҳо дар бофтаи равѓан пуст зам, матоъ neural дорои фарбеҳ дар шакли ғилоф myelin аз асабҳо. Он ҳамчунин дар гурда, ҷигар, ҳашарот accumulates - дар бадан фарбеҳ. равѓанњо моеъ - равғанҳо - дид, ки дар бисёре аз тухми растаниҳо: санавбар, арахис, офтобпараст, зайтун. Ба мазмуни lipid дар ҳуҷайраҳои ьудуди аз 5 то 90% (дар бофтаи равѓан ба).

Steroids ва муҳит аз равѓанњо, ки онҳо дар молекулаҳои аз пасмондаҳои кислотаи равғанӣ нест, фарқ мекунанд. Пас, steroids - он гормонҳои cortex adrenal, таъсир булуғ бадан ва он ҷузъҳои testosterone мебошанд. Онҳо ҳамчунин қисми витаминњо (мисол, витамини D) мебошанд.

Вазифаи асосии lipids дар ҳуҷайра - энергетика, сохтмон ва ҳифзи аст. Дар аввал аст, аз сабаби он, ки 1 грамм чарбу дар Шустан медиҳад 38,9 kJ энергетика - хеле бештар аз дигар моддаҳои органикӣ - сафедањо ва карбогидратҳо. Ғайр аз ин, дар oxidation аз 1d фарбеҳ он меистад, қариб 1,1 в. об. Ин аст, ки чаро баъзе аз ҳайвонот ҳастанд, доштани захираи равғанҳои дар ҷисми худ, метавонад бе об бошад, муддати дароз. Масалан, gophers метавонад ғайрифаъол барои беш аз ду моҳ, бидуни ниёз ба об, ва ба шутур об дар гузариши барои 10-12 рӯз бинӯшед, ба воситаи биёбон.

Сохтмони вазифаи lipids дар он аст, ки онҳо қисми таркибии мембранаҳо ҳуҷайра, инчунин як қисми асаб мебошанд вогузошта шудааст. Функсияи муњофизатии lipids мазкур дар он аст, ки дар қабати фарбеҳро дар зери пӯсти атрофи гурда ва дигар мақомоти дохилӣ онҳоро аз осеби механикии муҳофизат мекунад. whales, пломбаю, пломбаю курку: Функсияи гарминигоњдории махсуси хоси ҳайвонҳо, барои муддати дароз будан дар об аст. Пурдарахт қабати равѓан пуст, барои мисол, наҳанг кабуд аст, 0,5 м, дар он чорво муҳофизат аз hypothermia.

Оксиген арзиши дар љисми мобилӣ

организмҳои Aerobic, аз ҷумла аксарияти мутлақи ҳайвонот, наботот ва мард, бо истифода аз оксиген атмосфера барои аксуламалҳои мубодилаи энергия боиси ба Шустан моддаҳои органикӣ ва ҷудо кардани як миқдори муайяни энергия захирашуда дар шакли молекулаҳои аз triphosphate adenosine.

Ҳамин тариқ, oxidation пурраи як хол глюкоза, ки дар cristae mitochondrial рух медиҳад, 2800 kJ энергетика ҷудо карда шудааст, ки аз он 1596 kJ (55%) аст, ки дар шакли молекулаҳои ATP дорои пайвастшавӣ macroergic нигоњ дошта мешавад. Ҳамин тариқ, вазифаи асосии оксиген дар ҳуҷайра - татбиќи respiration aerobic, аст, ки дар бораи як гурӯҳ аксуламалҳои enzymatic асоси ном занҷираи нафас дар organelles рух - mitochondria. Дар организмҳои prokaryotic - бактерияњо phototrophic ва cyanobacteria - oxidation ғизоӣ дар зери таъсири оксиген diffusing ба ҳуҷайраҳои дар protuberances дохилии мембранаҳо плазма ба амал меояд.

Мо Ташкилоти химиявии ҳуҷайраҳои кардааст омӯхта шуда, инчунин равандҳои синтези сафеда ва функсияи оксиген дар љисми энергетика мобилӣ.