Химическая организация клетки

Химическая

организация клетки

• Макроэлементы
• Микроэлементы
• Ультрамикроэлементы.

• Составляют основную массу клетки – 99%. Особенно высока концентрация 4 элементов: кислород, углерод, азот и водород .
• Находятся в клетке в виде ионов . К макроэлементам относятся: ионы кальция, магния, калия, натрия и хлора .

• К ним относятся преимущественно ионы тяжелых металлов , входящие в состав ферментов. Это такие элементы как медь, марганец, кобальт, железо, цинк , а так же бор, фтор, хром, селен, алюминий, кремний, молибден, йод и другие.
• Участвуют в окислительно – восстановительных реакциях

• Концентрация в клетке не превышает 0,000001%.
• Выступают в роли ингибиторов ферментов.
• К ультрамикроэлементам относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие элементы.

Неорганические вещества

• Вода
• Минеральные соли

Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода.

Количество ее составляет от

60 до 95% общей массы клетки

• Вода— универсальный растворитель для полярных веществ, например солей, сахаров, спиртов, кислот и др
• Вода в качестве реагента участвует во многих химических реакциях (фотосинтез, гидролиз)
• Вода практически не сжимаема (в жидком состоянии), и поэтому служит гидростатическим скелетом клетки
• Вода обеспечивает транспорт веществ
• Вода обеспечивает примерное постоянство температуры внутри клетки, т.е. обладает хорошей теплопроводностью и теплоемкостью.

Находятся в клетке в виде анионов и катионов в растворах и в виде соединений с органическими веществами.

Важные для клетки

анионы: Н 2 Р0 4 - , НР0 4 2- , НС0 3 -, NO 3 2- , SO 4 2

катионы: К + , Na + , Са 2+ , Mg 2+ , NH 4 +

• Белки
• Углеводы
• Липиды
• Нуклеиновые кислоты

СЛОВАРЬ

Белки́ (протеи́ны, полипепти́ды) — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью аминокислот.

Википедия

Белки – это нерегулярные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Антуан Франсуа де Фуркруа

основоположник изучения белков

11

Структура

Характеристика структуры

Химические связи

Первичная

Вторичная

Третичная

Четвертичная

• Полипептидная цепь из последовательно соединенных аминокислотных остатков

Связи:

• пептидные

Полипептидная нить закручена в спираль

• α- спираль- плотные витки вокруг длинной оси молекулы
• β –спираль- несколько зигзагообразных полипептидных цепей

Связи:

• водородные

• Нить аминокислот свёртывается и образует клубок или фибриллу, специфичную для каждого белка.

Связи:

• водородные
• дисульфидные
• гидрофобное взаимодействие

• молекулы белков четвертичной структуры состоят из нескольких клубков третичной структур, свёрнутых в один клубок вместе

Связи:

• Ионные
• Водородные
• Гидрофобные связи

СЛОВАРЬ

Денатурация белков

(от лат. de- — приставка, означающая отделение, удаление и лат. nature — природа) — потеря белковыми веществами их естественных свойств (растворимости, гидрофильности и др.) вследствие нарушения пространственной структуры их молекул.

• Белки в клетке выполняют множество функций, имеют сложное строение.
• Без белков жизнь клетки невозможна

СЛОВАРЬ

Ренатурация белков

Полное восстановление структуры белка

Углеводы - группа органических соединений

СЛОВАРЬ

Содержание углеводов в клетках

В растительных клетках: в листьях, плодах, семенах или клубнях картофеля – 90% от массы сухого вещества;

В животных клетках – 1-2% от массы сухого вещества.

Классификация углеводов

Группы углеводов

Особенности

строения молекулы

Моносахариды

Свойства углеводов

Число атомов С

С3-триозы

С4-тетрозы

С5-пентозы

С6-гексозы

Олигосахариды

Бесцветны, хорошо растворимы в воде, имеют сладкий вкус.

Сложные углеводы. Содержат от 2 до 10 моносахаридных остатков

Полисахариды

Хорошо растворяются в воде, имеют сладкий вкус.

Сложные углеводы, состоящие из большого числа мономеров-простых сахаров и их производных

С увеличением числа мономерных звеньев растворимость уменьшается, исчезает сладкий вкус. Появляется способность ослизняться и набухать

Функции углеводов

1. Энергетическая.

Углеводы являются непременным компонентом рациона человека , при расщеплении 1г углеводов освобождается 17 , 6 кДж энергии .

2. Структурная.

Клеточная стенка растений состоит из полисахарида целлюлозы.

3. Запасающая.

Крахмал и гликоген являются запасными продуктами у растений и животных

СЛОВАРЬ

- (от греч. lípos — жир), жироподобные вещества, входящие в состав всех живых клеток и играющие важную роль в жизненных процессах.

1. Структурная. Фосфолипиды вместе с белками образуют биологические мембраны. В состав мембран входят также стеролы.

2. Энергетическая. При окислении жиров высвобождается большое количество энергии, которая идет на образование АТФ. В форме липидов хранится значительная часть энергетических запасов организма, которые расходуются при недостатке питательных веществ.

3. Защитная и теплоизоляционная. Накапливаясь в подкожной клетчатке и вокруг некоторых органов (почек, кишечника), жировой слой защищает организм животных и его отдельные органы от механических повреждений.

4. Смазывающая и водоотталкивающая. Воск покрывает кожу, шерсть, перья, делает их более эластичными и предохраняет от влаги. Восковой налет имеют листья и плоды многих растений.

5. Регуляторная. Многие гормоны являются производными холестерола, например половые (тестостерон у мужчин и прогестерон у женщин) и кортикостероиды (альдостерон). Производные холестерола, витамин D играют ключевую роль в обмене кальция и фосфора. Желчные кислоты участвуют в процессах пищеварения (эмульгирование жиров) и всасывания высших карбоновых кислот.

СЛОВАРЬ

(от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов (мономеров)

Википедия

В 1868г швейцарский врач И.Ф.Мишер в ядрах лейкоцитов обнаружил вещества, обладающие кислотными свойствами, которые в 1889г Р.Альтман назвал ядерными (нуклеиновыми) кислотами

И.Ф.Мишер

Хранение (носители) генетической информации

Участие в реализации генетической информации (синтез белка)

Передача генетической информации дочерними клетками при делении клеток и организмам при их размножении

Остаток фосфорной кислоты

Азотистое основание

Углевод

Нуклеиновые кислоты

ДНК – дезоксирибонуклеиновая

кислота

РНК

рибонуклеиновая кислота

Расположение :

• У прокариот – в цитоплазме
• У эукариот – в ядре и самоудваивающихся органоидах (митохондриях, пластидах, клеточном центре)

Функции:

• хранение и передача генетической информации
• Участие в реализации генетической информации

Стурктура:

• первичная
• вторичная
• третичная

РНК

иРНК (мРНК)

рРНК

тРНК

Структурная (формирование рибосом), участие в синтезе белковой (полипептидной) цепи

Транспорт аминокислоты к месту синтеза белковый цепи, узнавание кодона на иРНК

Перенос генетической информации от ДНК к рибосомам

В цитоплазме

В цитоплазме

В рибосомах

Сравнение ДНК и РНК

Сравнение ДНК и РНК

Сравниваемые признаки

ДНК

РНК

Нуклеотиды

Азотистые основания

Количество полинуклеотидных цепей в молекуле

Локализация в клетке

• Нуклеиновые кислоты выполняют важнейшую биологическую роль в клетке