Éléments biologiquement importants de la cellule. Quels sont les éléments chimiques dans la cellule. Le carbone en tant qu'élément fait partie de

Dans le corps humain, 86 éléments du système périodique de Mendeleev ont été trouvés, qui sont constamment présents, dont 25 sont nécessaires à la vie normale, dont 18 sont absolument et 7 sont utiles. Professeur V.R. Williams les appelait les éléments de la vie.

La composition des substances impliquées dans les réactions associées à la vie cellulaire comprend tous les éléments chimiques connus, la plupart étant de l'oxygène (65 - 75%), du carbone (15 - 18%), de l'hydrogène (8 - 10%) et de l'azote (1 .5 - 3.0%). Les éléments restants sont divisés en 2 groupes : les macroéléments (environ 1,9 %) et les microéléments (environ 0,1 %). Les macronutriments sont le soufre, le phosphore, le chlore, le potassium, le sodium, le magnésium, le calcium et le fer, les microéléments sont le zinc, le cuivre, l'iode, le fluor, le manganèse, le sélénium, le cobalt, le molybdène, le strontium, le nickel, le chrome, le vanadium, etc. peu nombreux, mais jouent un rôle important - ils affectent le métabolisme. Sans eux, le fonctionnement normal de chaque cellule individuellement et de l'organisme dans son ensemble est impossible.

Tableau des éléments chimiques dans le corps humain, leur rôle

		Part en masse totale %	Le rôle ou la fonction des éléments dans le corps humain
Éléments de base du corps humain
Oxygène			Requis pour les réactions d'oxydation, principalement pour le processus de respiration. Il est présent dans la plupart des substances organiques et dans l'eau.
			Forme la charpente des molécules de substances organiques.
			Présent dans la plupart des composés organiques et dans l'eau.
			Composant de toutes les protéines, acides nucléiques et de nombreuses autres substances organiques.
			Composant structurel des os et des dents. Important pour la conduite des impulsions nerveuses à travers les synapses, les processus de coagulation sanguine, la contraction musculaire, la fécondation.
			Composant d'acides nucléiques, de phospholipides, de nucléotides impliqués dans le transfert d'énergie. Composant structurel des os.
			Le cation intracellulaire le plus important. Nécessaire pour conduire les impulsions nerveuses. Composant de la plupart des protéines.
			C'est le transport d'énergie de la cellule, car elle peut transporter des électrons d'oxygène et des groupes méthyle. Fournit une protection des tissus et des cellules contre les processus oxydatifs.
			Le cation extracellulaire le plus important. Participe à la régulation du mouvement des fluides entre les parties du corps, ainsi qu'à la conduction de l'influx nerveux.
Microéléments du corps
			Cofacteur pour les enzymes (kinases).
			L'anion le plus important dans le liquide interstitiel. Il est également important pour maintenir l'équilibre osmotique. Participe au transport de l'oxygène avec le sang (déplacement des chlorures).
		traces	Composant de l'hémoglobine et de la myoglobine. Porteur d'électrons. Cofacteur enzymatique (catalase).
		traces	Composant des hormones thyroïdiennes.
		traces	Composant vitamine B 12
Les autres oligo-éléments comprennent le manganèse (Mn), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le fluor (F), le molybdène (Mo) et le sélénium (Se).

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Une source d'information : Biologie humaine en diagrammes / V.R. Pickering - 2003.

Dans les cellules de différents organismes, environ 70 éléments du tableau périodique des éléments de D. I. Mendeleev ont été trouvés, mais seuls 24 d'entre eux ont une valeur bien établie et se retrouvent constamment dans tous les types de cellules.

La plus grande gravité spécifique dans la composition élémentaire de la cellule est l'oxygène, le carbone, l'hydrogène et l'azote. Ce sont les soi-disant principale ou alors biogéniqueéléments. Ces éléments représentent plus de 95 % de la masse des cellules et leur teneur relative dans la matière vivante est beaucoup plus élevée que dans la croûte terrestre. Le calcium, le phosphore, le soufre, le potassium, le chlore, le sodium, le magnésium, l'iode et le fer sont également vitaux. Leur contenu dans la cellule est calculé en dixièmes et centièmes de pour cent. Les éléments listés forment un groupe macronutriments.

D'autres éléments chimiques : cuivre, manganèse, molybdène, cobalt, zinc, bore, fluor, chrome, sélénium, aluminium, iode, fer, silicium - se trouvent en quantités extrêmement faibles (moins de 0,01 % de la masse cellulaire). Ils appartiennent au groupe oligo-éléments.

Le pourcentage de tel ou tel élément dans le corps ne caractérise en rien le degré de son importance et de sa nécessité dans le corps. Ainsi, par exemple, de nombreux oligo-éléments font partie de diverses substances biologiquement actives - enzymes, vitamines (le cobalt fait partie de la vitamine B12), hormones (l'iode fait partie de la thyroxine); affectent la croissance et le développement des organismes (zinc, manganèse, cuivre ), hématopoïèse (fer, cuivre), processus de respiration cellulaire (cuivre, zinc), etc. Le contenu et l'importance pour la vie des cellules et du corps dans son ensemble de divers éléments chimiques sont donnés dans le tableau:

Les éléments chimiques les plus importants de la cellule

Élément	Symbole	Contenu approximatif, %	Signification pour la cellule et l'organisme
Oxygène	O	62	Compris dans l'eau et la matière organique; impliqué dans la respiration cellulaire
Carbone	C	20	Inclus dans toutes les substances organiques
Hydrogène	H	10	Compris dans l'eau et la matière organique; participe aux processus de conversion d'énergie
Azote	N	3	Inclus dans les acides aminés, les protéines, les acides nucléiques, l'ATP, la chlorophylle, les vitamines
Calcium	Californie	2,5	Il fait partie de la paroi cellulaire des plantes, des os et des dents, augmente la coagulation du sang et la contractilité des fibres musculaires
Phosphore	P	1,0	Inclus dans le tissu osseux et l'émail des dents, les acides nucléiques, l'ATP, certaines enzymes
Soufre	S	0,25	Inclus dans les acides aminés (cystéine, cystine et méthionine), certaines vitamines, participe à la formation de liaisons disulfure dans la formation de la structure tertiaire des protéines
Potassium	K	0,25	Il est contenu dans la cellule uniquement sous forme d'ions, active les enzymes de synthèse des protéines, provoque un rythme normal de l'activité cardiaque, participe aux processus de photosynthèse, génération de potentiels bioélectriques
Chlore	CL	0,2	L'ion négatif prédomine dans le corps des animaux. Composant d'acide chlorhydrique dans le suc gastrique
Sodium	N / A	0,1	Contenu dans la cellule uniquement sous forme d'ions, provoque un rythme normal de l'activité cardiaque, affecte la synthèse des hormones
Magnésium	mg	0,07	Inclus dans les molécules de chlorophylle, ainsi que dans les os et les dents, active le métabolisme énergétique et la synthèse de l'ADN
Iode	je	0,01	Inclus dans les hormones thyroïdiennes
Fer	Fe	Traces	Il fait partie de nombreuses enzymes, l'hémoglobine et la myoglobine, participe à la biosynthèse de la chlorophylle, au transport des électrons, aux processus de respiration et de photosynthèse
Cuivre	Cu	Traces	Inclus dans la composition des hémocyanines chez les invertébrés, dans la composition de certaines enzymes, participe aux processus d'hématopoïèse, de photosynthèse, de synthèse d'hémoglobine
Manganèse	Mn	Traces	Il fait partie ou augmente l'activité de certaines enzymes, participe au développement des os, à l'assimilation de l'azote et au processus de photosynthèse
Molybdène	mois	Traces	Il fait partie de certaines enzymes (nitrate réductase), participe aux processus de liaison de l'azote atmosphérique par les bactéries nodulaires
Cobalt	co	Traces	Inclus dans la vitamine B12, participe à la fixation de l'azote atmosphérique par les bactéries nodulaires
Bor	B	Traces	Influence les processus de croissance des plantes, active les enzymes réparatrices de la respiration
Zinc	Zn	Traces	Il fait partie de certaines enzymes qui décomposent les polypeptides, participe à la synthèse des hormones végétales (auxines) et à la glycolyse
Fluor	F	Traces	Une partie de l'émail des dents et des os

>> Chimie : Éléments chimiques dans les cellules des organismes vivants

Plus de 70 éléments ont été retrouvés dans la composition des substances qui forment les cellules de tous les organismes vivants (humains, animaux, végétaux). Ces éléments sont généralement divisés en deux groupes : les macroéléments et les microéléments.

Les macronutriments se trouvent dans les cellules en grande quantité. Ce sont tout d'abord le carbone, l'oxygène, l'azote et l'hydrogène. Au total, ils représentent près de 98% du contenu total de la cellule. En plus de ces éléments, les macronutriments comprennent également le magnésium, le potassium, le calcium, le sodium, le phosphore, le soufre et le chlore. Leur teneur totale est de 1,9 %. Ainsi, la part des autres éléments chimiques représente environ 0,1 %. Ce sont des micronutriments. Ceux-ci comprennent le fer, le zinc, le manganèse, le bore, le cuivre, l'iode, le cobalt, le brome, le fluor, l'aluminium, etc.

23 oligo-éléments ont été retrouvés dans le lait des mammifères : lithium, rubidium, cuivre, argent, baryum, strontium, titane, arsenic, vanadium, chrome, molybdène, iode, fluor, manganèse, fer, cobalt, nickel, etc.

La composition du sang des mammifères comprend 24 microéléments et la composition du cerveau humain - 18 microéléments.

Comme vous pouvez le voir, il n'y a pas d'éléments spéciaux dans la cellule qui ne soient caractéristiques que de la nature vivante, c'est-à-dire qu'au niveau atomique, il n'y a pas de différences entre la nature vivante et la nature inanimée. Ces différences ne se trouvent qu'au niveau des substances complexes - au niveau moléculaire. Ainsi, en plus des substances inorganiques (eau et sels minéraux), les cellules des organismes vivants contiennent des substances qui ne leur sont caractéristiques que - des substances organiques (protéines, lipides, glucides, acides nucléiques, vitamines, hormones, etc.). Ces substances sont constituées principalement de carbone, d'hydrogène, d'oxygène et d'azote, c'est-à-dire de macroéléments. Les oligo-éléments sont contenus dans ces substances en petites quantités, cependant, leur rôle dans la vie normale des organismes est énorme. Par exemple, les composés de bore, de manganèse, de zinc et de cobalt augmentent considérablement le rendement des plantes agricoles individuelles et augmentent leur résistance à diverses maladies.

L'homme et les animaux reçoivent les oligo-éléments dont ils ont besoin pour une vie normale grâce aux plantes dont ils se nourrissent. S'il n'y a pas assez de manganèse dans les aliments, un retard de croissance, un ralentissement de l'apparition de la puberté et des troubles métaboliques lors de la formation du squelette sont possibles. L'ajout de fractions de milligramme de sels de manganèse à l'alimentation quotidienne des animaux élimine ces maladies.

Le cobalt fait partie de la vitamine B12, qui est responsable du travail des organes hématopoïétiques. Le manque de cobalt dans les aliments provoque souvent une maladie grave qui entraîne l'épuisement du corps et même la mort.

L'importance des oligo-éléments pour l'homme a été révélée pour la première fois dans l'étude d'une maladie telle que le goitre endémique, causée par un manque d'iode dans les aliments et l'eau. L'apport de sel contenant de l'iode conduit à la guérison et son ajout aux aliments en petites quantités prévient la maladie. A cet effet, du sel de table iodé est utilisé, auquel 0,001-0,01% d'iodure de potassium est ajouté.

La composition de la plupart des catalyseurs enzymatiques biologiques comprend du zinc, du molybdène et certains autres métaux. Ces éléments, contenus dans les cellules des organismes vivants en très faible quantité, assurent le fonctionnement normal des mécanismes biochimiques les plus fins, et sont de véritables régulateurs des processus vitaux.

De nombreux oligo-éléments sont contenus dans les vitamines - des substances organiques de diverses natures chimiques, qui pénètrent dans le corps avec de la nourriture à petites doses et ont une grande influence sur le métabolisme et l'activité vitale globale du corps. Dans leur action biologique, ils sont proches des enzymes, mais les enzymes sont formées par les cellules du corps et les vitamines proviennent généralement des aliments. Les plantes servent de sources de vitamines : agrumes, églantier, persil, oignons, ail et bien d'autres. Certaines vitamines - A, B1, B2, K - sont obtenues par synthèse. Les vitamines tirent leur nom de deux mots : vita - vie et amine - contenant de l'azote.

Les oligo-éléments font également partie des hormones - des substances biologiquement actives qui régulent le fonctionnement des organes et des systèmes d'organes humains et animaux. Ils tirent leur nom du mot grec harmao - je gagne. Les hormones sont produites par les glandes endocrines et pénètrent dans le sang, qui les transporte dans tout le corps. Certaines hormones sont obtenues par synthèse.

1. Macroéléments et microéléments.

2. Le rôle des oligo-éléments dans la vie des plantes, des animaux et des humains.

3. Substances organiques : protéines, lipides, glucides.

4. Enzymes.

5. Vitamines.

6. Hormones.

A quel niveau des formes d'existence d'un élément chimique commence la différence entre la nature animée et la nature inanimée ?

Pourquoi les macronutriments individuels sont-ils également appelés biogéniques ? Listez-les.

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Instruction

Les principaux éléments présents dans les cellules sont l'hydrogène, le carbone, l'oxygène et l'azote. Ces éléments chimiques sont dits biogéniques, car ils jouent un rôle déterminant dans la vie des cellules. Ils représentent quatre-vingt-quinze pour cent de la masse cellulaire totale. Ces éléments sont complétés par des substances telles que le soufre et le phosphore qui, avec les éléments biogéniques, forment les molécules des principaux composés organiques des cellules.

La présence de macronutriments est tout aussi importante pour le fonctionnement. Leur nombre est faible, moins d'un pour cent de la masse totale, mais inestimable. Les macronutriments comprennent des substances telles que le sodium, le potassium, le chlore, le magnésium et le calcium.

Tous les macronutriments se trouvent dans les cellules sous forme d'ions et sont directement impliqués dans un certain nombre de processus cellulaires, par exemple, les ions calcium sont impliqués dans les contractions musculaires, les fonctions motrices et la coagulation sanguine, et les ions sont responsables du travail des ribosomes. Les cellules végétales ne peuvent pas non plus se passer de magnésium - il fait partie de la chlorophylle et assure le fonctionnement des mitochondries. Le sodium et le potassium, éléments présents dans les cellules humaines, sont à leur tour responsables de la transmission de l'influx nerveux et du rythme cardiaque.

Les micro-éléments n'ont pas une signification fonctionnelle moins importante - des substances qui ne dépassent pas leur contenu d'un centième de pour cent de la masse totale des cellules. Ce sont le fer, le zinc, le manganèse, le cuivre, le cobalt, le zinc et, pour un certain type de cellule, également le bore, l'aluminium, le chrome, le fluor, le sélénium, le molybdène, l'iode et le silicium.

L'importance des éléments qui composent les cellules ne se reflète pas en termes de pourcentage. Par exemple, sans cuivre, le fonctionnement des processus redox sera une grande question, de plus, cet élément, malgré sa faible teneur en cellules, est d'une grande importance dans la vie des mollusques, étant responsable du transport de l'oxygène dans tout le corps.

Le fer est le même oligo-élément que le cuivre et sa teneur dans les cellules est faible. Mais sans cette substance, une personne en bonne santé est tout simplement impossible à imaginer. L'hème de l'hémoglobine et de nombreuses enzymes ne peuvent pas se passer de cet élément. Le fer est également un transporteur d'électrons.

Les cellules d'algues, d'éponges, de prêles et de mollusques ont besoin d'un élément tel que le silicium. Son rôle chez les vertébrés n'est pas moins prononcé - sa teneur la plus élevée se trouve dans les ligaments et le cartilage. Le fluor se trouve en grande quantité dans les cellules de l'émail des dents et des os, et le bore est responsable de la croissance des organismes végétaux. Même le plus petit contenu d'oligo-éléments dans les cellules a sa propre signification et joue son rôle discret mais important.

Cellule : composition chimique, structure, fonctions des organites.

La composition chimique de la cellule. Macro- et microéléments. La relation entre la structure et les fonctions des substances inorganiques et organiques (protéines, acides nucléiques, glucides, lipides, ATP) qui composent la cellule. Le rôle des produits chimiques dans la cellule et le corps humain.

Les organismes sont constitués de cellules. Les cellules de différents organismes ont une composition chimique similaire. Le tableau 1 présente les principaux éléments chimiques présents dans les cellules des organismes vivants.

Tableau 1. Le contenu des éléments chimiques dans une cellule

Élément	Quantité, %	Élément	Quantité, %
Oxygène	65-75	Calcium	0,04-2,00
Carbone	15-18	Magnésium	0,02-0,03
Hydrogène	8-10	Sodium	0,02-0,03
Azote	1,5-3,0	Fer	0,01-0,015
Phosphore	0,2-1,0	Zinc	0,0003
Potassium	0,15-0,4	Cuivre	0,0002
Soufre	0,15-0,2	iode	0,0001
Chlore	0,05-0,10	Fluor	0,0001

Le premier groupe comprend l'oxygène, le carbone, l'hydrogène et l'azote. Ils représentent près de 98% de la composition totale de la cellule.

Le deuxième groupe comprend le potassium, le sodium, le calcium, le soufre, le phosphore, le magnésium, le fer, le chlore. Leur contenu dans la cellule est de dixièmes et centièmes de pour cent. Les éléments de ces deux groupes appartiennent à macronutriments(du grec. macro- grande).

Les éléments restants, représentés dans la cellule par des centièmes et des millièmes de pour cent, sont inclus dans le troisième groupe. C'est oligo-éléments(du grec. micro- petit).

Aucun élément inhérent uniquement à la nature vivante n'a été trouvé dans la cellule. Tous ces éléments chimiques font également partie de la nature inanimée. Cela indique l'unité de la nature animée et inanimée.

L'absence de tout élément peut entraîner la maladie, voire la mort du corps, puisque chaque élément joue un rôle spécifique. Les macronutriments du premier groupe constituent la base des biopolymères - protéines, glucides, acides nucléiques et lipides, sans lesquels la vie est impossible. Le soufre fait partie de certaines protéines, le phosphore fait partie des acides nucléiques, le fer fait partie de l'hémoglobine et le magnésium fait partie de la chlorophylle. Le calcium joue un rôle important dans le métabolisme.

Une partie des éléments chimiques contenus dans la cellule fait partie des substances inorganiques - sels minéraux et eau.

des sels minéraux sont dans la cellule, en règle générale, sous la forme de cations (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) et d'anions (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3 ), dont le rapport détermine l'acidité du milieu, importante pour la vie des cellules.

(Dans de nombreuses cellules, le milieu est légèrement alcalin et son pH ne change guère, car un certain rapport de cations et d'anions y est constamment maintenu.)

Parmi les substances inorganiques présentes dans la faune, un rôle énorme est joué par l'eau.

La vie est impossible sans eau. Il constitue une masse importante de la plupart des cellules. Beaucoup d'eau est contenue dans les cellules du cerveau et des embryons humains : plus de 80 % d'eau ; dans les cellules du tissu adipeux - seulement 40% Avec la vieillesse, la teneur en eau des cellules diminue. Une personne qui perd 20% d'eau meurt.

Les propriétés uniques de l'eau déterminent son rôle dans le corps. Il est impliqué dans la thermorégulation, qui est due à la capacité calorifique élevée de l'eau - la consommation d'une grande quantité d'énergie lorsqu'elle est chauffée. Qu'est-ce qui détermine la capacité calorifique élevée de l'eau?

Dans une molécule d'eau, un atome d'oxygène est lié par covalence à deux atomes d'hydrogène. La molécule d'eau est polaire car l'atome d'oxygène a une charge partiellement négative et chacun des deux atomes d'hydrogène a

Charge partiellement positive. Une liaison hydrogène se forme entre l'atome d'oxygène d'une molécule d'eau et l'atome d'hydrogène d'une autre molécule. Les liaisons hydrogène assurent la connexion d'un grand nombre de molécules d'eau. Lorsque l'eau est chauffée, une partie importante de l'énergie est dépensée pour rompre les liaisons hydrogène, ce qui détermine sa capacité calorifique élevée.

Eau - bon solvant. En raison de la polarité, ses molécules interagissent avec des ions chargés positivement et négativement, contribuant ainsi à la dissolution de la substance. En ce qui concerne l'eau, toutes les substances de la cellule sont divisées en hydrophiles et hydrophobes.

hydrophile(du grec. hydraulique- l'eau et fileo- amour) sont appelées substances qui se dissolvent dans l'eau. Ceux-ci incluent les composés ioniques (par exemple les sels) et certains composés non ioniques (par exemple les sucres).

hydrophobe(du grec. hydraulique- l'eau et Phobos- peur) sont appelées substances insolubles dans l'eau. Ceux-ci comprennent, par exemple, les lipides.

L'eau joue un rôle important dans les réactions chimiques qui ont lieu dans la cellule dans les solutions aqueuses. Il dissout les produits métaboliques indésirables du corps et contribue ainsi à leur élimination du corps. La forte teneur en eau de la cellule lui confère élasticité. L'eau facilite le mouvement de diverses substances à l'intérieur de la cellule ou d'une cellule à l'autre.

Les corps de nature animée et inanimée sont constitués des mêmes éléments chimiques. La composition des organismes vivants comprend des substances inorganiques - eau et sels minéraux. Les nombreuses fonctions vitales de l'eau dans une cellule sont dues aux particularités de ses molécules : leur polarité, leur capacité à former des liaisons hydrogène.

COMPOSANTS INORGANIQUES DE LA CELLULE

Autre type de classement des éléments dans une cellule :

Les macronutriments comprennent l'oxygène, le carbone, l'hydrogène, le phosphore, le potassium, le soufre, le chlore, le calcium, le magnésium, le sodium et le fer.
Les microéléments comprennent le manganèse, le cuivre, le zinc, l'iode et le fluor.
Les ultramicroéléments comprennent l'argent, l'or, le brome, le sélénium.

ÉLÉMENTS	CONTENU DANS LE CORPS (%)	IMPORTANCE BIOLOGIQUE
Macronutriments :
O.C.H.N	O - 62 %, C - 20 %, H - 10 %, N - 3 %	Ils font partie de toutes les substances organiques de la cellule, l'eau
Phosphore R	1,0	Ils font partie des acides nucléiques, de l'ATP (forme des liaisons macroergiques), des enzymes, du tissu osseux et de l'émail dentaire
Calcium Ca +2	2,5	Chez les plantes, il fait partie de la membrane cellulaire, chez les animaux, il fait partie des os et des dents, il active la coagulation du sang
Oligo-éléments :	1-0,01
Soufre S	0,25	Contient des protéines, des vitamines et des enzymes
Potassium K+	0,25	Provoque la conduction de l'influx nerveux; activateur des enzymes de synthèse des protéines, processus de photosynthèse, croissance des plantes
Chlore CI -	0,2	Est un composant du suc gastrique sous forme d'acide chlorhydrique, active les enzymes
Sodium Na+	0,1	Fournit la conduction de l'influx nerveux, maintient la pression osmotique dans la cellule, stimule la synthèse des hormones
Magnésium Mg +2	0,07	Inclus dans la molécule de chlorophylle, présente dans les os et les dents, active la synthèse de l'ADN, le métabolisme énergétique
Iode I -	0,1	Il fait partie de l'hormone thyroïdienne - la thyroxine, affecte le métabolisme
Fer Fe+3	0,01	Il fait partie de l'hémoglobine, de la myoglobine, du cristallin et de la cornée de l'œil, un activateur enzymatique, et participe à la synthèse de la chlorophylle. Assure le transport de l'oxygène vers les tissus et les organes
Ultramicroéléments :	moins de 0,01, traces
Cuivre Si +2		Participe aux processus d'hématopoïèse, de photosynthèse, catalyse les processus oxydatifs intracellulaires
Manganèse Mn		Augmente le rendement des plantes, active le processus de photosynthèse, affecte les processus d'hématopoïèse
Bor V		Influence les processus de croissance des plantes
Fluor F		Il fait partie de l'émail des dents, avec une carence, la carie se développe, avec un excès - fluorose
Substance :
H 2 0	60-98	Il constitue le milieu interne de l'organisme, participe aux processus d'hydrolyse, structure la cellule. Solvant universel, catalyseur, participant aux réactions chimiques

COMPOSANTS ORGANIQUES D'UNE CELLULE

SUBSTANCES	STRUCTURE ET PROPRIETES	LES FONCTIONS
Lipides
	Esters d'acides gras supérieurs et de glycérol. Les phospholipides contiennent également un résidu H 3 PO4 Ils ont des propriétés hydrophobes ou hydrophiles-hydrophobes, une forte intensité énergétique	Construction- forme une couche bilipidique de toutes les membranes. Énergie. Thermorégulation. Protecteur. Hormonale(corticoïdes, hormones sexuelles). Composants des vitamines D, E. Source d'eau dans le corps Réserve de nutriments
Les glucides
Monosaccharides : glucose, fructose, ribose, désoxyribose	Bien soluble dans l'eau	Énergie
Disaccharides : saccharose, maltose (sucre de malt)	Soluble dans l'eau	Composants de l'ADN, de l'ARN, de l'ATP
Polysaccharides : amidon, glycogène, cellulose	Peu soluble ou insoluble dans l'eau	Réserve de nutriments. Construction - la coquille d'une cellule végétale
Écureuils	Polymères. Monomères - 20 acides aminés.	Les enzymes sont des biocatalyseurs.
	Je structure - la séquence d'acides aminés dans la chaîne polypeptidique. Communication - peptide - CO- NH-	Construction - font partie des structures membranaires, les ribosomes.
	Structure II - un-hélice, liaison - hydrogène	Moteur (protéines musculaires contractiles).
	Structure III - configuration spatiale un- spirales (globule). Liaisons - ioniques, covalentes, hydrophobes, hydrogène	Transport (hémoglobine). Protecteur (anticorps) Régulateur (hormones, insuline)
	La structure IV n'est pas caractéristique de toutes les protéines. Connexion de plusieurs chaînes polypeptidiques en une seule superstructure, peu solubles dans l'eau. L'action des températures élevées, des acides concentrés et des alcalis, des sels de métaux lourds provoque une dénaturation
Acides nucléiques:	Biopolymères. Constitué de nucléotides
ADN - acide désoxy-ribonucléique.	La composition du nucléotide: désoxyribose, bases azotées - adénine, guanine, cytosine, thymine, résidu d'acide phosphorique - H 3 PO 4. Complémentarité des bases azotées A \u003d T, G \u003d C. Double hélice. Capable de s'auto-doubler	Ils forment des chromosomes. Stockage et transmission d'informations héréditaires, code génétique. Biosynthèse d'ARN, protéines. Encode la structure primaire d'une protéine. Contenu dans le noyau, les mitochondries, les plastes
ARN - acide ribonucléique.	Composition nucléotidique: ribose, bases azotées - adénine, guanine, cytosine, uracile, résidu H 3 RO 4. Complémentarité des bases azotées A \u003d U, G \u003d C. Une chaîne
ARN messager		Transfert d'informations sur la structure primaire de la protéine, impliquée dans la biosynthèse des protéines
ARN ribosomal		Construit le corps du ribosome
ARN de transfert		Encode et transporte les acides aminés vers le site de synthèse des protéines - le ribosome
ARN et ADN viraux		L'appareil génétique des virus

Structure des protéines

Enzymes.

La fonction la plus importante des protéines est catalytique. Les molécules de protéines qui augmentent le taux de réactions chimiques dans une cellule de plusieurs ordres de grandeur sont appelées enzymes. Pas un seul processus biochimique dans le corps ne se produit sans la participation d'enzymes.

Plus de 2000 enzymes ont été découvertes à ce jour. Leur efficacité est plusieurs fois supérieure à l'efficacité des catalyseurs inorganiques utilisés dans la production. Ainsi, 1 mg de fer dans la composition de l'enzyme catalase remplace 10 tonnes de fer inorganique. La catalase augmente la vitesse de décomposition du peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2) de 10 11 fois. L'enzyme catalysant la formation d'acide carbonique (CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3) accélère la réaction de 10 7 fois.

Une propriété importante des enzymes est la spécificité de leur action ; chaque enzyme catalyse une seule ou un petit groupe de réactions similaires.

La substance sur laquelle agit une enzyme s'appelle substrat. Les structures de la molécule d'enzyme et du substrat doivent correspondre exactement l'une à l'autre. Ceci explique la spécificité de l'action des enzymes. Lorsqu'un substrat est associé à une enzyme, la structure spatiale de l'enzyme change.

La séquence d'interaction entre l'enzyme et le substrat peut être représentée schématiquement :

Substrat+Enzyme - Complexe Enzyme-substrat - Enzyme+Produit.

On peut voir sur le diagramme que le substrat se combine avec l'enzyme pour former un complexe enzyme-substrat. Dans ce cas, le substrat est transformé en une nouvelle substance - le produit. Au stade final, l'enzyme est libérée du produit et interagit à nouveau avec la molécule de substrat suivante.

Les enzymes ne fonctionnent qu'à une certaine température, concentration de substances, acidité de l'environnement. Une modification des conditions entraîne une modification de la structure tertiaire et quaternaire de la molécule protéique et, par conséquent, la suppression de l'activité enzymatique. Comment cela peut-il arriver? Seule une certaine partie de la molécule d'enzyme a une activité catalytique, appelée centre actif. Le centre actif contient de 3 à 12 résidus d'acides aminés et est formé à la suite de la courbure de la chaîne polypeptidique.

Sous l'influence de divers facteurs, la structure de la molécule d'enzyme change. Dans ce cas, la configuration spatiale du centre actif est perturbée et l'enzyme perd son activité.

Les enzymes sont des protéines qui agissent comme des catalyseurs biologiques. Grâce aux enzymes, la vitesse des réactions chimiques dans les cellules augmente de plusieurs ordres de grandeur. Une propriété importante des enzymes est la spécificité d'action dans certaines conditions.

Acides nucléiques.

Les acides nucléiques ont été découverts dans la seconde moitié du XIXe siècle. Le biochimiste suisse F. Miescher, qui a isolé une substance à haute teneur en azote et en phosphore des noyaux des cellules et l'a appelée "nucléine" (du lat. noyau- coeur).

Les acides nucléiques stockent des informations héréditaires sur la structure et le fonctionnement de chaque cellule et de tous les êtres vivants sur Terre. Il existe deux types d'acides nucléiques - l'ADN (acide désoxyribonucléique) et l'ARN (acide ribonucléique). Les acides nucléiques, comme les protéines, sont spécifiques à l'espèce, c'est-à-dire que les organismes de chaque espèce ont leur propre type d'ADN. Pour découvrir les raisons de la spécificité d'espèce, considérons la structure des acides nucléiques.

Les molécules d'acide nucléique sont de très longues chaînes composées de plusieurs centaines, voire de millions de nucléotides. Tout acide nucléique ne contient que quatre types de nucléotides. Les fonctions des molécules d'acide nucléique dépendent de leur structure, de leurs nucléotides constitutifs, de leur nombre dans la chaîne et de la séquence du composé dans la molécule.

Chaque nucléotide est composé de trois composants : une base azotée, un glucide et de l'acide phosphorique. Chaque nucléotide d'ADN contient l'un des quatre types de bases azotées (adénine - A, thymine - T, guanine - G ou cytosine - C), ainsi qu'un glucide désoxyribose et un résidu d'acide phosphorique.

Ainsi, les nucléotides d'ADN ne diffèrent que par le type de base azotée.

La molécule d'ADN se compose d'un grand nombre de nucléotides reliés en chaîne dans une certaine séquence. Chaque type de molécule d'ADN a son propre nombre et sa propre séquence de nucléotides.

Les molécules d'ADN sont très longues. Par exemple, un enregistrement littéral de la séquence nucléotidique dans les molécules d'ADN d'une cellule humaine (46 chromosomes) nécessiterait un livre d'environ 820 000 pages. L'alternance de quatre types de nucléotides peut former un nombre infini de variants de molécules d'ADN. Ces caractéristiques de la structure des molécules d'ADN leur permettent de stocker une énorme quantité d'informations sur tous les signes d'organismes.

En 1953, le biologiste américain J. Watson et le physicien anglais F. Crick ont ​​créé un modèle pour la structure de la molécule d'ADN. Les scientifiques ont découvert que chaque molécule d'ADN se compose de deux brins interconnectés et torsadés en spirale. Cela ressemble à une double hélice. Dans chaque chaîne, quatre types de nucléotides alternent dans une séquence spécifique.

La composition en nucléotides de l'ADN diffère selon les types de bactéries, de champignons, de plantes et d'animaux. Mais elle n'évolue pas avec l'âge, elle dépend peu des modifications de l'environnement. Les nucléotides sont appariés, c'est-à-dire que le nombre de nucléotides d'adénine dans toute molécule d'ADN est égal au nombre de nucléotides de thymidine (A-T) et le nombre de nucléotides de cytosine est égal au nombre de nucléotides de guanine (C-G). Cela est dû au fait que la connexion de deux chaînes entre elles dans une molécule d'ADN obéit à une certaine règle, à savoir : l'adénine d'une chaîne est toujours reliée par deux liaisons hydrogène uniquement avec la Thymine de l'autre chaîne, et la guanine par trois liaisons hydrogène. les liaisons avec la cytosine, c'est-à-dire que les chaînes nucléotidiques d'une molécule d'ADN sont complémentaires, se complètent.

Molécules d'acide nucléique - L'ADN et l'ARN sont constitués de nucléotides. La composition des nucléotides d'ADN comprend une base azotée (A, T, G, C), un hydrate de carbone désoxyribose et un résidu d'une molécule d'acide phosphorique. La molécule d'ADN est une double hélice, constituée de deux brins reliés par des liaisons hydrogène selon le principe de complémentarité. La fonction de l'ADN est de stocker des informations héréditaires.

Dans les cellules de tous les organismes, il existe des molécules d'ATP - acide adénosine triphosphorique. L'ATP est une substance cellulaire universelle dont la molécule possède des liaisons riches en énergie. La molécule d'ATP est un type de nucléotide qui, comme les autres nucléotides, se compose de trois composants: une base azotée - l'adénine, un glucide - le ribose, mais au lieu d'un, il contient trois résidus de molécules d'acide phosphorique (Fig. 12). Les liaisons indiquées par l'icône sur la figure sont riches en énergie et sont appelées macroergique. Chaque molécule d'ATP contient deux liaisons macroergiques.

Lorsqu'une liaison macroergique est rompue et qu'une molécule d'acide phosphorique est clivée à l'aide d'enzymes, 40 kJ / mol d'énergie sont libérés et l'ATP est converti en ADP - acide adénosine diphosphorique. Avec l'élimination d'une autre molécule d'acide phosphorique, 40 kJ / mol supplémentaires sont libérés; L'AMP est formé - l'acide adénosine monophosphorique. Ces réactions sont réversibles, c'est-à-dire que l'AMP peut se transformer en ADP, ADP - en ATP.

Les molécules d'ATP sont non seulement décomposées, mais également synthétisées, de sorte que leur contenu dans la cellule est relativement constant. L'importance de l'ATP dans la vie de la cellule est énorme. Ces molécules jouent un rôle prépondérant dans le métabolisme énergétique nécessaire pour assurer l'activité vitale de la cellule et de l'organisme dans son ensemble.

Riz. Schéma de la structure de l'ATP.

adénine -

Une molécule d'ARN, en règle générale, est une chaîne unique composée de quatre types de nucléotides - A, U, G, C. Trois principaux types d'ARN sont connus: ARNm, ARNr, ARNt. Le contenu des molécules d'ARN dans la cellule n'est pas constant, elles sont impliquées dans la biosynthèse des protéines. L'ATP est la substance énergétique universelle de la cellule, dans laquelle se trouvent des liaisons riches en énergie. L'ATP joue un rôle central dans l'échange d'énergie dans la cellule. L'ARN et l'ATP se trouvent à la fois dans le noyau et dans le cytoplasme de la cellule.