Hücre tablosunu oluşturan inorganik maddeler. Canlı organizmaların hücrelerindeki kimyasal elementler. Hücrenin diğer inorganik bileşikleri

Biyokimya gibi. Bildiğimiz gibi tüm canlılar hücrelerden oluşur. Hücreler ise kimyasal elementlerden oluşur. Onlar olmadan Dünya'da yaşamın mümkün olamayacağı kimyasal elementlere ne ad verilir? besinler.

Biyojenik elementler kimyasal elementler Vücut hücrelerinin bir parçası olan ve hücrelerin hayati aktivitesinin imkansız olduğu elementler: organik ve inorganik maddeler, polimer ve düşük moleküler ağırlık. Her birimiz çocukluğumuzdan beri bir insanın yarısından fazlasının sudan oluştuğunu biliyoruz. Buna göre ilk ve en önemli besin sudur.

Organizmaların temel kimyasal elementleri:

- hidrojen;

- oksijen;

- fosfor;

- kükürt;

- azot;

- karbon.

İnorganik bileşikler canlı organizmalarda:

- karbonatlar;

- fosfatlar;

- amonyum tuzları;

- sülfatlar.

Aşağıdakiler ayrıca biyojenik elementler olarak sınıflandırılabilir: ametaller:

1) İyot ve iyot bileşikleri vücut için çok önemlidir, büyük rol oynar. metabolik süreçler. İyot, tiroid hormonu olan tiroksinin bir parçasıdır.

2) Klor. Bu elementin anyonları vücudun tuz ortamını düzgün çalışması için gerekli seviyede tutar. Ayrıca bazı organik bileşiklere de dahildir.

3) Silikon. Bağların ve kıkırdakların bir kısmı (ortosilisik asit), bazı polisakkarit zincirlerinde bağlayıcı görevi görür.

4) Selenyum ve türevleri. Bazı enzimler (selenocestein) içerir.

Canlı bir organizmayı oluşturan diğer organik maddeler:

• Asetaldehit;
• Asetik asit;
• Etanol biyokimyasal reaksiyonların bir ürünü ve substratıdır.

Aşağıdaki bağlantılar da aynı derecede önemlidir:

HEM, parafin moleküllü bir demir bileşiğidir;

Kobalamin bir kobalt bileşiğidir (B12 vitamini).

Kalsiyum ve magnezyum- temel metaller; bunlarla birlikte ütüÇoğunlukla biyolojik sistemlerde bulunur. Magnezyum ve iyonları hücrenin işleyişinde, daha doğrusu hücredeki ribozomlarda ve protein sentezinde önemli rol oynar. Magnezyum da bir parçasıdır klorofil. Canlı bir vücutta kalsiyum, çözünmeyen tuzlar formunda mevcut olabilir:

- kalsiyum karbonat- yumuşakça kabuklarının yapıldığı madde;

- kalsiyum fosfat- iskeletin yapımına katılır.

Enzimler periyodik tablonun 4. periyoduna ait birçok metal içerir:

1) Demir, hemoglobinin bir parçası olan hücrelerin oksijenle doyurulması sürecinde rol oynar.

2) Çinko iyonları hemen hemen tüm enzimlerde bulunur.

3) Manganez aynı zamanda bazı enzimlerin bir parçasıdır, ancak normal bir dış biyosferin korunmasında daha önemli bir rol oynar: oksijenin atmosfere salınmasını sağlar ve aynı zamanda suyun fotokimyasal indirgenmesine de katılır.

4) Molibden harici nitrojenin amonyağa indirgenmesini destekleyen nitrojen sabitleyici bakterilerin bir enzimi olan nitrodinazın ayrılmaz bir parçasıdır.

5) Kobalt- daha önce de söylediğimiz gibi, bir parçasıdır kobalamin veya B12 vitamini.

Canlı organizmaların bir parçası olan düşük molekül ağırlıklı bileşikler:

• Amino asitler- Proteinler bunlardan yapılır.
• Mono ve oligosakkaritler- Organizmaların yapısal dokularını oluştururlar.
• Nükleamidler- Nükleik asitler bunlardan oluşur.
• Lipitler- hücre zarlarının bileşenleri.

Canlı organizmaların yaşamına aktif olarak katılan birçok başka madde de vardır: koenzimler, terpenler ve diğerleri.

Hücre: kimyasal bileşimi, yapısı, organellerin görevleri.

Hücrenin kimyasal bileşimi. Makro ve mikro elementler. Hücreyi oluşturan inorganik ve organik maddelerin (proteinler, nükleik asitler, karbonhidratlar, lipitler, ATP) yapı ve fonksiyonları arasındaki ilişki. Kimyasalların hücre ve insan vücudundaki rolü.

Organizmalar hücrelerden oluşur. Farklı organizmaların hücreleri benzer kimyasal bileşimlere sahiptir. Tablo 1, canlı organizmaların hücrelerinde bulunan ana kimyasal elementleri sunmaktadır.

Tablo 1. Hücredeki kimyasal elementlerin içeriği

Birinci grup oksijen, karbon, hidrojen ve nitrojeni içerir. Hücrenin toplam bileşiminin neredeyse %98'ini oluştururlar.

İkinci grup potasyum, sodyum, kalsiyum, kükürt, fosfor, magnezyum, demir, kloru içerir. Hücredeki içerikleri yüzde onda biri ve yüzde biri kadardır. Bu iki grubun elemanları şu şekilde sınıflandırılır: makro besinler(Yunanca'dan makro- büyük).

Hücrede yüzde biri ve binde biri oranında temsil edilen geri kalan elementler üçüncü gruba dahildir. Bu mikro elementler(Yunanca'dan mikro- küçük).

Hücrede canlı doğaya özgü hiçbir unsura rastlanmadı. Listelenen kimyasal elementlerin tümü aynı zamanda cansız doğanın bir parçasıdır. Bu canlı ve cansız doğanın birliğini gösterir.

Herhangi bir elementin eksikliği, her elementin belirli bir rol oynaması nedeniyle hastalığa ve hatta vücudun ölümüne yol açabilir. Birinci grubun makroelementleri, biyopolimerlerin (proteinler, karbonhidratlar, nükleik asitler ve lipidler) temelini oluşturur; bunlar olmadan yaşamın imkansız olduğu. Kükürt bazı proteinlerin bir parçasıdır, fosfor nükleik asitlerin bir parçasıdır, demir hemoglobinin bir parçasıdır ve magnezyum klorofilin bir parçasıdır. Kalsiyum metabolizmada önemli bir rol oynar.

Hücrede bulunan bazı kimyasal elementler inorganik maddelerin (mineral tuzları ve su) bir parçasıdır.

Mineral tuzlar hücrede kural olarak katyonlar (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) ve anyonlar (HPO 2-/4, H2PO -/4, CI -, HCO) formunda bulunur 3), oranı hücrelerin yaşamı için önemli olan ortamın asitliğini belirler.

(Birçok hücrede ortam hafif alkalindir ve belirli bir katyon ve anyon oranı sürekli olarak muhafaza edildiğinden pH'ı neredeyse değişmez.)

Canlı doğadaki inorganik maddelerden büyük rol oynar su.

Su olmadan hayat imkansızdır. Çoğu hücrenin önemli bir kütlesini oluşturur. Beyin hücrelerinde ve insan embriyosunda çok fazla su bulunur: %80'den fazlası su; yağ dokusu hücrelerinde - sadece% 40. Yaşlandıkça hücrelerdeki su içeriği azalır. Suyun %20'sini kaybeden kişi ölür.

Suyun benzersiz özellikleri vücuttaki rolünü belirler. Suyun yüksek ısı kapasitesinden - ısıtma sırasında büyük miktarda enerji tüketiminden - kaynaklanan termoregülasyonda rol oynar. Suyun yüksek ısı kapasitesini ne belirler?

Bir su molekülünde bir oksijen atomu iki hidrojen atomuna kovalent bağla bağlıdır. Su molekülü polardır çünkü oksijen atomu kısmen negatif yüke sahiptir ve iki hidrojen atomunun her biri

Kısmen pozitif yük. Bir su molekülünün oksijen atomu ile başka bir molekülün hidrojen atomu arasında bir hidrojen bağı oluşur. Hidrojen bağları çok sayıda su molekülünün bağlanmasını sağlar. Su ısıtıldığında enerjinin önemli bir kısmı, yüksek ısı kapasitesini belirleyen hidrojen bağlarının kırılmasına harcanır.

Su - iyi çözücü. Polariteleri nedeniyle molekülleri pozitif ve negatif yüklü iyonlarla etkileşime girerek maddenin çözünmesini teşvik eder. Su ile ilgili olarak, tüm hücre maddeleri hidrofilik ve hidrofobik olarak ikiye ayrılır.

Hidrofilik(Yunanca'dan hidro- su ve evlat- aşk) suda çözünen maddelere denir. Bunlar iyonik bileşikleri (örneğin tuzlar) ve bazı iyonik olmayan bileşikleri (örneğin şekerler) içerir.

Hidrofobik(Yunanca'dan hidro- su ve Phobos- korku) suda çözünmeyen maddelerdir. Bunlar arasında örneğin lipitler bulunur.

Su, hücrede sulu çözeltilerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlarda önemli bir rol oynar. Vücudun ihtiyaç duymadığı metabolik ürünleri çözer ve böylece vücuttan atılmasını teşvik eder. Hücredeki yüksek su içeriği bunu sağlar esneklik. Su, hücre içinde veya hücreden hücreye çeşitli maddelerin hareketini kolaylaştırır.

Canlı ve cansız doğanın bedenleri aynı kimyasal elementlerden oluşur. Canlı organizmalar inorganik maddeler içerir - su ve mineral tuzları. Suyun bir hücredeki hayati öneme sahip çok sayıda işlevi, moleküllerinin özellikleriyle belirlenir: polariteleri, hidrojen bağları oluşturma yetenekleri.

HÜCRENİN İNORGANİK BİLEŞENLERİ

Bir hücredeki öğelerin başka bir sınıflandırma türü:

Makro elementler arasında oksijen, karbon, hidrojen, fosfor, potasyum, kükürt, klor, kalsiyum, magnezyum, sodyum, demir bulunur.
Mikro elementler arasında manganez, bakır, çinko, iyot, flor bulunur.
Ultramikro elementler arasında gümüş, altın, brom ve selenyum bulunur.

HÜCRELERİN ORGANİK BİLEŞENLERİ

Protein yapısı

Enzimler.

Proteinlerin en önemli işlevi katalitiktir. Bir hücredeki kimyasal reaksiyonların hızını birkaç kat artıran protein moleküllerine denir. enzimler. Enzimlerin katılımı olmadan vücutta tek bir biyokimyasal süreç gerçekleşmez.

Şu anda 2000'den fazla enzim keşfedilmiştir. Verimlilikleri, üretimde kullanılan inorganik katalizörlerin verimliliğinden birçok kez daha yüksektir. Böylece katalaz enzimindeki 1 mg demir, 10 ton inorganik demirin yerini alır. Katalaz, hidrojen peroksitin (H 2 O 2) ayrışma hızını 10 11 kat artırır. Karbonik asit oluşumu reaksiyonunu (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) katalize eden enzim, reaksiyonu 10 7 kat hızlandırır.

Enzimlerin önemli bir özelliği, eylemlerinin özgüllüğüdür; her enzim, yalnızca bir veya küçük bir grup benzer reaksiyonu katalize eder.

Enzimin etki ettiği maddeye denir alt tabaka. Enzim ve substrat moleküllerinin yapıları birbirine tam olarak uymalıdır. Bu, enzimlerin etkisinin özgüllüğünü açıklar. Bir substrat bir enzimle birleştirildiğinde enzimin uzaysal yapısı değişir.

Enzim ve substrat arasındaki etkileşim dizisi şematik olarak gösterilebilir:

Substrat+Enzim - Enzim-substrat kompleksi - Enzim+Ürün.

Diyagram, substratın enzim ile birleşerek bir enzim-substrat kompleksi oluşturduğunu göstermektedir. Bu durumda, substrat yeni bir maddeye, bir ürüne dönüştürülür. Son aşamada enzim üründen salınır ve tekrar başka bir substrat molekülü ile etkileşime girer.

Enzimler yalnızca belirli bir sıcaklıkta, madde konsantrasyonunda ve ortamın asitliğinde çalışır. Değişen koşullar, protein molekülünün üçüncül ve dördüncül yapısında değişikliklere ve dolayısıyla enzim aktivitesinin baskılanmasına yol açar. Bu nasıl oluyor? Enzim molekülünün sadece belirli bir kısmı denir aktif merkez. Aktif merkez 3 ila 12 amino asit kalıntısı içerir ve polipeptit zincirinin bükülmesi sonucu oluşur.

Çeşitli faktörlerin etkisi altında enzim molekülünün yapısı değişir. Bu durumda aktif merkezin mekansal konfigürasyonu bozulur ve enzim aktivitesini kaybeder.

Enzimler biyolojik katalizör görevi gören proteinlerdir. Enzimler sayesinde hücrelerdeki kimyasal reaksiyonların hızı birkaç kat artar. Enzimlerin önemli bir özelliği, belirli koşullar altında spesifik etki göstermeleridir.

Nükleik asitler.

Nükleik asitler 19. yüzyılın ikinci yarısında keşfedildi. Hücre çekirdeğinden yüksek miktarda nitrojen ve fosfor içeren bir maddeyi izole eden ve buna “nüklein” adını veren İsviçreli biyokimyacı F. Miescher (lat. çekirdek- çekirdek).

Nükleik asitler, Dünya üzerindeki her hücrenin ve tüm canlıların yapısı ve işleyişi hakkındaki kalıtsal bilgileri depolar. İki tür nükleik asit vardır - DNA (deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit). Nükleik asitler de proteinler gibi türe özgüdür, yani her türün organizmaları kendi DNA türüne sahiptir. Tür spesifikliğinin nedenlerini bulmak için nükleik asitlerin yapısını düşünün.

Nükleik asit molekülleri yüzlerce, hatta milyonlarca nükleotitten oluşan çok uzun zincirlerdir. Herhangi bir nükleik asit yalnızca dört tip nükleotit içerir. Nükleik asit moleküllerinin fonksiyonları, yapılarına, içerdikleri nükleotidlere, zincirdeki sayılarına ve bileşiğin molekül içindeki sırasına bağlıdır.

Her bir nükleotid üç bileşenden oluşur: azotlu bir baz, bir karbonhidrat ve bir fosforik asit. Her bir DNA nükleotidi, dört tip azotlu bazdan birini (adenin - A, timin - T, guanin - G veya sitozin - C) ve ayrıca karbonhidrat deoksiriboz ve bir fosforik asit kalıntısını içerir.

Bu nedenle, DNA nükleotidleri yalnızca azotlu bazın türünde farklılık gösterir.

DNA molekülü, bir zincire belirli bir sırayla bağlanan çok sayıda nükleotitten oluşur. Her DNA molekülü tipinin kendine ait nükleotid sayısı ve dizisi vardır.

DNA molekülleri çok uzundur. Örneğin, bir insan hücresindeki (46 kromozom) DNA moleküllerindeki nükleotid dizisini harflerle yazmak için yaklaşık 820.000 sayfalık bir kitap gerekir. Dört tip nükleotidin değişimi, DNA moleküllerinin sonsuz sayıda varyantını oluşturabilir. DNA moleküllerinin bu yapısal özellikleri, organizmaların tüm özellikleri hakkında büyük miktarda bilgi depolamalarına olanak tanır.

1953 yılında Amerikalı biyolog J. Watson ve İngiliz fizikçi F. Crick, DNA molekülünün yapısının bir modelini oluşturdular. Bilim adamları, her DNA molekülünün birbirine bağlı ve spiral olarak bükülmüş iki zincirden oluştuğunu bulmuşlardır. Çift sarmal gibi görünüyor. Her zincirde dört tip nükleotid belirli bir sırayla değişir.

DNA'nın nükleotid bileşimi farklı bakteri, mantar, bitki ve hayvan türleri arasında değişiklik gösterir. Ancak yaşla değişmez ve çevresel değişikliklere çok az bağlıdır. Nükleotidler eşleştirilmiştir, yani herhangi bir DNA molekülündeki adenin nükleotidlerinin sayısı, timidin nükleotidlerinin (A-T) sayısına eşittir ve sitozin nükleotidlerinin sayısı, guanin nükleotidlerinin (C-G) sayısına eşittir. Bunun nedeni, bir DNA molekülünde iki zincirin birbirine bağlanmasının belirli bir kurala tabi olmasıdır: bir zincirin adenini her zaman iki hidrojen bağıyla yalnızca diğer zincirin Timini ve guanin ile bağlanır - sitozin ile üç hidrojen bağıyla, yani bir molekül DNA'nın nükleotid zincirleri tamamlayıcıdır, birbirini tamamlar.

Nükleik asit molekülleri (DNA ve RNA) nükleotidlerden oluşur. DNA nükleotidleri arasında nitrojenli bir baz (A, T, G, C), karbonhidrat deoksiriboz ve bir fosforik asit molekülü kalıntısı bulunur. DNA molekülü, tamamlayıcılık ilkesine göre hidrojen bağlarıyla birbirine bağlanan iki zincirden oluşan bir çift sarmaldır. DNA'nın işlevi kalıtsal bilgiyi depolamaktır.

Tüm organizmaların hücreleri ATP - adenosin trifosforik asit moleküllerini içerir. ATP, molekülü enerji açısından zengin bağlara sahip olan evrensel bir hücre maddesidir. ATP molekülü, diğer nükleotidler gibi üç bileşenden oluşan benzersiz bir nükleotiddir: azotlu bir baz - adenin, bir karbonhidrat - riboz, ancak bir yerine üç fosforik asit molekülü kalıntısı içerir (Şekil 12). Şekilde simgeyle gösterilen bağlantılar enerji açısından zengindir ve denir. makroerjik. Her ATP molekülü iki yüksek enerjili bağ içerir.

Yüksek enerjili bir bağ kopup enzimler yardımıyla bir molekül fosforik asit uzaklaştırıldığında, 40 kJ/mol enerji açığa çıkar ve ATP, ADP - adenozin difosforik asite dönüştürülür. Başka bir fosforik asit molekülü çıkarıldığında, başka bir 40 kJ/mol açığa çıkar; AMP oluşur - adenozin monofosforik asit. Bu reaksiyonlar tersine çevrilebilir, yani AMP ADP'ye, ADP ATP'ye dönüştürülebilir.

ATP molekülleri yalnızca parçalanmakla kalmaz, aynı zamanda sentezlenir, dolayısıyla hücredeki içerikleri nispeten sabittir. ATP'nin hücre yaşamındaki önemi çok büyüktür. Bu moleküller, hücrenin ve bir bütün olarak organizmanın yaşamını sağlamak için gerekli olan enerji metabolizmasında öncü bir rol oynar.

Bir RNA molekülü genellikle dört tip nükleotidden oluşan tek bir zincirdir - A, U, G, C. Üç ana RNA türü bilinmektedir: mRNA, rRNA, tRNA. Hücredeki RNA moleküllerinin içeriği sabit değildir; protein biyosentezine katılırlar. ATP, enerji açısından zengin bağlar içeren hücrenin evrensel bir enerji maddesidir. ATP, hücresel enerji metabolizmasında merkezi bir rol oynar. RNA ve ATP hücrenin hem çekirdeğinde hem de sitoplazmasında bulunur.

Talimatlar

Hücrelerde bulunan ana elementler hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojendir. Bu kimyasal elementlere biyojenik denir çünkü hücrelerin yaşamında belirleyici bir rol oynarlar. Toplam hücre kütlesinin yüzde doksan beşini oluştururlar. Bu elementler, biyojenik elementlerle birlikte hücrelerdeki ana organik bileşiklerin moleküllerini oluşturan kükürt ve fosfor gibi maddelerle tamamlanır.

İşleyiş için eşit derecede önemli olan makro elementlerin varlığıdır. Sayıları küçüktür, toplam kütlenin yüzde birinden azdır, ancak paha biçilmezdir. Makroelementler arasında sodyum, potasyum, klor, magnezyum ve kalsiyum gibi maddeler bulunur.

Tüm makro elementler hücrelerde iyon formunda bulunur ve bir dizi hücresel sürece doğrudan katılır; örneğin, kalsiyum iyonları kas kasılmalarında, motor fonksiyonlarında ve kanın pıhtılaşmasında rol oynar ve iyonlar ribozomların işleyişinden sorumludur. Bitki hücreleri de magnezyum olmadan yapamazlar - klorofilin bir parçasıdır ve mitokondrinin çalışmasını sağlar. İnsan hücrelerinde bulunan elementler olan sodyum ve potasyum, sinir uyarılarının iletilmesinden ve kalp atış hızından sorumludur.

Mikro elementler daha az önemli bir işlevsel öneme sahip değildir - içeriğini toplam hücre kütlesinin yüzde yüzde birini aşmayan maddeler. Bunlar demir, çinko, manganez, bakır, kobalt, çinkodur ve belirli bir hücre tipi için ayrıca bor, alüminyum, krom, flor, selenyum, molibden, iyot ve silikondur.

Hücreleri oluşturan elementlerin önemi yüzdelere yansımaz. Örneğin bakır olmadan redoks işlemlerinin işleyişi büyük bir soru olacaktır, üstelik bu element, hücrelerdeki düşük içeriğine rağmen, oksijenin vücutta taşınmasından sorumlu olan yumuşakçaların yaşamında büyük önem taşımaktadır.

Demir, bakır gibi bir mikro elementtir ve hücrelerdeki içeriği düşüktür. Ancak bu madde olmadan sağlıklı bir insanı hayal etmek imkansızdır. Hemoglobin heme ve birçok enzim bu element olmadan yapamaz. Demir aynı zamanda bir elektron taşıyıcısıdır.

Alg, sünger, at kuyruğu ve yumuşakçaların hücreleri silikon gibi bir elemente ihtiyaç duyar. Omurgalılardaki rolü de daha az belirgin değildir; en büyük içeriği bağlar ve kıkırdaktır. Flor, dişlerin ve kemiklerin emaye hücrelerinde büyük miktarlarda bulunur ve bor, bitki organizmalarının büyümesinden sorumludur. Hücrelerdeki en küçük mikro element içeriği bile kendi önemine sahiptir ve göze çarpmayan ama önemli bir rol oynar.

Hücre

A. Lehninger'e göre yaşam sistemleri kavramı açısından.

Canlı bir hücre, kendi kendini düzenleyebilen ve kendini yeniden üretebilen, çevreden enerji ve kaynak çekebilen organik moleküllerden oluşan izotermal bir sistemdir.

Bir hücrede, hızı hücrenin kendisi tarafından düzenlenen çok sayıda ardışık reaksiyon meydana gelir.

Hücre kendisini çevreyle dengeden uzakta, sabit bir dinamik durumda tutar.

Hücreler, bileşenlerin ve süreçlerin minimum düzeyde tüketilmesi ilkesine göre çalışır.

O. Hücre, bağımsız varoluş, üreme ve gelişme yeteneğine sahip temel, yaşayan, açık bir sistemdir. Tüm canlı organizmaların temel yapısal ve işlevsel birimidir.

Hücrelerin kimyasal bileşimi.

Mendeleev'in periyodik tablosundaki 110 elementten 86'sının insan vücudunda sürekli mevcut olduğu tespit edildi. Bunlardan 25'i normal yaşam için gerekli, 18'i mutlaka gerekli ve 7'si faydalıdır. Hücredeki yüzde içeriğine göre kimyasal elementler üç gruba ayrılır:

Makroelementler Ana elementler (organojenler) hidrojen, karbon, oksijen ve nitrojendir. Konsantrasyonları: %98 – 99,9. Organik hücre bileşiklerinin evrensel bileşenleridirler.

Mikro elementler - sodyum, magnezyum, fosfor, kükürt, klor, potasyum, kalsiyum, demir. Konsantrasyonları %0,1'dir.

Ultramikroelementler - bor, silikon, vanadyum, manganez, kobalt, bakır, çinko, molibden, selenyum, iyot, brom, flor. Metabolizmayı etkilerler. Bunların yokluğu hastalıkların nedenidir (çinko - diyabet, iyot - endemik guatr, demir - zararlı anemi, vb.).

Modern tıp, vitaminler ve mineraller arasındaki olumsuz etkileşimler hakkındaki gerçekleri biliyor:

Çinko, bakır emilimini azaltır ve emilim için demir ve kalsiyum ile rekabet eder; (ve çinko eksikliği, bağışıklık sisteminin zayıflamasına ve endokrin bezlerinde bir dizi patolojik duruma neden olur).

Kalsiyum ve demir, manganezin emilimini azaltır;

E vitamini demirle iyi birleşmez ve C vitamini B vitaminleriyle iyi birleşmez.

Olumlu etkileşim:

E vitamini ve selenyumun yanı sıra kalsiyum ve K vitamini de sinerjistik etki gösterir;

Kalsiyumun emilmesi için D vitamini gereklidir;

Bakır emilimini teşvik eder ve vücutta demir kullanım verimliliğini arttırır.

Hücrenin inorganik bileşenleri.

su– hücrenin en önemli bileşeni, canlı maddenin evrensel dağılım ortamı. Karasal organizmaların aktif hücrelerinin %60-95'i sudan oluşur. Dinlenme halindeki hücre ve dokularda (tohumlar, sporlar) %10-20 oranında su bulunur. Hücredeki su iki biçimde bulunur; serbest ve hücresel kolloidlere bağlı. Serbest su, koloidal protoplazma sisteminin çözücüsü ve dağılım ortamıdır. %95'i. Tüm hücre suyunun bağlı suyu (%4-5) proteinlerle zayıf hidrojen ve hidroksil bağları oluşturur.

Suyun özellikleri:

Su, mineral iyonları ve diğer maddeler için doğal bir çözücüdür.

Su, koloidal protoplazma sisteminin dağıtıcı fazıdır.

Su, hücre metabolik reaksiyonlarının ortamıdır, çünkü fizyolojik süreçler yalnızca su ortamında meydana gelir. Hidroliz, hidrasyon, şişme reaksiyonlarını sağlar.

Hücrenin birçok enzimatik reaksiyonuna katılır ve metabolizma sırasında oluşur.

Su, bitkilerde fotosentez sırasında hidrojen iyonlarının kaynağıdır.

Suyun biyolojik önemi:

Çoğu biyokimyasal reaksiyon yalnızca sulu çözeltide meydana gelir; birçok madde hücrelere çözünmüş halde girer ve çıkar. Bu, suyun taşıma fonksiyonunu karakterize eder.

Su, hidroliz reaksiyonları sağlar - suyun etkisi altında proteinlerin, yağların, karbonhidratların parçalanması.

Yüksek buharlaşma ısısı nedeniyle vücut soğutulur. Örneğin insanlarda terleme veya bitkilerde terleme.

Suyun yüksek ısı kapasitesi ve ısıl iletkenliği, hücre içindeki ısının eşit dağılımına katkıda bulunur.

Yapışma (su - toprak) ve kohezyon (su - su) kuvvetleri nedeniyle su kılcallık özelliğine sahiptir.

Suyun sıkıştırılamazlığı, yuvarlak kurtlarda hücre duvarlarının (turgor) ve hidrostatik iskeletin stresli durumunu belirler.

Virüsler hariç tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur. Ne olduğunu ve yapısının ne olduğunu bulalım.

Hücre nedir?

Canlıların temel yapı birimidir. Kendi metabolizması var. Bir hücre bağımsız bir organizma olarak da var olabilir: Bunun örnekleri siliatlar, amipler, klamidomonalar vb.'dir. Bu yapı hem organik hem de inorganik çeşitli maddelerden oluşur. Hücrenin yapısında ve metabolizmasında bulunan tüm kimyasal maddeler belirli bir işleve sahiptir.

Kimyasal elementler

Hücrede yaklaşık 70 farklı kimyasal element vardır ancak bunların başlıcaları oksijen, karbon, hidrojen, potasyum, fosfor, nitrojen, kükürt, klor, sodyum, magnezyum, kalsiyum, demir, çinko, bakırdır. İlk üçü tüm organik bileşiklerin temelini temsil eder. Hücrenin tüm kimyasal elementleri belli bir rol oynar.

Oksijen

Bu elementin miktarı tüm hücrenin kütlesinin yüzde 65-75'i kadardır. Su gibi hemen hemen tüm organik bileşiklerin bir parçasıdır, bu nedenle içeriği bu kadar yüksektir. Bu element, organizma hücrelerinde çok önemli bir işlevi yerine getirir: oksijen, enerjinin sentezlendiği hücresel solunum sürecinde oksitleyici bir madde görevi görür.

Karbon

Bu element hidrojen gibi tüm organik maddelerde bulunur. Hücrenin kimyasal bileşimi bunun yaklaşık yüzde 15-18'ini içerir. CO formundaki karbon, hücresel fonksiyonların düzenlenmesi süreçlerinde yer alır ve ayrıca CO2 formunda fotosenteze de katılır.

Hidrojen

Hücre bu elementin yaklaşık yüzde 8-10'unu içerir. En büyük miktarı su moleküllerinde bulunur. Bazı bakterilerin hücreleri, enerji sentezlemek için moleküler hidrojeni oksitler.

Potasyum

Hücrenin kimyasal bileşimi bu kimyasal elementin yaklaşık %0,15-0,4'ünü içerir. Sinir impulsu üretme süreçlerine katılarak çok önemli bir rol oynar. Bu nedenle sinir sistemini güçlendirmek için potasyum içeren ilaçların kullanılması tavsiye edilir. Bu element aynı zamanda hücrenin membran potansiyelinin korunmasına da yardımcı olur.

Fosfor

Bu elementin hücredeki miktarı toplam ağırlığının %0,2-1'i kadardır. ATP moleküllerinin ve bazı lipitlerin bir parçasıdır. Fosfor, hücreler arası maddede ve sitoplazmada iyonlar halinde bulunur. Yüksek konsantrasyonu kas ve kemik dokusu hücrelerinde görülür. Ayrıca bu elementi içeren inorganik bileşikler, hücre tarafından organik maddelerin sentezlenmesinde kullanılır.

Azot

Bu element hücrenin kimyasal bileşiminde %2-3 oranında bulunur. Proteinlerde, nükleik asitlerde, amino asitlerde ve nükleotidlerde bulunur.

Kükürt

Sülfür içeren amino asitlerde bulunduğundan birçok proteinin bir parçasıdır. Sitoplazmada ve hücreler arası maddede iyon şeklinde düşük konsantrasyonlarda bulunur.

Klor

%0,05-0,1 oranında içerir. Hücrenin elektriksel nötrlüğünü korur.

Sodyum

Bu element hücrede %0,02-0,03 oranında bulunur. Potasyum ile aynı işlevleri yerine getirir ve aynı zamanda osmoregülasyon süreçlerinde de yer alır.

Kalsiyum

Bu kimyasal elementin miktarı %0,04-2'dir. Kalsiyum, hücrenin membran potansiyelinin korunması ve ekzositoz, yani belirli maddelerin (hormonlar, proteinler vb.) Ondan salınması sürecinde rol oynar.

Magnezyum

Hücrenin kimyasal bileşimi bu elementin %0,02-0,03'ünü içerir. Enerji metabolizmasında ve DNA sentezinde yer alır, enzimlerin, klorofilin bir bileşenidir ve ribozomlarda ve mitokondride bulunur.

Ütü

Bu elementin miktarı %0,01-0,015'tir. Ancak hemoglobinin temeli olduğu için kırmızı kan hücrelerinde çok daha fazlası vardır.

Çinko

İnsülin ve birçok enzimde bulunur.

Bakır

Bu element, sitokromların sentezinde rol alan oksidatif enzimlerin bileşenlerinden biridir.

Sincaplar

Bunlar, ana maddelerini oluşturan hücredeki en karmaşık bileşiklerdir. Belirli bir sırayla bir zincire bağlanan ve daha sonra şekli her protein türüne özgü olan bir top şeklinde bükülen amino asitlerden oluşurlar. Bu maddeler hücre yaşamında birçok önemli işlevi yerine getirir. En önemlilerinden biri enzimatik fonksiyondur. Proteinler, kimyasal reaksiyon sürecini yüzbinlerce kez hızlandıran doğal katalizör görevi görür - onlar olmadan herhangi bir maddenin parçalanması ve sentezi imkansızdır. Her enzim türü yalnızca belirli bir reaksiyona katılır ve başka bir reaksiyona giremez. Proteinler ayrıca koruyucu bir işlev de görür. Bu grubun hücreyi içine giren yabancı proteinlerden koruyan maddelerine antikor denir. Bu maddeler aynı zamanda tüm vücudu patojen virüs ve bakterilerden korur. Ayrıca bu bağlantılar bir taşıma işlevi de gerçekleştirir. Bunun nedeni, zarlarda belirli maddeleri hücre dışına veya hücre içine taşıyan taşıyıcı proteinlerin bulunmasıdır. Bu maddelerin plastik işlevi de oldukça önemlidir. Hücrenin, zarlarının ve organellerinin oluştuğu ana yapı malzemesidirler. Bazen proteinler aynı zamanda bir enerji işlevi de yerine getirir - yağ ve karbonhidrat eksikliği ile hücre bu maddeleri parçalar.

Lipitler

Bu madde grubu yağları ve fosfolipidleri içerir. Birincisi ana enerji kaynağıdır. Vücudun aç kalması durumunda da yedek madde olarak birikebilirler. İkincisi hücre zarlarının ana bileşeni olarak görev yapar.

Karbonhidratlar

Bu gruptaki en yaygın madde glikozdur. O ve benzeri basit karbonhidratlar enerji işlevi görür. Karbonhidratlar ayrıca molekülleri binlerce birleşik molekülden (monosakkaritler) oluşan polisakkaritleri de içerir. Esas olarak membranların bir parçası olarak yapısal bir rol oynarlar. Bitki hücrelerinin ana polisakkaritleri nişasta ve selülozdur, hayvanlarınki ise glikojendir.

Nükleik asitler

Bu kimyasal bileşik grubu DNA, RNA ve ATP'yi içerir.

DNA

Bu madde en önemli işlevi yerine getirir - genetik bilginin depolanmasından ve kalıtsal olarak aktarılmasından sorumludur. DNA çekirdeğin kromozomlarında bulunur. Bu maddenin makromolekülleri, purinler ve pirimidinler, hidrokarbonlar ve fosforik asit kalıntıları ile temsil edilen azotlu bir bazdan oluşan nükleotidlerden oluşur. Dört tipte gelirler: adenil, guanil, timidil ve sitidil. Nükleotidin adı, bileşiminde hangi pürinlerin bulunduğuna bağlıdır; bunlar adenin, guanin, timin ve sitozin olabilir. DNA molekülü spiral şeklinde bükülmüş iki zincir şeklindedir.

RNA

Bu bileşik, bileşimi şifrelenmiş proteinlerin sentezi yoluyla DNA'da bulunan bilgilerin uygulanması işlevini yerine getirir. Bu madde yukarıda açıklanan nükleik asite çok benzer. Temel farkları, RNA'nın iki değil, tek zincirden oluşmasıdır. RNA nükleotidleri ayrıca timin ve riboz yerine azotlu baz urasil içerir. Dolayısıyla bu madde adenil, guanil, üridil ve sitidil gibi nükleotidlerden oluşur.

ATP

Fotosentez sırasında bitki hücreleri tarafından veya yağların ve karbonhidratların oksidasyonu nedeniyle hayvanlar tarafından elde edilen enerji, sonuçta hücrenin ihtiyaç duyduğunda aldığı ATP'de depolanır.