Хімічний склад клітини: неорганічні речовини

Хімічний склад клітини включає як неорганічні, так і органічні речовини.

В організмі людини виявлено 86 постійно присутніх елементів періодичної системи Д.І. Менделєєва. З них 25 необхідні для підтримки життєдіяльності, 18 з яких є абсолютно необхідними, а 7 – корисні. На частку чотирьох хімічних елементів – кисню, водню, вуглецю і азоту – припадає близько 98% маси клітини. Інші елементи присутні в ній в незначних кількостях: сірки 0,15-0,2%, цинку 0,003%, а йоду – всього 0,000001%.

Основні речовини клітини включають молекули нуклеїнових кислот, білків, жирів, вуглеводів, води, кисню і вуглекислого газу. У неживій природі ці речовини ніде не зустрічаються разом.

Основні речовини клітини =
Нуклеїнові кислоти + Білки + Жири (ліпіди) +
Вуглеводи + Вода + Кисень + Вуглекислий газ

Нуклеїнові кислоти є основою молекул дезоксирибонуклеїнової і рибонуклеїнової кислот – зберігачів спадкової (генетичної) інформації, про які ми скажемо трохи пізніше.

Білки – основні речовини, необхідні клітці для існування і виконання своїх функцій. Вони складають 50% сухої маси клітини. Саме поняття “життя” в біологічному сенсі нерозривно пов’язане з поняттям білка – будь то клітина або організм в цілому. Білки – складні високомолекулярні речовини, що складаються з амінокислот. Важко сказати чому, але з усього різноманіття амінокислот для побудови білкових молекул природа вибрала лише двадцять (уявімо їх у вигляді намистин різних кольорів), а білки представляють собою намисто, зібрані в потрібному порядку. За умови, що число амінокислот (намистин) у однієї білкової ланцюга досягає декількох сотень, число можливих комбінацій білкових молекул (бус) практично необмежено! Білкова молекула не залишається в клітці у формі нитки бус (це всього лише первинна структура), вона компактно “упаковується” завдяки хімічним і фізичним зв’язків, що виникають між атомами амінокислот, у міру синтезування білкової ланцюга. Вторинна структура білка схожа на спіраль, а третинна – на щільну кульку (глобулу) або шнур (фибриллу). Так звана четвертичная структура утворюється при об’єднанні кількох білкових молекул між собою і / або з небілковими молекулами. Наприклад, молекула гемоглобіну складається з гема – частинки небілкової природи, що містить залізо, і глобіну – білка.

З урахуванням біологічного призначення, білки можна розділити на три групи:

  • 1) ферменти – біологічні каталізатори хімічних реакцій в клітині;
  • 2) специфічні білки, вироблені “на експорт” (гормони, медіатори та інші);
  • 3) структурні білки, необхідні для відновлення і поновлення клітинних елементів.

З молекул жирів (точніше, з фосфоліпідів) складаються всі мембрани клітини. Жири використовуються організмом як утеплювач, оберігаючи його від втрати тепла. Велике значення мають жири і як внутрішній резерв для вилучення води: при “згоранні” 1 кг жиру утворюється 1,1 кг води. Крім того, жири є найбагатшим джерелом енергії.

Вуглеводи, в першу чергу глюкоза і глікоген (полімер глюкози), є основним і легко доступним джерелом енергії. Однак енергетична цінність жирів в 6 разів вище енергетичної цінності глікогену, а запаси жирів в здоровому організмі перевищують запаси глікогену в печінці і м’язах в 30 разів.

Більшість клітин на 70-80% складаються з води, кісткові клітки – на 20%. Навіть в емалі зубів – найтвердішою тканини організму – міститься 10% води. Вода є універсальним розчинником, в ній відбуваються всі біохімічні реакції клітини, за участю води здійснюється терморегуляція. Вода в чому визначає фізичні властивості клітини – її обсяг, пружність, бере участь у метаболізмі, транспорті поживних речовин, кисню, вуглекислого газу, а також у виведенні токсичних речовин з організму.

Кисень – потужний природний окислювач – надходить в клітку в процесі перетворення енергії, а вуглекислий газ є одним з кінцевих продуктів процесу клітинного дихання.

...
ПОДІЛИТИСЯ: