Ang kemikal nga organisasyon sa mga selula: organic nga butang, macro- ug microelements

Sa ulahing bahin sa ika-19 nga siglo kini nag-umol sa usa ka sanga sa Biology nga gitawag biokemistriya. Siya pagtuon sa kemikal nga komposisyon sa buhi nga mga selula. Ang nag-unang tahas sa siyensiya - kahibalo sa mga peculiarities sa metabolismo ug kusog, pagdumala sa mahinungdanon nga gimbuhaton sa tanom ug mananap selula.

Ang konsepto sa mga kemikal nga komposisyon sa mga selula

Ingon sa usa ka resulta sa halapad nga research sa mga siyentipiko kemikal nga organisasyon sa mga selula nga gitun-an ug nakaplagan nga buhi nga mga butang gilangkoban sa labaw pa kay sa 85 nga mga elemento sa kemikal. Ug ang uban kanila gikinahanglan sa halos tanan nga mga organismo, samtang ang uban mao ang mga piho ug mahitabo sa piho nga mga matang sa. Ang usa ka ikatulo nga grupo sa mga kemikal nga elemento karon diha sa mga selula sa microorganisms, mga tanom ug mga hayop sa igo gagmay nga mga natapok. Kemikal nga mga elemento sa cell sagad sa dagway sa kasyon ug anions nga gikan nga mineral asin ug tubig nag-umol, ug sa organic carbon compounds artipisyal: carbohydrates, protina, lipid.

organogenic elemento

Sa biokemistriya, kini naglakip sa Carbon, hydrogen, Oksiheno ug Nitroheno. Ang ilang set anaa sa usa ka selula sa 88 ngadto sa 97% sa mga uban nga mga elemento sa kemikal nga anaa sa niini. Ilabi na sa importante mao ang carbon. Ang tanan nga mga organic nga mga butang diha sa komposisyon sa mga selula naglangkob sa mga molekula nga naglangkob sa carbon diha sa iyang komposisyon atomo. Sila mahimong konektado sa pagporma sa usa ka kadena (branched ug unbranched), ingon man usab sa mga siklo. Kini nga abilidad carbon atomo gibase ang talagsaong diversity sa organic nga mga butang nga nalakip sa cell cytoplasm ug organelles.

Kay sa panig-ingnan, ang mga internal nga sulod sa cell naglangkob sa usa ka matunaw oligosaccharide, hydrophilic protina, lipid, nagkalain-laing matang sa RNA: transfer RNA, ribosomal RNA ug mensahero RNA, ingon man usab sa libre nga monomers - nucleotides. Ang maong usa ka kemikal nga komposisyon nga adunay usa ka cell nucleus. Kini usab naglakip sa usa ka molekula sa deoxyribonucleic acid, usa ka bahin sa mga chromosome. Ang tanan nga mga compounds sa ibabaw sa iyang komposisyon atomo sa Nitroheno, carbon uban sa oksiheno, hydrogen. Kini mao ang usa ka pamatuod sa ilang partikular nga kamahinungdanon, sukad sa usa ka kemikal nga organisasyon sa mga cell-agad sa sulod sa biogenic elemento nga sa paghimo sa cellular istruktura: hyaloplasm ug organelles.

Macronutrients ug ang ilang mga kahulugan

Kemikal nga mga elemento, nga mao ang usab kaayo komon sa mga selula sa nagkalain-laing matang sa mga organismo, biokemistriya gitawag macronutrients. Ang ilang sulod sa cell mao ang 1.2% - 1.9%. Pinaagi sa macroelements mga selula naglakip sa: phosphorus, potassium, klorin, azufre, magnesium, calcium, puthaw ug sodium. Ang tanan kanila adunay importante nga mga gimbuhaton ug mga bahin sa nagkalain-laing mga organelles cell. Busa, ang ferrous ion mao ang karon sa protina sa dugo - hemoglobin, nga nagdala sa oksiheno (sa nga kaso nga kini mao ang gitawag nga oxyhaemoglobin), carbon dioxide (karbogemoglobin) o carbon dioxide (carboxyhaemoglobin).

Sodium ion paghatag og importante nga matang sa intercellular transport: ang gitawag nga sodium-potassium pump. Sila usab mao ang mga bahin sa interstitial fluid ug dugo plasma. Magnesium ion nga anaa sa chlorophyll molekula (photopigment mas taas nga mga tanom) ug nalambigit sa proseso sa photosynthesis, ingon man usab sa porma reaksyon centers nga lit-ag photon sa kahayag enerhiya.

Calcium ion paghatag conduction sa ugat pulses sa daplin sa mga lanot ug ang mga nag-unang nga sangkap sa osteocytes - selula sa bukog. Calcium compounds mga kaylap sa invertebrate mga mananap sa kalibotan kansang mga kinhason gilangkuban sa calcium carbonate.

Chloride ion nalambigit sa makapadasig sa cell lamad ug sa paghatag sa dagway sa mga electrical pulses sa hinungdan nerbiyos stimulation.

Ang asupre atomo mga bahin sa lumad nga protina ug ang ilang tertiary gambalay "pagtahi" polypeptide kadena, sa ingon pagtukod lingin nga protina molekula.

Potassium ion nalambigit sa sa transportasyon sa mga butang pinaagi sa cell putus. phosphorus atomo mao ang usa ka bahin sa niini nga importante nga enerhiya-intensive nga mga butang sama sa adenosine triphosphate, ug mao ang usa ka importante nga bahin sa molekula sa deoxyribonucleic ug ribonucleic acid, nga mao ang mga nag-unang mga butang cell heredity.

Pagsubay function sa cellular metabolismo

Mga 50 kemikal nga mga elemento nga naglangkob sa dili kaayo kay sa 0.1% diha sa mga selula, nga gitawag microcells. Kini naglakip sa zinc, molybdenum, iodine, tumbaga, cobalt, fluorine. Uban sa ubos nga maintenance sa pagbuhat sa sila sa usa ka importante kaayo nga function, ingon nga bahin sa daghang mga biologically aktibo nga mga butang.

Kay sa panig-ingnan, ang zinc atomo anaa sa insulin molekula (pancreatic hormone kaisipan sa dugo glucose nga lebel), iodine mao ang usa ka constituent sa thyroid hormone - thyroxine ug triiodothyronine pagkontrolar sa ang-ang sa metabolismo sa lawas. Tumbaga, uban sa puthaw ion nga nalambigit sa hematopoiesis (sa pagporma sa pula nga mga selula sa dugo, platelet ug puti selula sa dugo sa utok sa bukog sa vertebrates). Tumbaga ion gilakip sa hemocyanin tina karon sa dugo sa mga mananap nga walay taludtod, ang maong mga kinhason. Busa, ang kolor sa ilang hemolymph azul.

Dugang dili kaayo sulod sa cell sa maong kemikal nga mga elemento sama sa tingga, sa bulawan, bromine, salapi. Sila gitawag ultromikroelementami ug bahin sa tanom ug mananap selula. Pananglitan, sa pagtuki sa kemikal mais weevil nga bulawan ion nga nakadipara. Bromine atomo sa usa ka dako nga gidaghanon sa mga selula sa nalakip sa thalli sa brown ug pula nga lumot, sama sa Sargassum, laminaria, fucus.

Ang tanan nga kaniadto kini nga mga panig-ingnan ug mga kamatuoran sa pagpatin-aw kon sa unsang paagi sa usag kemikal komposisyon, function ug gambalay sa mga selula. Ang lamesa sa ubos nagpakita sa mga sulod sa nagkalain-laing mga elemento sa kemikal diha sa mga selula sa buhi nga mga organismo.

Kinatibuk-ang mga kinaiya sa organic compounds

Kemikal nga kabtangan sa mga selula sa lain-laing mga grupo sa mga organismo sa usa ka paagi nagsalig sa mga atomo sa carbon, nga naglangkob sa kapin sa 50% sa cell masa. Halos ang tanan nga mga uga nga cell butang girepresentahan carbohydrates, protina, nucleic acid ug mga lipid, nga adunay usa ka komplikado nga gambalay ug hatag-as nga molekula nga gibug-aton. Ang maong mga molekula gitawag macromolecules (polymers) ug gilangkuban sa simple nga mga elemento - monomers. Protina nga mga butang play sa usa ka importante kaayong papel ug sa pagbuhat sa usa ka matang sa mga gimbuhaton, nga gihisgotan sa ubos.

Ang papel sa mga protina sa cell

Biochemical pagtuki sa mga compounds pagsulod ngadto sa usa ka buhi nga selula, nagpamatuod taas nga sulod sa organic nga mga butang sama sa protina. Kini nga kamatuoran nga adunay usa ka makataronganon katin-awan: protina sa pagbuhat sa usa ka matang sa gimbuhaton ug nalambigit sa tanan nga mga bahin sa cell kinabuhi.

Kay sa panig-ingnan, ang mga protective function sa mga protina mao ang pagporma sa mga antibody - antibody nga gipatungha sa mga lymphocyte. Ang maong protective protina sama sa thrombin, fibrin ug tromboblastin paghatag og dugo sa clotting ug pagpugong sa iyang pagkawala sa trauma ug sa kadaot. Ang komplikado nga komposisyon sa mga cell naglakip sa cell lamad protina nga may katakos sa pag-ila sa langyaw nga compounds - antigens. -usab nila ang ilang mga kontorno ug report cell sa potensyal nga peligro (alarm function).

Ang ubang mga protina sa usa ka regulatory function ug hormone, sama sa oxytocin, nga gihimo sa mga hypothalamus, pituitary gitagana. Nga nagagikan gikan niini ngadto sa dugo, oxytocin molihok sa kaunoran kuta sa sa uterus, hinungdan sa pagkunhod niini. vasopressin protina usab nag-alagad sa usa ka regulatory function pinaagi sa pagkontrol sa presyon sa dugo.

Ang kaunoran selula sa mga actin ug myosin, makahimo nga mobiya, nga maoy hinungdan sa mga motor function sa kaunoran tissue. Kay protina, tipikal nga ug trophic function, pananglitan, albumin embryo nga gigamit ingon nga sa usa ka nutrient alang sa kalamboan. Dugo protina sa nagkalain-laing mga organismo, sama sa hemoglobin ug hemocyanin, oksiheno mga molekula nga gibalhin - operate transport function. Kon dugang nga enerhiya nga nagaut-ut nga mga butang sama sa carbohydrates ug lipid, bug-os nga gigamit, ang cell magsugod aron sa pagguba sa protina. Usa ka programa sa kini nga materyal 17 naghatag 2 KJ sa enerhiya. Usa sa labing importante nga gimbuhaton sa mga protina mao ang catalytic (protina, enzymes makapadali sa kemikal nga mga reaksiyon sa cytoplasmic mga lawak). Base sa mga sa ibabaw, atong nakita nga ang mga protina adunay usa ka gidaghanon sa importante kaayo nga gimbuhaton ug gikinahanglan nga bahin sa cell mananap.

protina biosynthesis

Tagda ang proseso sa protina kalangkuban sa usa ka cell, nga makita diha sa cytoplasm pinaagi sa organelles sama sa ribosomes. Salamat sa sa kalihokan sa piho nga mga enzymes, uban sa pag-apil sa sa ribosome calcium ion combine sa polysomes. Ang nag-unang gimbuhaton sa mga ribosomes sa cell - ang kalangkuban sa protina molekula, sugod sa proseso sa transcription. Ingon sa usa ka resulta sa niini artipisyal nga mRNA molekula, nga gilakip polysomes. Unya nagsugod ang ikaduha nga pagsulay - sibya. Transport RNA dinhi sa kaluhaan ka lain-laing mga matang sa amino acid ug sa pagdala kanila ngadto sa mga polysomes, ug sukad sa function sa mga ribosomes sa cell - sa usa ka kalangkuban sa mga polypeptides, kini nga mga organelles maporma mga dinugtongdugtong sa tRNA, ug amino acid molekula nalambigit sa peptide talikala sa pagporma sa usa ka protina macromolecule.

Ang papel sa tubig sa metabolismo

Pagpahiling pagtuon nagpamatuod sa kamatuoran nga ang cell gambalay ug komposisyon nga atong tun-an, sa usa ka average nga 70% sa tubig, ug sa daghang mga mananap, nangulo sa usa ka tubig nga dalan sa kinabuhi (pananglitan, coelenterates) sulod sa iyang ot 97-98%. Sa panglantaw sa niini nga kemikal nga organisasyon sa mga selula naglakip sa hydrophilic (makahimo sa dissolving) ug ang hydrophobic (tubig-repellent) materyal. Ingon sa usa ka universal polar solvent, tubig pasundayag sa usa ka importante nga papel ug adunay usa ka direkta nga epekto dili lamang sa function, apan usab sa kaayo nga gambalay sa mga selula. Ang lamesa sa ubos nagpakita sa sulod sa tubig sa nagkalain-laing matang sa mga selula sa buhi nga mga organismo.

Ang function sa carbohydrates sa cell

Samtang kami mipasabut sa sayo pa, sa importante nga organiko nga mga kemikal - polymers - mga carbohydrates usab. Kini naglakip sa polysaccharides, oligosaccharides ug monosaccharides. Carbohydrates mao ang bahin sa mas komplikado nga mga sistema - glycolipids ug glycoproteins, nga gitukod sa mga cellular putus ug nadmembrannye gambalay, e.g. glycocalyx.

Dugang pa sa carbon diha sa carbohydrate naglakip sa mga atomo sa hydrogen ug oxygenation, ug ang uban polysaccharides naglakip sa dugang nga nitroheno, azufre ug phosphorus. Ang mga selula sa daghang carbohydrates sa tanom: Patatas tubers naglakip sa 90% starch sa mga binhi ug sa bunga carbohydrate sulod sa 70%, ug ang mga selula nga mananap nga makaplagan diha sa dagway sa maong mga compounds sama sa glycogen, chitin ug trehalose.

Yano sugars (monosaccharides) ang mga kinatibuk-ang pormula CnH2nOn ug gibahin ngadto sa tetroses, triose, pentose ug hexose. Ang katapusan nga duha ka mga ang labing komon nga diha sa mga selula sa buhi nga mga organismo, alang sa panig-ingnan, ribose ug deoxyribose mga bahin sa mga nucleic acid, ug glucose ug fructose nga nalambigit sa mga reaksyon sa assimilation ug dissimilation. Oligosaccharides sagad makita diha sa mga selula sa tanom nga: sucrose nga gitipigan diha sa mga selula sa asukal beet ug tubo, maltose nga anaa sa caryopses germinated rye ug sa cebada.

Disaccharides adunay usa ka matam-is nga pagtilaw ug dali nga matunaw sa tubig. Polysaccharides, ang biopolymers naglangkob sa panguna sa starch, selyulos, glycogen ug laminarin. Ang structural mga porma naglakip sa polysaccharides chitin. Ang nag-unang function sa carbohydrates sa cell - enerhiya. Ingon sa usa ka resulta sa hydrolysis mga reaksiyon ug enerhiya metabolismo nanapot polysaccharides sa glucose, ug kini unya oxidized sa carbon dioxide ug tubig. Ingon sa usa ka resulta, ang usa ka gramo sa glucose releases 17.6 KJ sa enerhiya, ug mga reserves sa starch, ug glycogen, mga esensya cellular enerhiya reservoir.

Glycogen ang gideposito nag-una sa kaunoran ug sa atay nga mga selula, utanon starch - sa tubers, bulbs, mga gamot, mga binhi ug arthropods, sama sa mga lawalawa, mga insekto ug mga crustacean, ang nag-unang papel sa sa enerhiya suplay pasundayag usa ka oligosaccharide trehalose.

Carbohydrates mao ang lain-laing mga gikan sa mga lipid ug protina, ang abilidad sa anoxic pagkaubus. Kini mao ang hilabihan importante alang sa mga organismo nga nagpuyo sa kahimtang sa kakulangan o pagkawala sa oksiheno, sama sa anaerobic bakterya, ug helminths - parasito sa mga tawo ug mga hayop.

Adunay lain nga function sa carbohydrates sa cell - pagtukod (structural). Kini nahimutang sa kamatuoran nga kini nga mga butang nga sa pagsuporta sa mga gambalay sa mga selula. Pananglitan, ang selyulos mao ang usa ka bahin sa bungbong sa selula sa mga tanom, chitin mga porma sa usa ka gawas nga eskeleton ug daghang mga mananap nga walay taludtod mahitabo sa fungal mga selula, olisaharidy uban sa lipid ug protina molekula maporma glycocalyx - nadmembranny complex. Kini naghatag og pagpilit - sa taliwala sa usa ka selula sa clumping mananap, nga mosangpot ngadto sa pagporma sa tissue.

Lipid: istruktura ug function

Kini nga mga organic nga mga butang, nga mao ang mga hydrophobic (tubig insoluble) mahimong gikuha, pananglitan makuha gikan sa mga selula sa nonpolar solvents, sama sa acetone o chloroform. function sa mga lipid diha sa cell nag-agad sa nga sa tulo ka mga grupo sila iya: sa tambok, mga talo o steroid. Tambok mao ang labing komon nga sa tanan nga matang sa mga selula.

Ang mga mananap tapok kanila sa subcutaneous tambokón tissue, nerbiyos tissue naglangkob tambok diha sa porma sa mga myelin sakuban sa mga ugat. Kini usab accumulates sa mga amimislon, atay, mga insekto - sa tambok nga lawas. Liquid tambok - lana - nga makita diha sa mga liso sa daghan nga mga mga tanom: pino, peanut, sunflower, sa olibo. Ang lipid sulod sa mga selula molakip gikan sa 5 ngadto sa 90% (sa tambokón tissue).

Steroid ug mga talo lahi sa tambok sa nga sila wala diha sa molekula sa tambok acid residues. Busa, steroid - kini hormone adrenal cortex, naka-apekto sa puberty sa lawas ug nga ang mga sangkap sa testosterone. Sila usab nga bahin sa mga bitamina (pananglitan, bitamina D).

Ang nag-unang function sa mga lipid diha sa cell - mao ang kusog, pagtukod ug proteksyon. Ang una mao ang tungod sa kamatuoran nga 1 gramo sa tambok sa kanalkanal naghatag 38,9 KJ sa enerhiya - labaw pa kay sa uban nga mga organiko nga mga butang - protina ug carbohydrates. Dugang pa, sa oxidation sa tambok 1d kini nagbarug halos 1.1 c. tubig. Nga mao ang ngano nga ang pipila ka mga hayop nga may usa ka stock sa tambok sa imong lawas mahimong usa ka hataas nga panahon nga walay tubig. Pananglitan, gophers mahimong dormant alang sa dugang pa kay sa duha ka bulan, nga walay sa panginahanglan alang sa tubig, ug wala makainum sa tubig kamelyo sa pagbalhin pinaagi sa kamingawan alang sa 10-12 ka adlaw.

Pagtukod sa lipid function sa mga bakak sa mga kamatuoran nga sila sa usa ka mahinungdanon nga bahin sa cell putus, ingon man usab sa bahin sa ugat. Ang protective function sa mga lipid naglangkob sa kamatuoran nga ang tambok layer sa ubos sa panit sa palibot sa mga amimislon, ug uban pang mga internal nga organo manalipod kanila gikan sa mekanikal nga kadaot. Piho nga pagbulag sa kainit function mao ang sa pagpanunod diha sa mga mananap alang sa usa ka hataas nga panahon nga diha sa tubig: balyena, patik, fur seal. Mabagang subcutaneous tambokón layer, alang sa panig-ingnan, asul nga balyena mao ang 0.5 m, kini manalipod sa mananap nga gikan sa pagtakig.

Value oksiheno sa cellular metabolismo

Aerobic organismo, nga naglakip sa hilabihan nga kadaghanan sa mga mananap, mga tanom ug sa tawo, sa paggamit sa sa atmospera oksiheno alang sa enerhiya exchange mga reaksiyon paingon sa kanalkanal sa organic nga mga butang, ug ang alokasyon sa usa ka kantidad sa enerhiya natipon sa sa dagway sa mga molekula sa adenosine triphosphate.

Busa, ang bug-os nga oxidation sa usa ka chameleon sa glucose nga mahitabo sa mitochondrial cristae, 2800 KJ sa enerhiya ang gigahin, nga 1596 KJ (55%) ang gitipigan sa dagway sa ATP molekula nga naglangkob sa macroergic koneksyon. Busa, ang nag-unang function sa oxygen diha sa cell - sa implementasyon sa aerobic respiration, nga base sa usa ka grupo sa enzymatic mga reaksiyon sa ingon-gitawag nga respiratory kadena nahitabo sa organelles - mitochondria. Sa prokaryotic organismo - phototrophic bakterya ug cyanobacteria - oxidation sa mga sustansiya mahitabo ubos sa impluwensya sa oksiheno diffusing ngadto sa mga selula sa internal nga protuberances sa plasma putus.

Kita adunay kemikal nga organisasyon sa mga selula nga gitun-an, ingon man sa mga proseso sa protina kalangkuban ug oksiheno function sa cellular enerhiya metabolismo.