Хімічний склад клітини

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Хімі́чний склад кліти́ни — сукупність хімічних елементів, що містяться у клітині та виконують певні функції, пов'язані з її життєдіяльністю та з життєдіяльністю організму в цілому. Умовно хімічний склад клітини можна роздивлятися на атомному та молекулярному вигляді.

Атомний рівень[ред.ред. код]

На атомному рівні хімічні елементи клітини класифікують на:

  • Макроелементи (концентрація — від 10 до 0,001 % маси тіла) — 60 % всіх елементів клітини;
  • Мікроелементи (концентрація — від 0,001 до 0,000001 % маси тіла) — 30 % всіх елементів клітини;
  • Ультрамікроелементи (концентрація — 0,000001 маси тіла) — 10 % всіх елементів клітини.
Атомний хімічний склад клітини
Тип Елементи Функції
Макроелементи
  • P (1 %);
  • Катіон Ca (2,5 %);
  • S (0,01-0,2 %);
  • Катіон Na (0,03 %);
  • Катіон K (0,4 %);
  • Катіон Mg (0,03 %);
  • Катіон Fe (0,01 %);
  • Аніон Cl (0,1 %);
  • N (1,5-3 %);
  • C (15-18 %);
  • O (65-76 %);
  • H (8-10 %)
  • Елемент складу ДНК, ферментів, кісток та емалі зубів;
  • Елемент складу оболонки клітини в рослин, кісток та емалі зубів, зсідання крові, регуляція роботи серця (посилення скорочень), посилення синтезу гормонів;
  • Елемент складу білків, вітамінів та ферментів;
  • Проведення нервового імпульсу, стимуляція синтезу гормонів, підтримка осмотичного тиску у клітині;
  • Регуляція роботи серця (уповільнення скорочень), проведення нервового імпульсу, стимуляція синтезу гормонів, підтримка осмотичного тиску у клітині;
  • Елемент складу кісток і зубів, активація синтезу ДНК та енергетичного обміну;
  • Елемент складу гемоглобіну, міоглобіну, кришталика, рогівки ока, активація діяльності ферментів;
  • Елемент складу шлункового соку;
  • Елемент складу білків;
  • Елемент складу органічних речовин;
  • Елемент складу води та органічних сполук;
  • Елемент складу води та органічних сполук
Мікроелементи
  • Аніон F;
  • Катіон Mn;
  • Катіон Cu;
  • Аніон I (0,0001 %);
  • Катіон Zn
  • Елемент складу емалі зубів;
  • Активація процесу кровотворення;
  • Активація процесу кровотворення;
  • Елемент складу гормону тироксину;


  • Елемент складу ферментів, бере участь у спиртовому бродінні;

Ультрамікроелементи

  • Au;
  • Ag;
  • Hg
  • Пригнічення діяльності макрофагів;
  • Бактерицидні властивості;
  • Пригнічення реабсорбції

Молекулярний рівень[ред.ред. код]

На молекулярному рівні хімічні сполуки класифікують на:

  • Неорганічні сполуки — 60-70 % маси тіла;
    • Вода
      • Розчинення гідрофобних та гідрофільних речовин;
      • Терморегуляція;
      • Транспорт речовин;
      • Гідроліз та окиснення високомолекулярних речовин;
      • Підтримання об'єму, тургору та пружності клітини;
    • Мінеральні солі:
      • Субстрат катіонів та аніонів;
      • Регуляторна функція;
  • Органічні сполуки — 15-25 % маси тіла.
Органічний хімічний склад клітини
Речовини Властивості Типи Будова Функції Метаболізм
Білки
  • За особливостями будови:
    • Протеїни (містять тільки амінокислоти);
    • Протеїди (містять також групи не амінокислотного походження — простетичні групи. Органічна складова — гем, вітаміни тіамін та біотин, неорганічна складова — катіони Zn, Mg, Mo — гемоглобін, хлорофіл тощо);
  • За функціональним призначенням:
    • Структурні (протеїди, до складу яких входять ліпіди — склад клітинних мембран, судин, нігтів, волосся, склистого тіла);
    • Транспортні (гемоглобін);
    • Запасні (в жовтку яєць тварин та у насінні);
    • Захисні (специфічний зв'язок із чужорідними агентами — імуноглобуліни);
    • Рухові (склад всіх скорочувальних структур клітини — актин, міозин);
    • Регуляторні (інсулін);
    • Каталітичні (білкова та небілкова складова (похідні вітамінів, йони — амілаза, фосфатаза (ферменти))
  • Первинна (порядок чергування амінокислотних залишків у білкових молекулах (пептидні зв'язки — залишки 2-8 амінокислот)) — усі білки;
  • Вторинна (пакування пептидного ланцюга у спіраль за допомогою водневих зв'язків -CO- і -NH-);
  • Третинна (згортання вторинних структур у тривимірні утвори певної для кожного виду білка форми — глобули — під дією гідрофобних зв'язків, сульфідних і сольових містків);
  • Четвертинна (згортання третинних структур, що фіксується йонними та водневими зв'язками)
Макромолекули білків → травний канал → амінокислоти → кров → біосинтез білків → будова органоїдів білків, мембран та ферментів

Вуглеводи

  • Простігідрофільність, синтез у полісахариди та дисахариди;
  • Складні — перетворення на моносахариди шляхом гідролізу, гідрофобність (полісахариди)

Складні:

Моносахариди — Cn(H2O)n, дисахариди - C12H22O11

Макромолекули вуглеводів → глюкоза( → глікоген) → кров → окиснення з виділенням енергії (підсумкове рівняння C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 2800 кДж)

Ліпіди

Естери вищих жирних кислот і гліцерину

  • CH2-O-C(O)-R
'|
  • CH-О-C(O)-R
'|
  • CH2-O-C(O)-R

Де R — вільні радикали жирних кислот

  • Регуляторна (гормони з ліпідною природою);
  • Захисна (захисний каркас для внутрішніх органів, підшкірний жир);
  • Теплоізоляційна (підшкірна жирова клітковина);
  • Склад вітамінів (D, E), рослинних пігментів;
  • Енергетична(1 г = 39 кДж)
Макромолекули жирів→травний канал→гліцерин, жирні кислоти(→лімфа)→кров→жирове депо (сальник, підшкірна клітковина)→синтетичні процеси

Нуклеїнові кислоти

ДНК — самоподвоєння, стабільність; РНК — лабільність

  • ДНК — біополімер, який утворює хромосоми та бере участь у біосинтезі білка. Здатна до самоподвоєння за типом комплементарності азотистих основ (А-Г, Т-Ц);
  • РНК — біополімер, який будує тіло рибосоми та бере участь у біосинтезі білка (іРНК, тРНК, рРНК)
    • іРНК – РНК, що є матрицею трансляції. Цикл життя іРНК складається з таких етапів: транскрипція на основі ДНК за принципом шаблонності та комплементарності при дії ферменту ДНК-полімерази (утворюється пре-іРНК), кепірування (на 5’ кінець додається модифікований нуклеотид – метилгуанозин – за допомогою три фосфатного мосту), поліаденілування (приєднання до 3’ кінця транскрипти 200-300 залишків аденілової кислоти за допомогою А-полімерази), сплайсинг (відщеплюються інтрони, що каталізується сплайсосомою), виведення із ядра, трансляція, розпад на нуклеотиди. Формує рибосому (сполучення двох субодиниць рибосоми з кодоном іРНК). Трансляція припиняється досягненням стоп-кодонів УАА, УАГ або УГА. Становить 5% від усіх видів РНК.
    • рРНК – РНК, що складають основу рибосоми. Після транскрипції молекули рРНК утворюють дві субодиниці рибосоми. Становить 80% від усіх видів РНК.
    • тРНК – РНК, що транспортують амінокислоту до місця призначення та зумовлюють її переміщення з її А-центру до П-центру шляхом конформації комплексу з антикодону тРНК та кодону іРНК
  • ДНК – подвійна правозакручена спіраль, мономером якої є нуклеотид. Нуклеотид складається з азотистої основи (аденін, гуанін, тимін, цитозин), пентози (дезоксирибози) та фосфату (залишку фосфорної кислоти). Рибоза сполучається з залишками фосфорної кислоти за допомогою ковалентного зв’язку, а з азотистими основами – водневим зв’язком. ДНК може мати первинну (послідовність розташування нуклеотидів), вторинну (згортання у подвійну спіраль) та третинну (згортання у ядрах) структуру;
  • РНК – полінуклеотидний ланцюг, мономером якого є нуклеотид. Нуклеотид складається з азотистої основи (аденін, гуанін, урацил, цитозин), пентози (рибози) та фосфату (залишку фосфорної кислоти)

Збереження та передача спадкової інформації під час біосинтезу білка

Дивіться також[ред.ред. код]