Химический состав клетки

Усвоив материал этой главы, вы должны уметь:

  1. Охарактеризовать приведенные ниже термины и понятия и объяснить взаимосвязь между ними:
    а) полимер, мономер;
    б) углевод, моносахарид, дисахарид, полисахарид;
    в) липид, жир, глицерин, жирная кислота;
    г) аминокислота, полипептид, белок;
    д) катализатор, фермент, активный центр;
    е) нуклеиновая кислота, нуклеотид;
    ж) АТФ, ГТФ, ЦТФ, ТТФ, УТФ, РНК, ДНК;
    з) конформация, первичная, вторичная, третичная, четвертичная структуры макромолекулы; и) денатурация, ренатурация.
  2. Охарактеризовать атомный (элементарный) состав клетки, привести примеры макро-, микро- и ультрамикроэлементов, объяснить их значение в клетке.
  3. Систематизировать и привести примеры неорганических и органических веществ клетки.
  4. Перечислить и обсудить свойства воды и неорганических ионов; охарактеризовать их роль в клетке (живом организме).
  5. Перечислить четыре основные группы органических соединений клетки и представлять роль каждою из них.

Атомный состав клетки

Из 110 элементов Периодической системы Менделеева в состав организмов входит более половины, причем 24 из них являются обязательными и обнаруживаются почти во всех типах клеток. По процентному содержанию в клетке химические элементы делятся на три группы: макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы в сумме составляют порядка 98% всех элементов клетки и входят в состав жизненно важных биологических веществ. К ним относят водород (> 60%), кислород (~ 25%), углерод (~ 10%), азот (~ З%). К микроэлементам принадлежит восемь элементов, содержание которых в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента и в сумме составляет менее 2-З%. Это магний, натрий, кальций, железо, калий, сера, фосфор, хлор. К группе ультрамикроэлементов относят цинк, медь, йод, фтор, марганец, кобальт, кремний и другие элементы, содержащиеся в клетке в исключительно малых количествах (суммарное содержание порядка 0,1%).

Несмотря на низкое содержание в живых организмах, микро-и ультрамикроэлементы играют чрезвычайно важную роль: они входят в состав различных ферментов, гормонов, витаминов и обусловливают тем самым нормальное развитие и функционирование структур клетки и организма в целом. Так, например, медь является составной частью ряда ферментов, занятых в процессах тканевого дыхания. Цинк – необходимый компонент почти ста ферментов, в частности ДНК- и РНК-полимераз; он содержится также в гормоне поджелудочной железы – инсулине. Кобальт входит в состав витамина B12 регулирующего кроветворную функцию. Железо является компонентом гемоглобина, а йод – гормона щитовидной железы – тироксина.

Роль ряда ультрамикроэлементов в организме еще не уточнена или даже неизвестна (мышьяк). При недостатке этих элементов в почве, а следовательно, в воде и пищевых продуктах снижается их содержание в организме. При этом развиваются различные патологические состояния (сахарный диабет, эндемический зоб, злокачественная анемия и др.).

Биология: