Хімічний склад клітини - який він?

Хімічний склад клітини - який він?

Всі живі організми, за винятком вірусів, складаються з клітин. Давайте ж розберемося, що це таке і яка її структура.

Що таке клітина?

Це основна структурна одиниця живих істот. У неї присутній власний обмін речовин. Клітина може існувати і як самостійний організм: прикладом цього є інфузорії, амеби, хламідомонади тощо. Ця структура складається з різноманітних речовин, як органічних, так і неорганічних. Всі хімічні речовини клітини грають певну функцію в її будові та обміні.


Хімічні елементи

У складі клітини налічується близько 70 різних хімічних елементів, але основними з них є кисень, вуглець, водень, калій, фосфор, азот, сірка, хлор, натрій, магній, кальцій, залізо, цинк, мідь. Перші три є основою всіх органічних сполук. Всі хімічні елементи клітини відіграють певну роль.

Кисень

Кількість цього елемента становить 65-75 відсотків від маси всієї клітини. Він входить до складу практично всіх органічних сполук, а також води, цим і обумовлено таке високе його утримання. Цей елемент виконує дуже важливу функцію в клітинах організмів: кисень служить в якості окислювача в процесі клітинного дихання, внаслідок якого синтезується енергія.

Вуглець

Цей елемент, як і водень, міститься у всіх органічних речовинах. До хімічного складу клітини входить його близько 15-18 відсотків. Вуглець у вигляді СО бере участь у процесах регуляції клітинних функцій, також він у вигляді СО2 бере участь у фотосинтезі.

Водень

Цей елемент у клітині містить приблизно 8-10 відсотків. Найбільша його кількість знаходиться в молекулах води. Клітинами деяких бактерій молекулярний водень окисляється для синтезу енергії.

Калій

До хімічного складу клітини входить близько 0,15-0,4% цього хімічного елемента. Він виконує дуже важливу роль, беручи участь у процесах генерації нервового імпульсу. Ось чому для зміцнення нервової системи рекомендується вживати препарати з вмістом калію. Також цей елемент сприяє підтримці мембранного потенціалу клітини.

Фосфор

Кількість цього елемента у складі клітини дорівнює 0,2-1% від загальної її ваги. Він входить до складу молекул АТФ, а також деяких ліпідів. Фосфор присутній у міжклітинній речовині і в цитоплазмі у вигляді іонів. Велика його концентрація спостерігається в клітинах м 'язової і кісткової тканини. Крім того, неорганічні сполуки, що включають цей елемент, використовуються клітиною для синтезу органічних речовин.


Азот

Цей елемент входить до хімічного складу клітини в кількості 2-3%. Він міститься в білках, нуклеїнових кислотах, амінокислотах і нуклеотидах.

Сірка

Вона входить до складу багатьох білків, оскільки міститься в сірковмісних амінокислотах. У малій концентрації присутня в цитоплазмі і міжклітинній речовині у вигляді іонів.

Хлор

Міститься в кількості 0,05-0,1%. Підтримує електронну піктограму клітини.

Натрій

Цей елемент присутній у складі клітини в кількості 0,02-0,03%. Він виконує ті ж функції, що і калій, а також бере участь у процесах осморегуляції.

Кальцій

Кількість цього хімічного елемента становить 0,04-2%. Кальцій бере участь у процесі підтримки мембранного потенціалу клітини та екзоцитозу, тобто виділення з неї назовні певних речовин (гормонів, білків тощо)

Магній

До хімічного складу клітини входить 0,02-0,03% цього елемента. Він бере участь в енергетичному обміні та синтезі ДНК, є складовою ферментів, хлорофілу, міститься в рибосомах і мітохондріях.

Залізо

Кількість цього елемента становить 0,01-0,015%. Однак в еритроцитах його набагато більше, оскільки він є основою гемоглобіну.


Цинк

Міститься в інсуліні, а також у багатьох ферментах.

Мідь

Цей елемент є однією зі складових окислювальних ферментів, які беруть участь у синтезі цитохромів.

Білки

Це найскладніші сполуки в клітці, основні речовини, з яких вона складається. Вони складаються з амінокислот, з 'єднаних у певному порядку в ланцюжок, а потім закручених в клубок, форма якого специфічна для кожного виду білка. Ці речовини виконують багато важливих функцій у життєдіяльності клітини. Однією з найважливіших є ферментативна функція. Білки виступають як природні каталізатори, прискорюючи процес хімічної реакції в сотні тисяч разів - розщеплення і синтез будь-яких речовин неможливі без них. Кожен вид ферментів бере участь тільки в одній певній реакції і не може вступати в іншу. Також білки виконують захисну функцію. Речовини цієї групи, що охороняють клітку від потрапляння в неї чужорідних білків, називаються антитілами. Ці речовини також захищають від хвороботворних вірусів і бактерій весь організм загалом. Крім того, ці з 'єднання виконують транспортну функцію. Вона полягає в тому, що в мембранах існують білки-транспортери, які переносять назовні або всередину клітини певні речовини. Пластична функція цих речовин також дуже важлива. Вони є основним будівельним матеріалом, з якого складається клітина, її мембрани та органели. Іноді білки також здійснюють енергетичну функцію - при нестачі жирів і вуглеводів клітина розщеплює ці речовини.

Ліпіди

До цієї групи речовин належать жири і фосфоліпіди. Перші - основне джерело енергії. Вони також можуть накопичуватися як запасні речовини на випадок голодування організму. Другі служать основною складовою клітинних мембран.

Вуглеводи

Найпоширенішою речовиною цієї групи є глюкоза. Вона і подібні їй прості вуглеводи виконують енергетичну функцію. Також до вуглеводів належать полісахариди, молекули яких складаються з тисяч об 'єднаних молекул - моносахаридів. Вони в основному виконують структурну роль, входячи до складу мембран. Основні полісахариди рослинних клітин - це крохмаль і целюлоза, тварин - глікоген.


Нуклеїнові кислоти

До цієї групи хімічних сполук входять ДНК, РНК і АТФ.

ДНК

Ця речовина виконує найважливішу функцію - вона відповідає за зберігання і спадкову передачу генетичної інформації. ДНК знаходиться в хромосомах ядра. Макромолекули цієї речовини утворюються з нуклеотидів, які, в свою чергу, складаються з азотистої основи, представленої пуринами і піримідинами, вуглеводнем і залишками фосфорної кислоти. Вони бувають чотирьох видів: аденілові, гуанілові, тимідилові та цитидилові. Назва нуклеотиду залежить від того, які пурини входять до його складу, це може бути аденін, гуанін, тимін і цитозин. Молекула ДНК має форму двох ланцюжків, закручених у спіраль.

РНК

Дане з 'єднання виконує функцію реалізації інформації, яка знаходиться в ДНК, через синтез білків, склад яких зашифрований. Ця речовина дуже схожа на описану вище нуклеїнову кислоту. Основною їхньою відмінністю є те, що РНК складається з одного ланцюжка, а не двох. Також до складу нуклеотидів РНК входить азотиста підстава урацил замість тіміна і рібоза. Тому ця речовина формується з таких нуклеотидів, як аденіловий, гуаніловий, уридиловий і цитидиловий.

АТФ

Будь-яка енергія, отримана рослинними клітинами в процесі фотосинтезу або тваринами внаслідок окислення жирів і вуглеводів, запасається в кінцевому рахунку в АТФ, з якої клітина отримує її, коли це потрібно.