Chemické prvky bunky.
- Prevencia
Bunky živých organizmov v ich chemickom zložení sa výrazne líšia od okolitého neživého prostredia a štruktúry chemických zlúčenín a množstva a obsahu chemických prvkov. Celkovo je prítomných asi 90 chemických prvkov v živých organizmoch, ktoré sú v závislosti od ich obsahu rozdelené do troch hlavných skupín: makroživiny, mikroelementy a ultramikrogény.
Macronutrients.
Makroelementy vo významných množstvách sú zastúpené v živých organizmoch v rozsahu od stotín percent až desiatok percent. Ak obsah akejkoľvek chemickej látky v organizme presahuje 0,005% telesnej hmotnosti, táto látka sa označuje ako makroelementy. Sú súčasťou hlavných tkanív: krv, kosti a svaly. Patria medzi ne napríklad nasledujúce chemické prvky: vodík, kyslík, uhlík, dusík, fosfor, síra, sodík, vápnik, draslík, chlór. Makroelementy predstavujú približne 99% hmotnosti živých buniek, pričom väčšina (98%) vodíka, kyslíka, uhlíka a dusíka.
Nasledujúca tabuľka zobrazuje hlavné makroživiny v tele:
Pre všetky štyri najbežnejšie prvky živých organizmov (vodík, kyslík, uhlík, dusík, ako už bolo povedané) je charakteristická jedna spoločná vlastnosť. Tieto prvky majú na vonkajšej obežnej dráhe jeden alebo viac elektrónov, ktoré vytvárajú stabilné elektronické väzby. Preto atóm vodíka na vytvorenie stabilnej elektrónovej väzby neobsahuje jeden elektrón vo vonkajšej obežnej dráhe, atómy kyslíka, dusík a uhlík - dva, tri a štyri elektróny. V tomto ohľade tieto chemické prvky ľahko vytvárajú kovalentné väzby v dôsledku párovania elektrónov a môžu sa ľahko vzájomne ovplyvňovať a plniť ich vonkajšie elektrónové škrupiny. Navyše kyslík, uhlík a dusík môžu tvoriť nielen jednoduché väzby, ale aj dvojité väzby. V dôsledku toho sa značne zvyšuje počet chemických zlúčenín, ktoré sa môžu tvoriť z týchto prvkov.
Navyše uhlík, vodík a kyslík - najľahšie medzi prvkami schopnými vytvárať kovalentné väzby. Preto sa ukázali ako najvhodnejšie na tvorbu zlúčenín, ktoré tvoria živú hmotu. Treba poznamenať osobitne ďalšiu dôležitú vlastnosť uhlíkových atómov - schopnosť vytvárať kovalentné väzby so štyrmi ďalšími atómami uhlíka naraz. Vďaka tejto schopnosti sa skelety vytvárajú z obrovskej škály organických molekúl.
Stopové prvky
Hoci obsah stopových prvkov nepresahuje 0,005% pre každý jednotlivý prvok a celkovo tvorí iba asi 1% hmotnosti buniek, stopové prvky sú nevyhnutné pre životne dôležitú činnosť organizmov. Pri absencii alebo nedostatku obsahu sa môžu objaviť rôzne choroby. Mnohé stopové prvky sú súčasťou neproteínových enzýmových skupín a sú nevyhnutné pre realizáciu ich katalytickej funkcie.
Napríklad železo je neoddeliteľnou súčasťou hemu, ktorý je súčasťou cytochrómov, ktoré sú súčasťou reťazca prenosu elektrónov a hemoglobínom, bielkovinou, ktorá transportuje kyslík z pľúc do tkanív. Nedostatok železa v ľudskom tele spôsobuje vývoj anémie. Nedostatok jódu, ktorý je súčasťou thyroxínu štítnej žľazy, vedie k výskytu ochorení spojených s nedostatočnosťou tohto hormónu, ako je endemický chudák alebo kretinizmus.
Príklady stopových prvkov sú uvedené v nasledujúcej tabuľke:
2.3 Chemické zloženie buniek. Makro a stopové prvky
Video Tutorial 2: Štruktúra, vlastnosti a funkcie organických zlúčenín Koncepcia biopolymérov
Prednáška: Chemické zloženie buniek. Makro a stopové prvky. Vzťah štruktúry a funkcií anorganických a organických látok
makroživiny, ktorých obsah nie je nižší ako 0,01%;
stopových prvkov - ktorých koncentrácia je nižšia ako 0,01%.
V každej bunke je obsah stopových prvkov menší ako 1%, makroprvky - viac ako 99%.
Sodík, draslík a chlór poskytujú mnoho biologických procesov - turgor (vnútorný tlak buniek), vzhľad nervových elektrických impulzov.
Dusík, kyslík, vodík, uhlík. Toto sú hlavné súčasti bunky.
Fosfor a síra sú dôležitými zložkami peptidov (proteínov) a nukleových kyselín.
Vápnik je základom všetkých kostrových formácií - zuby, kosti, mušle, bunkové steny. Podieľa sa tiež na kontrakcii svalov a koagulácii krvi.
Horčík je zložka chlorofylu. Podieľa sa na syntéze proteínov.
Železo je zložkou hemoglobínu, podieľa sa na fotosyntéze, určuje účinnosť enzýmov.
Stopové prvky obsiahnuté vo veľmi nízkych koncentráciách, ktoré sú dôležité pre fyziologické procesy:
Zinok je zložkou inzulínu;
Meď - zúčastňuje sa fotosyntézy a dýchania;
Kobalt - zložka vitamínu B12;
Jód - sa podieľa na regulácii metabolizmu. Je dôležitou súčasťou hormónov štítnej žľazy;
Fluorid je súčasťou zubnej skloviny.
Nerovnováha v koncentrácii mikro a makronutrientov vedie k metabolickým poruchám, rozvoju chronických ochorení. Nedostatok vápnika - príčina rachiet, železo - anémia, nedostatok dusíka proteínov, jód - zníženie intenzity metabolických procesov.
Zvážte vzťah organických a anorganických látok v bunke, ich štruktúru a funkciu.
Bunky obsahujú obrovské množstvo mikro a makromolekúl patriacich do rôznych chemických tried.
Anorganická bunka
Voda. Z celkovej hmotnosti živého organizmu tvorí najväčšie percento 50-90% a zúčastňuje sa takmer všetkých životných procesov:
kapilárne procesy, pretože ide o univerzálne polárne rozpúšťadlo, ovplyvňujú vlastnosti intersticiálnej tekutiny, rýchlosť metabolizmu. Vo vzťahu k vode sú všetky chemické zlúčeniny rozdelené na hydrofilné (rozpustné) a lipofilné (rozpustné v tukoch).
Intenzita metabolizmu závisí od jeho koncentrácie v bunke - čím viac vody, tým rýchlejšie procesy prebiehajú. Strata 12% vody ľudským telom - vyžaduje obnovu pod dohľadom lekára so stratou 20% - smrť nastane.
Minerálne soli. Obsahuje sa v živých systémoch v rozpustenej forme (disociujúca na ióny) a nerozpustené. Rozpustené soli sa podieľajú na:
prenosu látky cez membránu. Katióny kovov poskytujú "čerpadlo sodíka draslíka", ktoré mení osmotický tlak článku. Z tohto dôvodu sa voda s látkami rozpustenými v nej vháňa do bunky alebo ju opúšťa a zbytočne sa zbavuje;
tvorba nervových impulzov elektrochemickej povahy;
sú súčasťou proteínov;
fosfátový ión - zložka nukleových kyselín a ATP;
karbonátový ión - podporuje Ph v cytoplazme.
Nerozpustné soli vo forme celých molekúl tvoria štruktúry škrupín, škrupín, kostí, zubov.
Bunková organická hmota
Spoločným znakom organickej hmoty je prítomnosť reťazca uhlíkového skeletu. Ide o biopolyméry a malé molekuly s jednoduchou štruktúrou.
Hlavné triedy dostupné v živých organizmoch:
Sacharidy. Bunky obsahujú rôzne typy - jednoduché cukry a nerozpustné polyméry (celulóza). V percentách je ich podiel na sušine rastlín až 80%, zvieratá - 20%. Hrajú dôležitú úlohu pri podpore života buniek:
Fruktóza a glukóza (monosacharidy) sa rýchlo vstrebávajú v tele, sú súčasťou metabolizmu, sú zdrojom energie.
Ribóza a deoxyribóza (monosacharidy) sú jednou z troch hlavných zložiek DNA a RNA.
Laktóza (označovaná ako disacharam) - syntetizovaná zvieraťa, je súčasťou mlieka cicavcov.
V rastlinách sa tvorí sacharóza (disacharid) - zdroj energie.
Maltóza (disacharid) - poskytuje klíčenie semien.
Aj jednoduché cukry vykonávajú ďalšie funkcie: signál, ochranné, transportné.
Polymérne sacharidy sú vo vode rozpustný glykogén, rovnako ako nerozpustná celulóza, chitín, škrob. Majú významnú úlohu v metabolizme, vykonávajú štrukturálne, skladovacie, ochranné funkcie.
Lipidy alebo tuky. Sú nerozpustné vo vode, ale dobre sa navzájom premiešajú a rozpúšťajú sa v nepolárnych kvapalinách (bez obsahu kyslíka, napríklad petrolej alebo cyklické uhľovodíky sú nepolárne rozpúšťadlá). Lipidy sú v tele nevyhnutné na to, aby im poskytli energiu - počas ich oxidácie sa vytvára energia a voda. Tuky sú veľmi energeticky účinné - s pomocou 39 kJ za gram uvoľneného počas oxidácie môžete zdvihnúť bremeno o hmotnosti 4 tony do výšky 1 m. Tuk tiež poskytuje ochrannú a izolačnú funkciu - pri zvieratách jej hrubá vrstva pomáha zachovať teplo v chladnej sezóne. Tuky podobné látky chránia perie vodného vtáctva pred namočením, poskytujú zdravý lesklý vzhľad a elasticitu zvieracích chlpov, vykonávajú kryciu funkciu na listoch rastlín. Niektoré hormóny majú štruktúru lipidov. Tuky tvoria základ membránovej štruktúry.
Proteíny alebo proteíny sú heteropolyméry biogénnej štruktúry. Pozostávajú z aminokyselín, ktorých štruktúrne jednotky sú: aminoskupina, radikál a karboxylová skupina. Vlastnosti aminokyselín a ich rozdiely od seba určujú radikály. Vďaka amfotérnym vlastnostiam môžu vytvárať väzby medzi sebou. Proteín môže pozostávať z niekoľkých alebo stoviek aminokyselín. Celková štruktúra proteínov obsahuje 20 aminokyselín, ich kombinácie určujú rôznorodosť foriem a vlastností proteínov. Asi tucet aminokyselín je nevyhnutné - nie sú syntetizované v tele zvieraťa a ich príjem je zabezpečovaný rastlinnými potravinami. V zažívacom trakte sú proteíny rozdelené na jednotlivé monoméry používané na syntetizáciu vlastných proteínov.
Štruktúrne vlastnosti bielkovín:
primárna štruktúra - aminokyselinový reťazec;
sekundárne - reťaz skrútená do špirály, kde sú medzi cievkami vytvorené vodíkové väzby;
terciárne - špirála alebo niekoľko z nich, valcované do globule a spojené slabými väzbami;
Kvartérka neexistuje vo všetkých proteínoch. Toto sú niektoré globuláty spojené nekovalentnými väzbami.
Pevnosť štruktúr môže byť zlomená a potom obnovená, zatiaľ čo proteín dočasne stráca svoje charakteristické vlastnosti a biologickú aktivitu. Iba zničenie primárnej štruktúry je nezvratné.
Proteíny vykonávajú veľa funkcií v bunke:
zrýchlenie chemických reakcií (enzymatická alebo katalytická funkcia, z ktorých každá zodpovedá za špecifickú jedinú reakciu);
transport - prenos iónov, kyslíka, mastných kyselín cez bunkové membrány;
ochranné - krvné proteíny, ako je fibrín a fibrinogén, sú prítomné v krvnej plazme v neaktívnej forme, tvoria krvné zrazeniny v mieste poškodenia spôsobeného kyslíkom. Protilátky - poskytujú imunity.
štrukturálne peptidy sú čiastočne alebo sú základom bunkových membrán, šliach a iných spojivových tkanív, vlasov, vlny, kopytíc a nechtov, krídel a vonkajších častí. Actin a myozín poskytujú kontraktilnú svalovú aktivitu;
regulačné hormonálne proteíny poskytujú humorálnu reguláciu;
energia - pri nedostatku živín začne telo rozbíjať svoje vlastné proteíny, narušuje proces svojej vlastnej životnej činnosti. Preto, po dlhom hladovaní, sa telo nemôže vždy zotaviť bez lekárskej pomoci.
Nukleové kyseliny. Existujú 2 - DNA a RNA. RNA má niekoľko typov - informačné, transportné a ribozomálne. Zjavený švajčiarskym švajčiarskym F. Fisherom na konci 19. storočia.
DNA je deoxyribonukleová kyselina. Obsahuje jadro, plastidy a mitochondrie. Štrukturálne ide o lineárny polymér, ktorý tvorí dvojitú špirálu komplementárnych nukleotidových reťazcov. Koncepciu svojej priestorovej štruktúry vytvorili v roku 1953 Američania D. Watson a F. Crick.
Jeho monomérne jednotky sú nukleotidy, ktoré majú zásadne spoločnú štruktúru od:
dusíkatá báza (patriaca do purínovej skupiny - adenín, guanín, pyrimidín - tymín a cytozín).
V štruktúre molekuly polyméru sa nukleotidy kombinujú v pároch a komplementárne, čo je spôsobené rôznym počtom vodíkových väzieb: adenín + tymín - dva, guanín + cytozín - tri vodíkové väzby.
Poradie nukleotidov kóduje štrukturálne aminokyselinové sekvencie proteínových molekúl. Mutácia je zmena poradia nukleotidov, pretože budú zakódované proteínové molekuly s inou štruktúrou.
RNA - ribonukleová kyselina. Štrukturálne znaky jeho rozdielu od DNA sú:
namiesto tymínového nukleotidu - uracilu;
ribóza namiesto deoxyribózy.
Transportná RNA je reťazec polyméru, ktorý je v rovine preložený vo forme listu ďateliny, jeho hlavnou funkciou je dodávanie aminokyseliny ribozómom.
Matrica (messenger) RNA sa neustále vytvára v jadre, komplementárne k akejkoľvek časti DNA. Ide o štrukturálnu matricu, na základe jej štruktúry sa molekula proteínu zostaví na ribozóme. Z celkového obsahu molekúl RNA je tento typ 5%.
Ribosomal - je zodpovedný za proces tvorby proteínovej molekuly. Syntetizuje sa na nukleole. V klietke je 85%.
ATP - adenozín trifosfátová kyselina. Toto je nukleotid obsahujúci:
Zahrnúť prvky sledovania
Ušetrite čas a nezobrazujú sa reklamy so softvérom Knowledge Plus
Ušetrite čas a nezobrazujú sa reklamy so softvérom Knowledge Plus
Odpoveď
Odpoveď je daná
nikitasapper
Pripojte Knowledge Plus na prístup k všetkým odpovediam. Rýchlo, bez reklamy a prestávok!
Nenechajte si ujsť dôležité - pripojte Knowledge Plus, aby ste videli odpoveď práve teraz.
Sledujte video na prístup k odpovedi
Oh nie!
Zobrazenia odpovedí už skončili
Pripojte Knowledge Plus na prístup k všetkým odpovediam. Rýchlo, bez reklamy a prestávok!
Nenechajte si ujsť dôležité - pripojte Knowledge Plus, aby ste videli odpoveď práve teraz.
Chemické zloženie buniek
Skupiny prvkov chemického zloženia bunky
Veda, ktorá študuje zložky a štruktúru živých buniek sa nazýva cytológia.
Všetky prvky obsiahnuté v chemickej štruktúre tela sa dajú rozdeliť do troch skupín:
- macronutrients;
- stopové prvky;
- ultramikly.
Medzi makroelementy patrí vodík, uhlík, kyslík a dusík. Takmer 98% všetkých zložiek tvorí ich podiel.
Stopové prvky sú v počte desatín a stotín percent. A veľmi nízky obsah ultramicroelements - stotiny a tisíciny percent.
Preložený z gréčtiny, "makro" je veľký a "mikro" je malý.
Obr. 1 Obsah chemických prvkov v bunke
Vedci zistili, že neexistujú žiadne konkrétne prvky, ktoré by boli jedinečné pre živé organizmy. Preto žijú, táto neživá príroda pozostáva z tých istých prvkov. To dokazuje ich vzťah.
Napriek kvantitatívnemu obsahu chemického prvku vedie neprítomnosť alebo zníženie aspoň jedného z nich k smrti celého organizmu. Koniec koncov, každá z nich má svoj vlastný význam.
Úloha chemického zloženia bunky
Makroelementy sú základom biopolymérov, konkrétne bielkovín, sacharidov, nukleových kyselín a lipidov.
Stopové prvky sú súčasťou dôležitých organických látok, ktoré sa podieľajú na metabolických procesoch. Sú zložkami minerálnych solí, ktoré sú vo forme katiónov a aniónov, ich pomer určuje alkalické prostredie. Najčastejšie je mierne alkalický, pretože pomer minerálnych solí sa nemení.
Hemoglobín obsahuje železo, chlorofyl - horčík, proteíny - síru, nukleové kyseliny - fosfor, metabolizmus sa vyskytuje s dostatočným množstvom vápnika.
Obr. 2. Zloženie buniek
Niektoré chemické prvky sú zložkami anorganických látok, napríklad vody. Zohráva dôležitú úlohu v životnej činnosti rastlinných aj živočíšnych buniek. Voda je dobrým rozpúšťadlom, preto sú všetky látky vo vnútri tela rozdelené na:
- Hydrofilné rozpustné vo vode;
- Hydrofóbny - nerozpúšťajte vo vode.
Vďaka prítomnosti vody sa bunka stáva elastickou, podporuje pohyb organických látok v cytoplazme.
Obr. 3. Bunkové látky.
Tabuľka "Vlastnosti chemického zloženia bunky"
Aby sme jasne pochopili, ktoré chemické prvky sú súčasťou bunky, uvádzame ich v nasledujúcej tabuľke:
Aké chemické prvky súvisia s makro a mikroživinami bunky?
Aké chemické prvky súvisia s makro a mikroživinami bunky?
Makroelementy (veľké percento tela podľa obsahu) bunky obsahujú nasledujúce chemické prvky:
- kyslík 70%, uhlík 15%, vodík 10%, dusík 2%, draslík 0,3%, síru 0,2%, fosfor 1%, chlór 0, 1%), zvyšok - horčík, vápnik, sodík.
Na stopové prvky (malé percento obsahu tela) patria také chemické prvky:
- kobalt, zinok, vanád, fluór, selén, meď, chróm, nikel, germánium, jód, ruténium.
Chemické zloženie buniek
Bunka je základnou jednotkou života na Zemi. Má všetky vlastnosti živého organizmu: rastie, znásobuje, vymieňa látky a energiu so životným prostredím, reaguje na vonkajšie podnety. Začiatok biologickej evolúcie súvisí s výskytom bunkových foriem života na Zemi. Jednorazové organizmy sú bunky, ktoré existujú navzájom oddelene. Telo všetkých mnohobunkových zvierat a rastlín je postavené z väčšieho alebo menšieho počtu buniek, ktoré sú druhom blokov, ktoré tvoria komplexný organizmus. Bez ohľadu na to, či je bunka kompletným živým systémom - samostatným organizmom alebo je len jeho súčasťou, je vybavený súborom vlastností a vlastností, ktoré sú spoločné pre všetky bunky.
Chemické zloženie buniek
Okolo 60 prvkov periodickej tabuľky Mendeleeva sa našlo v bunkách, ktoré sa tiež nachádzajú v neživej povahe. Jedná sa o jeden z dôkazov bežnosti animovanej a neživej povahy. V živých organizmoch sú najbežnejšie vodík, kyslík, uhlík a dusík, ktoré tvoria asi 98% hmotnosti buniek. To je spôsobené zvláštnosťami chemických vlastností vodíka, kyslíka, uhlíka a dusíka, v dôsledku čoho sa ukázalo ako najvhodnejšie na tvorbu molekúl, ktoré vykonávajú biologické funkcie. Tieto štyri prvky sú schopné vytvárať veľmi silné kovalentné väzby prostredníctvom párovania elektrónov patriacich k dvom atómom. Kovalentne viazané atómy uhlíka môžu tvoriť skelety nespočetných rôznych organických molekúl. Vzhľadom na to, že atómy uhlíka ľahko vytvárajú kovalentné väzby s kyslíkom, vodíkom, dusíkom a tiež sírou, organické molekuly dosahujú výnimočnú zložitosť a štrukturálnu rozmanitosť.
Okrem štyroch hlavných prvkov v bunke obsahujú značné množstvá (10. a 100. frakcie percent) železo, draslík, sodík, vápnik, horčík, chlór, fosfor a síru. Všetky ostatné prvky (zinok, meď, jód, fluór, kobalt, mangán atď.) Sú v bunke vo veľmi malých množstvách a preto sa nazývajú mikroelementy.
Chemické prvky sú súčasťou anorganických a organických zlúčenín. Anorganické zlúčeniny zahŕňajú vodu, minerálne soli, oxid uhličitý, kyseliny a zásady. Organické zlúčeniny sú proteíny, nukleové kyseliny, uhľohydráty, tuky (lipidy) a lipidy. Okrem kyslíka, vodíka, uhlíka a dusíka môžu byť zahrnuté aj ďalšie prvky. Niektoré proteíny obsahujú síru. Zložkou nukleových kyselín je fosfor. Molekula hemoglobínu zahŕňa železo, horčík sa podieľa na konštrukcii molekuly chlorofylu. Stopové prvky, napriek extrémne nízkym obsahom živých organizmov, zohrávajú dôležitú úlohu v procesoch životne dôležitých činností. Jód je súčasťou hormónu štítnej žľazy - tyroxínu, kobaltu - v zložení vitamínu B12 Inzulín, hormón pankreatického ostrovčeka, obsahuje zinok. V niektorých rybách med 'zaberá miesto železa v molekulách pigmentov nesúcich kyslík.
voda
H2O - najbežnejšia zložka v živých organizmoch. Jeho obsah v rôznych bunkách sa pohybuje v pomerne širokom rozmedzí: od 10% v zubnej sklovine až po 98% v organizme medúzy, ale v priemere je to asi 80% telesnej hmotnosti. Veľmi dôležitá úloha vody pri zabezpečovaní procesov životnej činnosti je spôsobená jej fyzikálno-chemickými vlastnosťami. Polarita molekúl a schopnosť vytvárať vodíkové väzby robia vodu dobrým rozpúšťadlom pre obrovské množstvo látok. Väčšina chemických reakcií, ku ktorým dochádza v bunke, sa môže vyskytovať len vo vodnom roztoku. Voda sa podieľa na mnohých chemických zmenách.
Celkový počet vodíkových väzieb medzi molekulami vody sa mení s t °. Pri teplote t, roztopenie ľadu zničí asi 15% vodíkových väzieb pri t ° 40 ° C - polovicu. Počas prechodu do plynného stavu sú všetky vodíkové väzby zničené. To vysvetľuje vysoké špecifické teplo vody. Pri zmene vonkajšieho prostredia sa voda absorbuje alebo uvoľňuje teplo v dôsledku pretrhnutia alebo premeny vodíkových väzieb. Týmto spôsobom sú oscilácie t ° vnútri článku nižšie ako v prostredí. Vysoká teplota odparovania je základom účinného mechanizmu prenosu tepla u rastlín a zvierat.
Voda ako rozpúšťadlo sa podieľa na fenoméne osmózy, ktorá hrá dôležitú úlohu v životnej aktivite bunky organizmu. Osmóza označuje penetráciu molekúl rozpúšťadla cez semipermeabilnú membránu do roztoku látky. Polopriepustné membrány sa nazývajú membrány, ktoré prechádzajú cez molekuly rozpúšťadla, ale neprechádzajú molekuly (alebo ióny) rozpustenej látky. Preto je osmóza jednostranná difúzia molekúl vody v smere roztoku.
Minerálne soli
Väčšina anorganických buniek je vo forme solí v disociovanom alebo v tuhom stave. Koncentrácia katiónov a aniónov v bunke a vo svojom prostredí sa mení. Bunka obsahuje pomerne veľa K a veľa Na. V extracelulárnom prostredí, napríklad v krvnej plazme, v morskej vode, je naopak množstvo sodíka a nedostatok draslíka. Podráždenosť bunky závisí od pomeru koncentrácií iónov Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+. V tkanivách mnohobunkových zvierat je K zahrnutá do zloženia viacbunkovej látky, ktorá zaisťuje súdržnosť buniek a ich usporiadanie. Osmotický tlak v bunke a jeho vlastnosti pufra závisia vo veľkej miere od koncentrácie soli. Pufrovanie je schopnosť bunky udržiavať mierne zásaditú reakciu jej obsahu na konštantnej úrovni. Pufrovanie vnútri článku je zabezpečené hlavne iontami H2RO4 a NRO4 2-. V extracelulárnych tekutinách a v krvi zohráva H úlohu tlmivého roztoku.2CO3 a NSO3 -. Anióny viažu H ionty a hydroxidové ióny (OH -), vďaka čomu reakcia vo vnútri bunky extracelulárnych kvapalín zostáva takmer nezmenená. Nerozpustné minerálne soli (napríklad fosforečnan vápenatý) poskytujú silu kostného tkaniva obratlovcov a škrupín mäkkýšov.
Bunková organická hmota
proteíny
Medzi organickými látkami sú na prvom mieste bunky proteíny, a to ako v množstve (10-12% celkovej hmotnosti buniek), tak v hodnote. Proteíny sú vysokomolekulárne polyméry (s molekulovou hmotnosťou od 6000 do 1 milióna a viac), ktorých monoméry sú aminokyseliny. Živé organizmy používajú 20 aminokyselín, aj keď existujú oveľa viac. Kompozícia ktorejkoľvek aminokyseliny zahŕňa aminoskupinu (-NH2), ktorý má základné vlastnosti a karboxylovú skupinu (-COOH), ktorá má kyslé vlastnosti. Dve aminokyseliny sa skombinujú do jednej molekuly stanovením HN-CO väzby s uvoľnením molekuly vody. Väzba medzi aminoskupinou jednej aminokyseliny a karboxylom druhej aminokyseliny sa nazýva peptid. Proteíny sú polypeptidy obsahujúce desiatky a stovky aminokyselín. Molekuly rôznych proteínov sa navzájom líšia molekulovou hmotnosťou, počtom, zložením aminokyselín a sekvenciou ich usporiadania v polypeptidovom reťazci. Preto je zrejmé, že proteíny sa líšia v obrovskej rozmanitosti, ich počet vo všetkých druhoch živých organizmov sa odhaduje na 10 10 - 10 12.
Reťazec aminokyselinových jednotiek spojených kovalentnými peptidovými väzbami v špecifickej sekvencii sa nazýva primárna štruktúra proteínu. V bunkách majú proteíny formu špirálovito skrútených vlákien alebo guľôčok (guľôčok). To sa vysvetľuje tým, že v prírodnom proteíne sa polypeptidový reťazec kladie striktne definovaným spôsobom v závislosti od chemickej štruktúry jeho aminokyselín.
Spočiatku sa polypeptidový reťazec navíja. Vzniká atrakcia medzi atómami susedných cievok a vodíkové väzby sa vytvárajú najmä medzi skupinami NH a CO umiestnenými na susedných zvitkoch. Reťazec aminokyselín, skrútený do špirály, tvorí sekundárnu štruktúru proteínu. Výsledkom ďalšieho prehnutia skrutkovice je špecifická konfigurácia každej bielkoviny, ktorá sa nazýva terciárna štruktúra. Terciárna štruktúra je spôsobená pôsobením adhéznych síl medzi hydrofóbnymi radikálmi prítomnými v niektorých aminokyselinách a kovalentnými väzbami medzi SH-skupinami aminokyseliny cysteín (S-S-väzby). Množstvo aminokyselín hydrofóbnymi radikálmi a cysteínom, ako aj poradie ich umiestnenia v polypeptidovom reťazci, sú špecifické pre každý proteín. Preto sa charakteristiky terciárnej štruktúry proteínu určujú jeho primárnou štruktúrou. Proteín vykazuje biologickú aktivitu iba vo forme terciárnej štruktúry. Preto nahradenie dokonca jednej aminokyseliny v polypeptidovom reťazci môže viesť k zmene v konfigurácii proteínu ak zníženiu alebo strate jeho biologickej aktivity.
V niektorých prípadoch sa molekuly proteínov navzájom kombinujú a môžu vykonávať svoju funkciu iba vo forme komplexov. Takže hemoglobín je komplex štyroch molekúl a iba v tejto forme je schopný pripojiť a prepravovať O. také agregáty predstavujú kvartérnu štruktúru proteínu. V zložení sú bielkoviny rozdelené do dvoch hlavných tried - jednoduché a komplexné. Jednoduché proteíny pozostávajú len z aminokyselín, nukleových kyselín (nukleotidov), lipidov (lipoproteínov), Me (metaloproteidov), P (fosfoproteínov).
Funkcie proteínov v bunke sú mimoriadne rozmanité. Jednou z najdôležitejších je stavebná funkcia: proteíny sa podieľajú na tvorbe všetkých bunkových membrán a bunkových organoidov, ako aj intracelulárnych štruktúr. Enzýmová (katalytická) úloha proteínov je mimoriadne dôležitá. Enzýmy urýchľujú chemické reakcie vyskytujúce sa v bunke, 10 ki a 100 miliónov krát. Funkcia motora je zabezpečená špeciálnymi kontraktívnymi proteínmi. Tieto bielkoviny sa podieľajú na všetkých druhoch pohybov, ktoré bunky a organizmy dokážu: blikajú cibuľami a búchajú flagely v prvokoch, svalové kontrakcie u zvierat, pohyb listov v rastlinách atď. Prepravnou funkciou proteínov je pripojenie chemických prvkov (napríklad hemoglobín viaže O) alebo biologicky aktívnych látok (hormónov) a preniesť ich do tkanív a orgánov tela. Ochranná funkcia je vyjadrená vo forme produkcie špecifických proteínov nazývaných protilátky v reakcii na penetráciu cudzorodých proteínov alebo buniek do tela. Protilátky viažu a neutralizujú cudzie látky. Proteíny hrajú dôležitú úlohu ako zdroje energie. Pri plnom rozdelení 1g. proteín je pridelený 17,6 kJ (
sacharidy
Sacharidy alebo sacharidy - organické látky všeobecného vzorca (СН2O)n. Pre väčšinu uhľohydrátov je počet atómov H dvojnásobný ako počet atómov O, ako vo vodných molekulách. Preto sa tieto látky nazývali sacharidy. V živých bunkách sa uhľohydráty nachádzajú v množstvách, ktoré nepresahujú 1-2, niekedy 5% (v pečeni, vo svaloch). Rastlinné bunky sú najbohatšie v uhľohydrátoch, kde ich obsah v niektorých prípadoch dosahuje 90% hmotnosti sušiny (semená, zemiakové hľuzy atď.).
Sacharidy sú jednoduché a zložité. Jednoduché sacharidy sa nazývajú monosacharidy. V závislosti od počtu atómov sacharidov v molekule sa monosacharidy nazývajú trióza, tetroza, pentóza alebo hexóza. Zo šiestich uhlíkových monosacharidov - hexóz - najdôležitejšie sú glukóza, fruktóza a galaktóza. Glukóza je obsiahnutá v krvi (0,1-0,12%). Pentóza ribózy a deoxyribózy sú súčasťou nukleových kyselín a ATP. Ak sú dva monosacharidy kombinované v jednej molekule, táto zlúčenina sa nazýva disacharid. Potravinový cukor získaný z cukrovej trstiny alebo cukrovej repy sa skladá z jednej molekuly glukózy a jednej molekuly fruktózy, mliečneho cukru - z glukózy a galaktózy.
Komplexné sacharidy tvorené mnohými monosacharidmi sa nazývajú polysacharidy. Monomér takých polysacharidov ako škrob, glykogén, celulóza je glukóza. Sacharidy vykonávajú dve hlavné funkcie: konštrukcia a energia. Celulóza tvorí steny rastlinných buniek. Komplexný polysacharidový chitín je hlavnou štrukturálnou zložkou vonkajšieho skeletu článkonožcov. Chitín má tiež funkciu budov v hubách. Sacharidy zohrávajú úlohu hlavného zdroja energie v bunke. Pri procese oxidácie 1 g uhľohydrátov sa uvoľní 17,6 kJ (
4,2 kcal). Škrob v rastlinách a glykogén u zvierat sa ukladajú do buniek a slúžia ako energetická rezerva.
Nukleové kyseliny
Hodnota nukleových kyselín v bunke je veľmi veľká. Zvláštnosti ich chemickej štruktúry umožňujú ukladať, prenášať a prenášať dedičnosťou na dcérske bunky informácie o štruktúre proteínových molekúl, ktoré sa syntetizujú v každom tkanive v určitej fáze individuálneho vývoja. Pretože väčšina vlastností a znakov buniek je spôsobená proteínmi, je zrejmé, že stabilita nukleových kyselín je najdôležitejšou podmienkou pre normálne fungovanie buniek a celých organizmov. Akékoľvek zmeny štruktúry buniek alebo aktivity fyziologických procesov v nich, čo ovplyvňuje životnú činnosť. Štúdium štruktúry nukleových kyselín je mimoriadne dôležité pre pochopenie dedičnosti znakov v organizmoch a zákonov upravujúcich fungovanie jednotlivých buniek a bunkových systémov - tkanív a orgánov.
Existujú dva typy nukleových kyselín - DNA a RNA. DNA je polymér pozostávajúci z dvoch nukleotidových špirál, uzavretých takým spôsobom, že vzniká dvojitá špirála. Monoméry molekúl DNA sú nukleotidy pozostávajúce z dusíkatých báz (adenín, tymín, guanín alebo cytozín), uhľohydrát (deoxyribóza) a zvyšok kyseliny fosforečnej. Dusíkaté bázy v molekule DNA sú navzájom prepojené nerovnomerným počtom H-väzieb a sú usporiadané v pároch: adenín (A) je vždy proti tymínu (T), guanínu (G) proti cytozínu (C).
Nukleotidy nie sú náhodne spojené, ale selektívne. Schopnosť selektívne interagovať s adenín tymínom a guanínom s cytosínom sa nazýva komplementárnosť. Komplementárna interakcia určitých nukleotidov je vysvetlená zvláštnosťami priestorového usporiadania atómov v ich molekulách, ktoré im umožňujú zblížiť sa a vytvárať H-väzby. V polynukleotidovom reťazci sú susediace nukleotidy spojené cez cukor (deoxyribóza) a zvyšok kyseliny fosforečnej. RNA, ako aj DNA je polymér, ktorého monoméry sú nukleotidy. Dusíkové bázy troch nukleotidov sú rovnaké ako tie, ktoré sú súčasťou DNA (A, G, C); štvrtý uracil (V) je prítomný v molekule RNA namiesto tymínu. RNA nukleotidy sa líšia od DNA nukleotidov a štruktúry ich sacharidov (ribóza namiesto deoxyribózy).
V reťazci RNA sa nukleotidy viažu tvorbou kovalentných väzieb medzi ribózou jedného nukleotidu a zvyškom kyseliny fosforečnej v inej. V štruktúre sú rozlíšené dvojvláknové RNA. Dvojvláknové RNA sú správcami genetických informácií pre množstvo vírusov, t.j. vykonávajú funkcie chromozómov. Jednovláknové RNA prenášajú informácie o štruktúre bielkovín z chromozómu do miesta ich syntézy a podieľajú sa na syntéze proteínov.
Existuje niekoľko typov jednoreťazcovej RNA. Ich mená sú spôsobené funkciou alebo umiestnením v bunke. Väčšina cytoplazmatickej RNA (až do 80-90%) je ribozomálna RNA (rRNA) obsiahnutá v ribozómoch. Molekuly RRNA sú relatívne malé a pozostávajú z priemeru 10 nukleotidov. Iný typ RNA (mRNA), ktorý nesie informácie o sekvencii aminokyselín v proteínoch, ktoré sa musia syntetizovať na ribozómy. Veľkosť týchto RNA závisí od dĺžky oblasti DNA, na ktorej boli syntetizované. Dopravná RNA vykonáva niekoľko funkcií. Dodávajú aminokyseliny na miesto syntézy proteínov, "rozpoznávajú" (podľa princípu komplementarity) triplet a RNA zodpovedajúcu prevedenej aminokyseline, vykonávajú presnú orientáciu aminokyseliny na ribozóme.
Tuky a lipidy
Tuky sú zlúčeniny mastných kyselín s vysokou molekulovou hmotnosťou a glycerín triatomového alkoholu. Tuky sa nerozpúšťajú vo vode - sú hydrofóbne. V bunke sú vždy iné komplexné hydrofóbne tukové látky nazývané lipoidy. Jednou z hlavných funkcií tuku je energia. Počas štiepenia 1 g tukov na SIL2 a H2O veľkom množstve energie sa uvoľní - 38,9 kJ (
9,3 kcal). Obsah tuku v bunke sa pohybuje od 5 do 15% hmotnosti sušiny. V živých tkanivách sa množstvo tuku zvyšuje na 90%. Hlavná funkcia tukov v zvieracom (a čiastočne - rastlinnom) svete - skladovanie.
Pri úplnej oxidácii 1 g tuku (na oxid uhličitý a vodu) sa uvoľní asi 9 kcal energie. (1 kcal = 1000 kalórií, kalória je kalibračná jednotka práce a energie, ktorá sa rovná množstvu tepla potrebného na ohrev 1 ml vody pri 1 ° C pri štandardnom atmosférickom tlaku 101,325 kPa, 1 kcal = 4,19 kJ), Ak oxidujete (v tele) 1 g bielkovín alebo sacharidov, uvoľní sa len asi 4 kcal / g. V rôznych vodných organizmoch - od jednobunkovej veľkosti až po obrovské žraloky - bude tuk plávať, čo zníži priemernú hustotu tela. Hustota živočíšnych tukov je približne 0,91-0,95 g / cm3. Hustota kostí stavovcov je blízka 1,7 až 1,8 g / cm3 a priemerná hustota väčšiny ostatných tkanív je blízka 1 g / cm3. Je zrejmé, že tuk potrebuje pomerne veľa na "vyváženie" ťažkej kostry.
Tuky a lipidy vykonávajú stavebnú funkciu: sú súčasťou bunkovej membrány. Vzhľadom na svoju slabú tepelnú vodivosť je tuk schopný ochranných funkcií. U niektorých zvierat (tuleňov, veľrýb) sa ukladá do subkutánneho tukového tkaniva a vytvára vrstvu až do hrúbky 1 m. Tvorba niektorých lipoidov predchádza syntéze mnohých hormónov. V dôsledku toho sú tieto látky obsiahnuté vo funkcii regulácie metabolických procesov.
Makro a stopové prvky
Približne 80 chemických prvkov sa nachádza v živých organizmoch, avšak iba 27 z týchto prvkov je založených na ich funkcii v bunke a organizme. Zvyšné prvky sú prítomné v malých množstvách a zjavne vstupujú do tela jedlom, vodou a vzduchom.
V závislosti od ich koncentrácie sú rozdelené na makroživiny a mikroelementy.
Koncentrácia každého z makroelementov v organizme presahuje 0,01% a ich celkový obsah je 99%. Medzi makroelementy patrí kyslík, uhlík, vodík, dusík, fosfor, síra, draslík, vápnik, sodík, chlór, horčík a železo. Prvé štyri z uvedených prvkov (kyslík, uhlík, vodík a dusík) sa tiež nazývajú organogénne, pretože sú súčasťou hlavných organických zlúčenín. Fosfor a síra sú tiež súčasťou mnohých organických látok, ako sú proteíny a nukleové kyseliny. Fosfor je potrebný na tvorbu kostí a zubov.
Bez zostávajúcich makroživín je nemožné normálne fungovanie tela.
Takže draslík, sodík a chlór sa podieľajú na procesoch bunkovej excitácie. Vápnik je súčasťou bunkových stien rastlín, kostí, zubov a škrupín mäkkýšov, je potrebný na kontrakciu svalových buniek a koaguláciu krvi. Horčík je zložka chlorofylu - pigment, ktorý zaisťuje tok fotosyntézy. Zúčastňuje sa tiež biosyntézy proteínov a nukleových kyselín. Železo je súčasťou hemoglobínu a je nevyhnutné pre fungovanie mnohých enzýmov.
Stopové prvky sú obsiahnuté v tele v koncentráciách nižších ako 0,01% a ich celková koncentrácia v bunke nedosahuje 0,1%. Medzi mikroelementy patrí zinok, meď, mangán, kobalt, jód, fluór atď.
Zinok je súčasťou molekuly pankreatického hormónu, inzulínu, medi je potrebná na fotosyntézu a dýchanie. Kobalt je zložka vitamínu B12, ktorej neprítomnosť vedie k anémii. Jód je nevyhnutný pre syntézu hormónov štítnej žľazy, zabezpečuje normálny tok metabolizmu a fluor sa spája s tvorbou zubnej skloviny.
Nedostatok a nadmerný alebo poškodený metabolizmus makro- a mikroprvkov vedú k rozvoju rôznych chorôb.
Najmä nedostatok vápnika a fosforu spôsobuje rachity, nedostatok dusíka - závažný nedostatok bielkovín, nedostatok železa - anémia, nedostatok jódu - poškodenie tvorby hormónov štítnej žľazy a znížená rýchlosť metabolizmu, znížený príjem fluoridov - zubný kaz. Olovo je toxické pre takmer všetky organizmy.
Nedostatok makro- a mikroprvkov môže byť kompenzovaný zvýšením ich obsahu v potravinách a pitnej vode, ako aj pri užívaní liekov.
Chemické prvky bunky tvoria rôzne zlúčeniny - anorganické a organické.
Chemické zloženie bunky. Mikro a makro prvky
Chemické zloženie bunky. Mikro a makro prvky.
Každá bunka obsahuje mnoho chemických prvkov, ktoré sa podieľajú na rôznych chemických reakciách. Chemické procesy, tečie v klietke - jedna zo základných podmienok jej života, rozvoj a fungovanie. Niektoré chemické prvky v bunke viac, iné - menej.
Zvyčajne sú všetky prvky bunky rozdelené do troch skupín:
Makroživiny (> 0,01%)
Stopové prvky (od 0,001% do 0,000001%)
Prvky Ultramicro (menej ako 0.0000001%)
macronutrients
Makroživiny - chemické prvky, ktoré tvoria mäso živých organizmov.
Patria medzi ne: (Biogénnych): uhlík, kyslík, vodík, dusík, síra, fosfor, horčík, vápnik, sodík, draslík.
vlastnosti:
Obsah živých organizmov. viac ako 0,01%
Väčšina makronutrientov vstupuje do ľudského tela s jedlom
Požadovaná denná dávka -> 200 mg. (Draslík, vápnik, horčík, sodík, síra, chlór)
Nachádza sa vo svaloch, kostiach, spojivových tkanivách a krvi.
Zodpovedá za normálny vývoj kyseliny.
Udržujte osmotický tlak.
Nedostatok makroživín môže viesť k zhoršeniu ľudského zdravia.
Dôvodom môžu byť: podvýživa, zlá ekológia, masívna strata minerálnych prvkov, choroba alebo liečba.
Stopové prvky - chemické prvky zapojené do biochemických procesov.
Patria sem: vanád, jód, kobalt, mangán, nikel, selén, fluór, meď, chróm, zinok.
^ Základné stopové prvky - kyslík, dusík, uhlík, vodík - sú stavebný materiál a majú najväčší podiel. Zvyšné stopové prvky sú obsiahnuté v malých množstvách, ale ich účinok na ľudské zdravie nie je menší.
vlastnosti:
Podieľať sa na procesoch tvorby kostí, tvorbe krvi, kontrakcii svalov.
Požadovaná denná sadzba -
Téma 2.2. Chemická kompozícia buniek. - trieda 10-11, Syvozlazov (pracovný zoznam časť 1)
1. Uveďte definície pojmov.
Prvok je súbor atómov s rovnakým jadrovým nábojom a počet protónov zhodujúcich sa s poradovým (atómovým) číslom v periodickej tabuľke.
Stopový prvok - prvok, ktorý je v tele vo veľmi nízkych koncentráciách.
Makroelement - prvok, ktorý je v tele vo vysokých koncentráciách.
Bioelement - chemický prvok, ktorý sa podieľa na bunkovej aktivite, tvorí základ biomolekúl.
Bunková elementárna kompozícia je percento chemických prvkov v bunke.
2. Čo je jedným z dôkazov komunity animovanej a neživej prírody?
Jednota chemického zloženia. Neexistujú žiadne prvky charakteristické len pre neživú povahu.
3. Vyplňte tabuľku.
ELEMENTÁLNE ZLOŽENIE BUNIEK
4. Uveďte príklady organických látok, ktorých molekuly pozostávajú z troch, štyroch a piatich makronutrientov.
3 prvky: sacharidy a lipidy.
4 prvky: veveričky.
5 prvkov: nukleové kyseliny, proteíny.
5. Vyplňte tabuľku.
BIOLOGICKÁ ÚLOHA PRVKOV
6. Štúdia v časti 2.2 časť "Úloha vonkajších faktorov pri formovaní chemického zloženia živého charakteru" a odpoveď na otázku: "Čo sú biochemické endémy a aké sú príčiny ich pôvodu?"
Biochemické endémy sú choroby rastlín, zvierat a ľudí, spôsobené akútnym nedostatkom alebo prebytkom prvku v určitej oblasti.
7. Aké sú známe choroby súvisiace s nedostatkom mikroživín?
Nedostatok jódu - endemický chudák. Znížená syntéza tyroxínu a výsledná proliferácia tkaniva štítnej žľazy.
Nedostatok železa - anémia spôsobená nedostatkom železa.
8. Pamätajte, na akom základe sú chemické prvky distribuované na makro-, mikro- a ultramiklemente. Ponúknite vlastnú alternatívnu klasifikáciu chemických prvkov (napríklad funkcie v živých bunkách).
Mikro, makro a ultra mikronutrienty sú rozdelené podľa znamienka na základe ich percenta v bunke. Okrem toho je možné klasifikovať prvky podľa funkcií, ktoré regulujú činnosť niektorých orgánových systémov: nervový, svalový, obehový a kardiovaskulárny, tráviaci, atď.
9. Zvoľte správnu odpoveď.
Test 1.
Aké chemické prvky tvoria väčšinu organických látok?
2) C, O, H, N;
Test 2.
Makroekonomické prvky sa nevzťahujú:
4) mangánu.
Test 3.
Živé organizmy potrebujú dusík, pretože slúži:
1) zložku proteínov a nukleových kyselín; 10. Zistite príznak, pri ktorom sa všetky prvky uvedené nižšie, s výnimkou jedného, skombinujú do jednej skupiny. Podčiarknite túto "extra" položku.
Kyslík, vodík, síra, železo, uhlík, fosfor, dusík. Zahrnuté iba do DNA. A zvyšok je v proteine.
11. Vysvetlite pôvod a všeobecný význam slova (termínu) na základe významu koreňov, ktoré ho tvoria.
12. Vyberte výraz a vysvetlite, ako jeho aktuálna hodnota zodpovedá pôvodnej hodnote jeho koreňov.
Výrazom je organogén.
Súlad: pojem v zásade zodpovedá jeho pôvodnému významu, ale dnes je presnejšia definícia. Predtým bola hodnota taká, že prvky sa podieľajú iba na konštrukcii tkanív a buniek orgánov. Teraz sa zistilo, že biologicky dôležité prvky nielen tvoria chemické molekuly v bunkách atď., Ale tiež regulujú všetky procesy v bunkách, tkanivách a orgánoch. Sú súčasťou hormónov, vitamínov, enzýmov a iných biomolekúl.
13. Formulujte a napíšte základné myšlienky § 2.2.
Elementárne zloženie bunky je percento chemických prvkov v bunke. Bunkové elementy sa zvyčajne klasifikujú v závislosti od ich percentuálneho podielu na mikro-, makro- a ultramikulárnych prvkoch. Tieto prvky, ktoré sa podieľajú na životne dôležitej činnosti buniek, tvoria základ biomolekúl, nazývaných bioelementy.
Medzi makroelementy patria: C N H O. Sú to hlavné zložky všetkých organických zlúčenín v bunke. Okrem toho sú vo všetkých hlavných biomolekloch zahrnuté P S K Ca Na Fe Cl Mg. Bez nich je fungovanie tela nemožné. Nedostatok z nich vedie k smrti.
Na vysledovanie prvkov: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni Ni Br Br, atď. Sú tiež potrebné pre normálne fungovanie tela, ale nie tak kritické. Chýba im spôsobuje chorobu. Sú súčasťou biologicky aktívnych zlúčenín, ovplyvňujú metabolizmus.
Existujú ultramikulény: Au Ag Be a iné. Fyziologická úloha nie je úplne stanovená. Ale sú dôležité pre bunku.
Existuje pojem "biochemická endemia" - choroby rastlín, zvierat a ľudí spôsobené akútnym nedostatkom alebo prebytkom akéhokoľvek prvku v určitej oblasti. Napríklad endemická burritída (nedostatok jódu).
Pri nedostatku prvkov v dôsledku spôsobu kŕmenia sa môžu vyskytnúť choroby alebo ochorenia. Napríklad pri nedostatku železnej anémie. Pri nedostatku vápnika - časté zlomeniny, strata vlasov, zubov, bolesti svalov.
I.2. Chemické zloženie bunky. Mikro a makro prvky
Typicky 70 až 80% bunkovej hmoty je voda, v ktorej sú rozpustené rôzne soli a organické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou. Najcharakteristickejšou zložkou bunky sú proteíny a nukleové kyseliny. Niektoré proteíny sú štrukturálne zložky bunky, iné sú enzýmy, t.j. katalyzátory, ktoré určujú rýchlosť a smer chemických reakcií vyskytujúcich sa v bunkách. Nukleové kyseliny slúžia ako nosiče dedičných informácií, ktoré sa implementujú v procese syntézy intracelulárnych proteínov. Často bunky obsahujú určité množstvo rezervných látok, ktoré slúžia ako potravinová rezerva. Rastlinné bunky predovšetkým uchovávajú škrob, polymérnu formu uhľohydrátov. V bunkách pečene a svalov je uložený ďalší sacharidový polymér - glykogén. Tukové produkty sú tiež často skladované, aj keď niektoré tuky vykonávajú inú funkciu, a to sú najdôležitejšie konštrukčné zložky. Bielkoviny v bunkách (s výnimkou buniek semien) sa zvyčajne neuchovávajú. Nie je možné opísať typické zloženie bunky, hlavne preto, že sú veľké rozdiely v množstve skladovaných potravín a vody. Pečeňové bunky obsahujú napríklad 70% vody, 17% proteínov, 5% tukov, 2% sacharidov a 0,1% nukleových kyselín; zvyšných 6% sú soli a organické zlúčeniny s nízkou molekulovou hmotnosťou, najmä aminokyseliny. Rastlinné bunky zvyčajne obsahujú menej proteínov, výrazne viac sacharidov a trochu viac vody; výnimkou sú bunky, ktoré sú v pokoji. Zostávajúca bunka pšeničného zrna, ktorá je zdrojom živín pre embryo, obsahuje asi 12% bielkovín (hlavne skladovaných bielkovín), 2% tukov a 72% sacharidov. Množstvo vody dosiahne normálnu úroveň (70-80%) iba na začiatku klíčenia zrna. Každá bunka obsahuje mnoho chemických prvkov, ktoré sa podieľajú na rôznych chemických reakciách. Chemické procesy, ktoré sa vyskytujú v bunke, sú jednou zo základných podmienok pre jej život, vývoj a fungovanie. Niektoré chemické prvky v bunke viac, iné - menej. Na úrovni atómov neexistujú rozdiely medzi organickým a anorganickým svetom živého charakteru: živé organizmy sa skladajú z tých istých atómov ako telá neživej prírody. Pomer rôznych chemických prvkov v živých organizmoch av zemskej kôre sa však značne líši. Okrem toho sa živé organizmy môžu líšiť od ich prostredia v izotopickom zložení chemických prvkov. Zvyčajne sú všetky prvky bunky rozdelené do troch skupín:
Macronutrients. Medzi makroelementy patrí kyslík (65-75%), uhlík (15-18%), vodík (8-10%), dusík (2,0-3,0%), draslík (0,15-0,4%),, síry (0,15 až 0,2%), fosforu (0,2 až 1,0%), chlóru (0,05 až 0,1%), horčíka (0,02 až 0,03% (0,02 až 0,03%), vápnik (0,04 až 2,00%), železo (0,01 až 0,0155%). Prvky ako sú C, O, H, N, S, P sú súčasťou organických zlúčenín. Uhlík - je súčasťou všetkých organických látok; skelet atómov uhlíka je ich základom. Okrem toho je vo forme CO2 fixovaný v procese fotosyntézy a uvoľňovaný počas dýchania, vo forme CO (v nízkych koncentráciách) sa podieľa na regulácii bunkových funkcií, vo forme CaCO3 je súčasťou minerálnych kostrov. Kyslík - je súčasťou takmer všetkých organických látok v bunke. Vzniká v priebehu fotosyntézy počas fotolýzy vody. Pre aeróbne organizmy slúži ako oxidačné činidlo pri bunkovom dýchaní a poskytuje bunkám energiu. V najväčších množstvách v živých bunkách je obsiahnuté v zložení vody. Vodík - je súčasťou všetkých organických látok v bunke. V najväčších množstvách obsiahnutých v zložení vody. Niektoré baktérie oxidujú molekulový vodík na energiu. Dusík - je súčasťou proteínov, nukleových kyselín a ich monomérov - aminokyselín a nukleotidov. Z tela zvierat sa odvodzuje zloženie amoniaku, močoviny, guanínu alebo kyseliny močovej ako konečný produkt metabolizmu dusíka. Vo forme oxidu dusnatého NO (v nízkych koncentráciách) sa podieľa na regulácii krvného tlaku. Síra - časť aminokyselín obsahujúcich síru sa preto nachádza vo väčšine proteínov. V malých množstvách je prítomný ako síranový ión v cytoplazme buniek a extracelulárnych tekutín. Fosfor - je súčasťou ATP, iných nukleotidov a nukleových kyselín (vo forme zvyškov kyseliny fosforečnej) v zložení kostného tkaniva a zubnej skloviny (vo forme minerálnych solí) a tiež prítomných v cytoplazme a medzibunkových tekutinách (vo forme fosfátových iónov). Horčík je kofaktor mnohých enzýmov zapojených do energetického metabolizmu a syntézy DNA; udržuje integritu ribozómov a mitochondrií, je súčasťou chlorofylu. V zvieracích bunkách je nevyhnutné pre fungovanie svalových a kostných systémov. Vápnik sa podieľa na zrážaní krvi a slúži aj ako univerzálny sekundárny mediátor, ktorý reguluje najdôležitejšie intracelulárne procesy (vrátane účasti na udržiavaní membránového potenciálu, nevyhnutného pre svalovú kontrakciu a exocytózu). Nerozpustné vápenaté soli sa podieľajú na tvorbe kostí a zubov stavovcov a minerálnych kostrov bezstavovcov. Sodík sa podieľa na udržiavaní membránového potenciálu, generovaní nervových impulzov, procesoch osmoregulácie (vrátane práce obličiek u ľudí) a vytvorení tlmivého systému krvi. Draslík sa podieľa na udržiavaní membránového potenciálu, vytváraní nervových impulzov, regulácii kontrakcie srdcového svalu. Obsahuje sa v extracelulárnych látkach. Chlór - zachováva elektroneutrality bunky.
Stopové prvky: stopové prvky, ktoré tvoria 0,001% až 0,000001% telesnej hmotnosti živých vecí, zahŕňajú vanádium, germánium, jód (časť tyroxínu, tyroidný hormón), kobalt (vitamín B12), mangán, nikel, ruténium, fluór (zubná sklovina), meď, chróm, zinok. Zinok - je súčasťou enzýmov zapojených do alkoholovej fermentácie, je súčasťou inzulínu. Meď - je súčasťou oxidačných enzýmov, ktoré sa podieľajú na syntéze cytochrómov. Selén - je zapojený do regulačných procesov organizmu.
Ultra-mikroprvky. Ultramikulometre tvoria menej ako 0,0000001% v organizmoch živých bytostí, zahŕňajú zlato, striebro má baktericídny účinok, ortuť inhibuje reabsorpciu vody v renálnych tubuloch a ovplyvňuje enzýmy. Platina a cézium patria aj do ultramikroskupín. Niektoré z tejto skupiny tiež zahŕňajú selén, s nedostatkom rozvoja rakoviny. Funkcie ultramicroelements sú stále zle pochopené. Molekulové zloženie bunky (tabuľka č.1)