Химический состав клетки

Установлено, что в человеческом организме постоянно присутствуют восемьдесят шесть элементов из периодической системы. Для поддержания жизнедеятельности нужны двадцать пять компонентов, из которых восемнадцать совершенно необходимы, а семь - полезны.

Такие химические элементы клетки, как азот и водород, углерод и кислород, занимают порядка 98% всей ее массы. Содержание прочих компонентов весьма незначительно. Так, например, сера присутствует в количестве 0,15-0,2%, а на долю йода приходится всего 0,000001%.

Химические вещества клетки включает в себя молекулы жиров, нуклеиновых кислот, углеводов, белков, углекислого газа, кислорода и воды. Что характерно, в неживой природе все эти компоненты вместе встретить нигде нельзя.

Нуклеиновые кислоты, входящие в химический состав клетки, являются основой рибонуклеиновой и дезоксирибонуклеиновых кислот. ДНК и РНК – хранители генетических (наследственных) данных.

Белки обеспечивают существование клеток и, кроме того, способствуют выполнению ими своих функций. На долю белков приходится половина сухой массы клетки.

Видео: Химический состав клетки

Эти высокомолекулярные соединения состоят из аминокислот. Благодаря физическим и химическим связям между аминокислотами белки компактно располагаются внутри клетки.

Первичная структура белка выглядит в виде нити. Впоследствии (по мере синтезирования) формируется вторичная (похожая на спираль), а затем третичная структура, похожая на фибриллу (шнур) или глобулу (шарик). При объединении нескольких молекул между собой или при взаимодействии их с небелковыми молекулами возникает четвертичное образование. Так, например, формируется молекула гемоглобина. Состоит она из глобина (белка) и гема, компонента небелкового происхождения, содержащего железо.

Видео: ЕГЭ. Биология. 2.1.Химический состав клетки Макро и микроэлементы Роль химических веществ

В соответствии с биологическим назначением белки подразделяют на три категории. Ферменты относят к первой группе. Они являются биологическими катализаторами химических реакций. Во вторую группу входят медиаторы, гормоны и прочие "специфические" белки. В третьей группе находятся структурные молекулы. Они необходимы для обновления и восстановления элементов, входящих в химический состав клетки.

Мембраны состоят из фосфолипидов (жировых молекул). Жиры способствуют сохранению тепла, являясь теплоизолятором. Немаловажно их значение при получении воды. Установлено, что при сжигании килограмма жира получается килограмм и сто граммов воды. Кроме того, эти жировые компоненты, входящие в химический состав клетки, являются незаменимым энергетическим источником.

Энергию вырабатывают также и углеводы, главным образом, глюкоза и ее полимер – гликоген. Однако стоит отметить, что энергетическая ценность у жиров в шесть раз больше, нежели у гликогена. При этом запасов его в мышцах и печени в тридцать раз меньше.

Вода также входит в химический состав клетки. Установлено, что даже в зубной эмали (самой твердой в организме ткани) содержится десять процентов воды. В большинстве клеток на долю Н2О приходится от семидесяти до восьмидесяти процентов, в костных клетках ее двадцать процентов.

Вода, как известно, универсальный растворитель. С участием Н2О осуществляется теплорегуляция. Также в ней происходят все биохимические клеточные реакции. Вода определяет многие физические свойства. Так, например, устанавливается упругость, объем и прочие характеристики. Кроме того, вода принимает активное участие в выведении токсических продуктов, транспорте питательных компонентов, кислорода и прочего, способствует метаболизму.

В процессе энергетических преобразований в клетки поступает кислород. Он является мощным природным окислителем. Одним из конечных продуктов клеточного дыхания является углекислый газ.