Keemilised elemendid ja anorgaanilised ühendid jagunevad vastavalt protsendile rakus kolme rühma:

makrotoitained: vesinik, süsinik, lämmastik, hapnik (kontsentratsioon rakus - 99,9%);

mikroelemendid: naatrium, magneesium, fosfor, väävel, kloor, kaalium, kaltsium (kontsentratsioon rakus -0,1%);

ultramikroelemendid: boor, räni, vanaadium, mangaan, raud, koobalt, vask, tsink, molübdeen (kontsentratsioon rakus on alla 0,001%).

Mineraale, sooli ja ioone on 2...6 % raku mahust, mõned mineraalsed komponendid esinevad rakus ioniseerimata kujul. Näiteks süsinikuga seotud rauda leidub hemoglobiinis, ferritiinis, tsütokroomides ja teistes ensüümides, mis on vajalikud raku normaalse aktiivsuse säilitamiseks.

Mineraalsoolad dissotsieeruvad anioonideks ja katioonideks ning säilitavad seeläbi raku osmootse rõhu ja happe-aluse tasakaalu. Anorgaanilised ioonid toimivad ensümaatilise aktiivsuse teostamiseks vajalike kofaktoritena. Anorgaanilisest fosfaadist tekib oksüdatiivse fosforüülimise protsessis adenosiintrifosfaat (ATP) – aine, milles talletub raku eluks vajalik energia. Kaltsiumioone leidub ringlevas veres ja rakkudes. Luudes ühinevad need fosfaadi ja karbonaadi ioonidega, moodustades kristalse struktuuri.

Vesi - see on elusaine universaalne hajutuskeskkond. Aktiivsed rakud koosnevad 60-95% ulatuses veest, kuid puhkerakkudes ja kudedes, näiteks eostes ja seemnetes moodustab vee osa tavaliselt vähemalt 10-20 %>. Rakus on vesi kahes vormis: vaba ja seotud. Vaba vesi moodustab 95% kogu veest rakus ja seda kasutatakse peamiselt protoplasma kolloidsüsteemi lahusti ja dispersioonikeskkonnana. Seotud vesi (4-5 % kogu rakuveest) on vesiniku ja muude sidemetega lõdvalt seotud valkudega.

Orgaaniline aine – süsinikku sisaldavad ühendid (v.a karbonaadid). Enamik orgaanilisi aineid on polümeerid, mis koosnevad korduvatest osakestest – monomeeridest.

Valk- bioloogilised polümeerid, mis moodustavad põhiosa raku orgaanilisest ainest, mis moodustavad umbes 40 ... 50% protoplasma kuivmassist. Valgud sisaldavad süsinikku, vesinikku, hapnikku, lämmastikku, aga ka väävlit ja fosforit.

Ainult aminohapetest koosnevaid valke nimetatakse lihtvalkudeks (gr. Protos - esimene, kõige olulisem). Tavaliselt ladestuvad need rakku säilitusainena. Kompleksvalgud (valgud) tekivad lihtvalkude kombineerimisel süsivesikute, rasvhapete, nukleiinhapetega. Enamik ensüüme, mis määravad ja reguleerivad kõiki elutähtsaid protsesse rakus, on valgulise iseloomuga.

Sõltuvalt ruumilisest konfiguratsioonist eristatakse valgusmolekulide organiseerituse nelja struktuurset taset. Esmane struktuur: Aminohapped on keerdunud nagu helmed nöörile, paigutuse järjestusel on suur bioloogiline tähtsus. Sekundaarne struktuur: molekulid on kompaktsed, jäigad, mitte piklikud osakesed, konfiguratsioonis meenutavad sellised valgud spiraali. Tertsiaarne struktuur: polüpeptiidahelad moodustavad kompleksse ruumilise voltimise tulemusena nn globulaarsete valkude kompaktse struktuuri. Kvaternaarne struktuur: koosneb kahest või enamast ahelast, mis võivad olla samad või erinevad.

Valgud koosnevad monomeeridest - aminohapetest (teadaolevast 40 aminohappest 20 on osa valkudest). Aminohapped on amfoteersed ühendid, mis sisaldavad nii happe- (karboksüül-) kui ka aluselisi (amiin-) rühmi. Aminohapete kondenseerumisel, mis viib valgu molekuli moodustumiseni, ühineb ühe aminohappe happeline rühm teise aminohappe põhirühmaga. Iga valk sisaldab sadu aminohappe molekule, mis on ühendatud erinevates järjestustes ja vahekordades, mis määrab valgu molekulide funktsioonide mitmekesisuse.

Nukleiinhapped- looduslikud suure molekulmassiga bioloogilised polümeerid, mis võimaldavad elusorganismides päriliku (geneetilise) teabe talletamist ja edastamist. See on kõige olulisem biopolümeeride rühm, kuigi sisaldus ei ületa 1-2% protoplasma massist.

Nukleiinhappemolekulid on monomeeride - nukleotiidide - pikad lineaarsed ahelad. Iga nukleotiid sisaldab lämmastikku sisaldavat alust, monosahhariidi (pentoosi) ja fosforhappe jääki. Peamine kogus DNA-d sisaldub tuumas, RNA-d leidub nii tuumas kui ka tsütoplasmas.

Üheahelalisel ribonukleiinhappe (RNA) molekulil on 4 ... 6 tuhat nukleotiidi, mis koosnevad riboosist, fosforhappe jäägist ja nelja tüüpi lämmastikualustest: adeniin (A), guaniin (G), uratsiil (Y) ja tsütosiin (C).

DNA molekulid koosnevad 10...25 tuhandest üksikust desoksüriboosist, fosforhappejäägist ja nelja tüüpi lämmastikualustest ehitatud nukleotiidist: adeniin (A), guaniin (G), uratsiil (Y) ja tümiin (T).

DNA molekul koosneb kahest komplementaarsest ahelast, mille pikkus ulatub mitmekümne ja isegi sadade mikromeetriteni.

1953. aastal pakkusid D. Watson ja F. Crick välja DNA ruumilise molekulaarse mudeli (topeltheeliksi). DNA on võimeline kandma geneetilist informatsiooni ja paljunema täpselt – see on 20. sajandi bioloogia üks märkimisväärsemaid avastusi, mis võimaldas selgitada pärilikkuse mehhanismi ja andis võimsa tõuke molekulaarbioloogia arengule.

Lipiidid- erineva ehituse ja funktsiooniga rasvained. Lihtlipiidid – rasvad, vaha – koosnevad rasvhapete ja alkoholide jääkidest. Komplekssed lipiidid on lipiidide kompleksid valkudega (lipoproteiinid), fosforhappega (fosfolipiidid), suhkrutega (glükolipiididega). Tavaliselt sisalduvad need koguses 2 ... 3%. Lipiidid on membraanide struktuursed komponendid, mis mõjutavad nende läbilaskvust, samuti toimivad energiareservina ATP moodustumisel.

Lipiidide füüsikalised ja keemilised omadused on määratud nii polaarsete (elektriliselt laetud) rühmade (-COOH, -OH, -NH jne) kui ka mittepolaarsete süsivesinikahelate olemasoluga nende molekulides. Selle struktuuri tõttu on enamik lipiide pindaktiivsed ained. Need lahustuvad väga halvasti vees (hüdrofoobsete radikaalide ja rühmade suure sisalduse tõttu) ja õlides (polaarsete rühmade olemasolu tõttu).

Süsivesikud- orgaanilised ühendid, mis vastavalt keerukusastmele jagunevad monosahhariidideks (glükoos, fruktoos), disahhariidideks (sahharoos, maltoos jne), polüsahhariidideks (tärklis, glükogeen jne). Monosahhariidid - fotosünteesi esmased produktid, kasutatakse polüsahhariidide, aminohapete, rasvhapete jne biosünteesiks. Polüsahhariide hoitakse energiavaruna, millele järgneb vabanenud monosahhariidide lõhenemine fermentatsiooni või hingamise käigus. Hüdrofiilsed polüsahhariidid säilitavad rakkude hüdratatsiooni.

Adenosiintrifosforhape(ATP) koosneb lämmastikalusest – adeniinist, süsivesikute riboosist ja kolmest fosforhappejäägist, mille vahel on kõrge energiaga sidemed.

Valgud, süsivesikud ja rasvad pole mitte ainult ehitusmaterjal, millest keha koosneb, vaid ka energiaallikad. Hingamisel valke, süsivesikuid, rasvu oksüdeerides muudab organism komplekssete orgaaniliste ühendite energia ATP molekulis energiarikasteks sidemeteks. ATP sünteesitakse mitokondrites ja seejärel siseneb raku erinevatesse osadesse, andes energiat kõigi elutähtsate protsesside jaoks.

Kõik elusorganismid koosnevad rakud... Ka inimkehal on rakuline struktuur, tänu millele on võimalik tema kasv, paljunemine ja areng.

Inimkeha koosneb tohutust hulgast erineva kuju ja suurusega rakkudest, mis sõltuvad täidetavast funktsioonist. Õping rakkude struktuur ja funktsioon tegeleb tsütoloogia.

Iga rakk on kaetud mitmest molekulikihist koosneva membraaniga, mis tagab ainete selektiivse läbilaskvuse. Rakus oleva membraani all on viskoosne poolvedel aine - tsütoplasma koos organellidega.

Mitokondrid- raku energiajaamad, ribosoomid - valgu moodustumise koht, endoplasmaatiline retikulum, mis täidab ainete transportimise funktsiooni, tuum on päriliku informatsiooni säilitamise koht, tuuma sees on tuum. Selles moodustub ribonukleiinhape. Tuuma lähedal asub rakukeskus, mis on vajalik rakkude jagunemiseks.

Inimese rakud koosnevad orgaanilistest ja anorgaanilistest ainetest.

Anorgaanilised ained:
Vesi - moodustab 80% raku massist, lahustab aineid, osaleb keemilistes reaktsioonides;
Mineraalsoolad ioonide kujul - osalevad vee jaotuses rakkude ja rakkudevahelise aine vahel. Need on vajalikud elutähtsate orgaaniliste ainete sünteesiks.
Orgaaniline aine:
Valgud on raku põhiained, kõige keerulisemad looduses leiduvad ained. Valgud on osa membraanidest, tuumadest, organellidest ja täidavad rakus struktuurset funktsiooni. Ensüümid - valgud, reaktsiooni kiirendajad;
Rasvad - täidavad energiafunktsiooni, nad on osa membraanidest;
Süsivesikud – ka lagunedes moodustavad suure energiahulga, lahustuvad vees hästi ja seetõttu tekib nende lagundamisel energia väga kiiresti.
Nukleiinhapped – DNA ja RNA, need määravad, säilitavad ja edastavad vanematelt järglastele pärilikku teavet rakuvalkude koostise kohta.
Inimkeha rakkudel on mitmeid olulisi omadusi ja nad täidavad teatud funktsioone:

V rakud metaboliseeruvad millega kaasneb orgaaniliste ühendite süntees ja lagunemine; ainevahetusega kaasneb energia muundamine;
Kui rakus moodustuvad ained, siis see kasvab, rakkude kasv on seotud nende arvu suurenemisega, see on seotud paljunemisega jagunemise teel;
Elusrakud on erutuvad;
Üks raku iseloomulikke tunnuseid on liikumine.
Inimese keharakk on omased järgmised elutähtsad omadused: ainevahetus, kasv, paljunemine ja erutuvus. Nende funktsioonide alusel toimub kogu organismi talitlus.

Raku keemiline koostis.

Eluslooduse põhiomadused ja organiseerituse tasemed

Elussüsteemide organiseerituse tasemed peegeldavad elu struktuurse korralduse alluvust, hierarhiat:

Molekulaargeneetilised - üksikud biopolümeerid (DNA, RNA, valgud);

Rakuline – elementaarne isepaljunev eluüksus (prokarüootid, üherakulised eukarüootid), kuded, elundid;

Organisatsiooniline - eraldiseisva indiviidi iseseisev olemasolu;

Populatsioonispetsiifiline - elementaarne arenev üksus - populatsioon;

Biogeotsenootilised - erinevatest populatsioonidest ja nende elupaikadest koosnevad ökosüsteemid;

Biosfäär - kogu Maa eluspopulatsioon, mis tagab looduses ainete tsükli.

Loodus on kogu olemasolev materiaalne maailm selle vormide mitmekesisuses.

Looduse ühtsus avaldub selle olemasolu objektiivsuses, elementaarkoostise üldistuses, alluvuses samadele füüsikaseadustele, organisatsiooni süsteemsuses.

Erinevad looduslikud süsteemid, nii elavad kui ka elutud, on omavahel seotud ja suhtlevad üksteisega. Süsteemse interaktsiooni näide on biosfäär.

Bioloogia on teaduste kompleks, mis uurib elussüsteemide arengu- ja elumustreid, nende mitmekesisuse ja keskkonnaga kohanemisvõime põhjuseid, seoseid teiste elusüsteemide ja elutu looduse objektidega.

Bioloogia uurimisobjektiks on elusloodus.

Bioloogia uurimisobjektid on:

Organisatsiooni, arengu, ainevahetuse, päriliku teabe edastamise üldised ja konkreetsed mustrid;

Eluvormide ja organismide endi mitmekesisus, samuti nende suhe keskkonnaga.

Kogu elu mitmekesisus Maal on seletatav evolutsiooniprotsessi ja keskkonna mõjuga organismidele.

Elu olemuse määratleb M.V.

Volkenstein kui "eluskehade olemasolu Maal, mis on avatud isereguleeruvad ja isepaljunevad süsteemid, mis on üles ehitatud biopolümeeridest – valkudest ja nukleiinhapetest".

Elussüsteemide peamised omadused:

Ainevahetus;

Eneseregulatsioon;

Ärrituvus;

varieeruvus;

Pärilikkus;

Paljundamine;

Raku keemiline koostis.

Raku anorgaanilised ained

Tsütoloogia on teadus, mis uurib rakkude struktuuri ja funktsiooni. Rakk on elusorganismide elementaarne struktuurne ja funktsionaalne üksus. Kõik elussüsteemide omadused ja funktsioonid on omased ainuraksete organismide rakkudele.

Mitmerakuliste organismide rakud on ehituselt ja funktsioonilt diferentseeritud.

Aatomi koostis: rakk sisaldab umbes 70 Mendelejevi elementide perioodilise tabeli elementi ja 24 neist on igat tüüpi rakkudes.

Makrotoitained - H, O, N, C, mikroelemendid - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, ultramikroelemendid - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si jne.

Molekulaarne koostis: rakk sisaldab anorgaaniliste ja orgaaniliste ühendite molekule.

Raku anorgaanilised ained

Veemolekulil on mittelineaarne ruumiline struktuur ja polaarsus. Üksikute molekulide vahel tekivad vesiniksidemed, mis määravad vee füüsikalised ja keemilised omadused.

1. Vee molekul Joon. 2. Vesiniksidemed veemolekulide vahel

Vee füüsikalised omadused:

Vesi võib olla kolmes olekus – vedel, tahke ja gaasiline;

Vesi on lahusti. Polaarsed veemolekulid lahustavad teiste ainete polaarseid molekule. Vees lahustuvaid aineid nimetatakse hüdrofiilseteks. Vees lahustumatud ained on hüdrofoobsed;

Kõrge erisoojusvõimsus. Veemolekule koos hoidvate vesiniksidemete lõhkumiseks kulub palju energiat.

See vee omadus tagab kehas soojustasakaalu säilimise;

Kõrge aurustumissoojus. Vee aurustamiseks on vaja piisavalt energiat. Vee keemistemperatuur on kõrgem kui paljudel teistel ainetel. See vee omadus kaitseb keha ülekuumenemise eest;

Veemolekulid on pidevas liikumises, põrkuvad omavahel vedelas faasis, mis on oluline ainevahetusprotsesside jaoks;

Haarduvus ja pindpinevus.

Vesiniksidemed määravad vee viskoossuse ja selle molekulide adhesiooni teiste ainete molekulidega (kohesioon).

Molekulide adhesioonijõudude toimel tekib vee pinnale kile, mida iseloomustab pindpinevus;

Tihedus. Jahtumisel veemolekulide liikumine aeglustub. Molekulidevaheliste vesiniksidemete arv muutub maksimaalseks. Vee suurim tihedus on 4 ° C juures. Külmumisel vesi paisub (vaja on kohta vesiniksidemete tekkeks) ja selle tihedus väheneb, mistõttu jää hõljub veepinnal, mis kaitseb reservuaari külmumise eest;

Võimalus moodustada kolloidseid struktuure.

Veemolekulid moodustavad mõne aine lahustumatute molekulide ümber kesta, takistades suurte osakeste teket. Nende molekulide sellist olekut nimetatakse hajutatud (hajutatud). Ainete väikseimad osakesed, mida ümbritsevad veemolekulid, moodustavad kolloidseid lahuseid (tsütoplasma, rakkudevahelised vedelikud).

Vee bioloogilised funktsioonid:

Transport – vesi tagab ainete liikumise rakus ja kehas, ainete omastamise ja ainevahetusproduktide väljutamise.

Looduses kannab vesi jääkaineid pinnasesse ja veekogudesse;

Metaboolne - vesi on kõigi biokeemiliste reaktsioonide keskkond ja elektronidoonor fotosünteesi ajal, see on vajalik makromolekulide hüdrolüüsiks nende monomeerideks;

Hariduses osaleb:

1) määrdevedelikud, mis vähendavad hõõrdumist (sünoviaalne - selgroogsete liigestes, pleura, pleuraõõnes, perikardi - perikardi kotis);

2) lima, mis hõlbustab ainete liikumist läbi soolte, loob niiske keskkonna hingamisteede limaskestadele;

3) saladused (sülg, pisarad, sapp, sperma jne) ja mahlad kehas.

Anorgaanilised ioonid.

Raku anorgaanilisi ioone esindavad: K +, Na +, Ca2 +, Mg2 +, NH3 katioonid ja Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42- anioonid.

Erinevus katioonide ja anioonide arvu vahel raku pinnal ja sees annab aktsioonipotentsiaali tekkimise, mis on närvide ja lihaste erutuse aluseks.

Fosforhappe anioonid loovad fosfaatpuhvri süsteemi, mis hoiab organismi rakusisese keskkonna pH tasemel 6-9.

Süsinikhape ja selle anioonid loovad vesinikkarbonaatpuhvri süsteemi ja hoiavad rakuvälise keskkonna (vereplasma) pH 4-7 juures.

Lämmastikuühendid toimivad mineraalse toitumise, valkude, nukleiinhapete sünteesi allikana.

Fosfori aatomid on osa nukleiinhapetest, fosfolipiididest, aga ka selgroogsete luudest, lülijalgsete kitiinsest kattekihist. Kaltsiumiioonid on osa luuainest, need on vajalikud ka lihaste kokkutõmbumiseks, vere hüübimiseks.

Raku keemiline koostis. Anorgaanilised ained

Raku aatom- ja molekulaarne koostis. Mikroskoopiline rakk sisaldab mitu tuhat ainet, mis osalevad mitmesugustes keemilistes reaktsioonides. Keemilised protsessid rakus on üks selle elu, arengu ja toimimise põhitingimusi.

Kõik looma- ja taimeorganismide rakud, aga ka mikroorganismid on keemilise koostise poolest sarnased, mis näitab orgaanilise maailma ühtsust.

Tabel sisaldab andmeid rakkude aatomkoostise kohta.

Märkimisväärne enamus Mendelejevi perioodilise süsteemi 109 elemendist leidub rakkudes. Mõned elemendid sisalduvad rakkudes suhteliselt suurtes kogustes, teised väikestes kogustes. Eriti kõrge on rakus nelja elemendi – hapniku, süsiniku, lämmastiku ja vesiniku – sisaldus. Kokku moodustavad need peaaegu 98% kogu raku sisust. Järgmine rühm koosneb kaheksast elemendist, mille sisaldus lahtris on arvutatud kümnendikku ja sajandikku protsentides. Need on väävel, fosfor, kloor, kaalium, magneesium, naatrium, kaltsium, raud.

Kokku moodustavad need 1,9%. Kõik muud elemendid sisalduvad rakus äärmiselt väikestes kogustes (alla 0,01%).

Seega puuduvad rakus erilised elemendid, mis on iseloomulikud ainult elusloodusele. See näitab elava ja eluta looduse seost ja ühtsust.

Aatomitasandil ei ole orgaanilise ja anorgaanilise maailma keemilise koostise vahel erinevusi. Erinevused leitakse organisatsiooni kõrgemal tasemel – molekulaarsel.

Nagu tabelist näha, on elusorganismides koos eluta looduses levinud ainetega palju aineid, mis on iseloomulikud ainult elusorganismidele.

Vesi. Raku ainete hulgas on esikohal vesi. See moodustab peaaegu 80% raku massist. Vesi on raku kõige olulisem komponent, mitte ainult koguse poolest. See mängib raku elus olulist ja mitmekesist rolli.

Vesi määrab raku füüsikalised omadused – mahu, elastsuse.

Suur tähtsus on vee tähtsusel orgaaniliste ainete molekulide struktuuri, eelkõige valkude struktuuri kujunemisel, mis on vajalik nende funktsioonide täitmiseks. Vee tähtsus lahustina on suur: väliskeskkonnast satuvad rakku paljud ained vesilahuses, vesilahuses eemaldatakse rakust jääkained.

Lõpuks on vesi paljudes keemilistes reaktsioonides (valkude, süsivesikute, rasvade jne lagunemine) vahetu osaline.

Raku võime toimida veekeskkonnas on argument selle kasuks, et elu Maal tekkis veest.

Vee bioloogilise rolli määrab selle molekulaarstruktuuri eripära: selle molekulide polaarsus.

Süsivesikud.

Süsivesikud on keerulised orgaanilised ühendid, mis sisaldavad süsiniku, hapniku ja vesiniku aatomeid.

Eristage lihtsaid ja liitsüsivesikuid.

Lihtsaid süsivesikuid nimetatakse monosahhariidideks. Komplekssed süsivesikud on polümeerid, milles monosahhariidid täidavad monomeeride rolli.

Disahhariid moodustub kahest monosahhariidist, trisahhariid kolmest ja polüsahhariid paljudest.

Kõik monosahhariidid on värvitud ained, mis lahustuvad vees hästi. Peaaegu kõigil neil on meeldiv magus maitse. Kõige tavalisemad monosahhariidid on glükoos, fruktoos, riboos ja desoksüriboos.

2.3 Raku keemiline koostis. Makro- ja mikroelemendid

Puuviljade ja marjade, aga ka mee magus maitse sõltub nende glükoosi- ja fruktoosisisaldusest. Riboos ja desoksüriboos on osa nukleiinhapetest (lk 158) ja ATP-st (lk.

Di- ja trisahhariidid, nagu monosahhariidid, lahustuvad vees hästi ja on magusa maitsega. Monomeeriühikute arvu suurenemisega väheneb polüsahhariidide lahustuvus, magus maitse kaob.

Disahhariididest on olulised peet (või roo) ja piimasuhkur, polüsahhariididest on laialt levinud tärklis (taimedes), glükogeen (loomadel) ja tselluloos (tselluloos).

Puit on peaaegu puhas tselluloos. Nende polüsahhariidide monomeerideks on glükoos.

Süsivesikute bioloogiline roll. Süsivesikud mängivad energiaallika rolli, mis on vajalik raku jaoks erinevate tegevusvormide läbiviimiseks. Rakkude tegevuseks – liikumiseks, sekretsiooniks, biosünteesiks, luminestsentsiks jne – on vaja energiat. Keerulise struktuuriga, energiarikkad süsivesikud lagunevad rakus sügavalt ja muutuvad selle tulemusena lihtsateks energiavaesteks ühenditeks - süsinikmonooksiidiks (IV) ja veeks (CO2 ja H2O).

Selle protsessi käigus vabaneb energia. 1 g süsivesikute lagundamisel vabaneb 17,6 kJ.

Lisaks energiale täidavad süsivesikud ka ehitusfunktsiooni. Näiteks taimerakkude seinad on valmistatud tselluloosist.

Lipiidid. Lipiide leidub kõigis loomade ja taimede rakkudes. Nad on osa paljudest rakustruktuuridest.

Lipiidid on orgaanilised ained, mis ei lahustu vees, kuid lahustuvad bensiinis, eetris, atsetoonis.

Lipiididest on levinumad ja tuntumad rasvad.

Siiski on rakke, mis sisaldavad umbes 90% rasva. Loomadel leidub selliseid rakke naha all, piimanäärmetes ja omentumis. Rasva leidub kõigi imetajate piimas. Mõnes taimes on suur kogus rasva koondunud seemnetesse ja puuviljadesse, näiteks päevalilledesse, kanepisse ja kreeka pähklitesse.

Lisaks rasvadele sisaldavad rakud ka teisi lipiide, näiteks letsitiini, kolesterooli. Lipiidide hulka kuuluvad mõned vitamiinid (A, O) ja hormoonid (näiteks sugu).

Lipiidide bioloogiline tähtsus on suur ja mitmekesine.

Märgime kõigepealt nende ehitusfunktsiooni. Lipiidid on hüdrofoobsed. Nende ainete kõige õhem kiht on osa rakumembraanidest. Kõige tavalisemal lipiidil – rasval – on energiaallikana suur tähtsus. Rasvad on võimelised rakus oksüdeeruma süsinikmonooksiidiks (IV) ja veeks. Rasva lagunemisel vabaneb kaks korda rohkem energiat kui süsivesikute lagunemisel. Loomad ja taimed koguvad rasva varuks ja tarbivad seda eluprotsessis.

Väärtust on vaja täiendavalt märkida. rasv veeallikana. 1 kg rasvast moodustub selle oksüdeerumisel peaaegu 1,1 kg vett. See seletab, kuidas mõned loomad suudavad üsna kaua ilma veeta hakkama saada. Näiteks kaamelid, kes liiguvad läbi veevaba kõrbe-nyu, ei pruugi juua 10–12 päeva.

Karud, marmotid ja muud talveunes loomad ei joo rohkem kui kaks kuud. Need loomad saavad eluks vajalikku vett rasvade oksüdatsiooni tulemusena. Lisaks struktuuri- ja energiafunktsioonidele täidavad lipiidid kaitsefunktsioone: rasval on madal soojusjuhtivus. See ladestub naha alla, moodustades mõnedel loomadel märkimisväärseid kogunemisi. Niisiis ulatub vaalal nahaaluse rasvakihi paksus 1 meetrini, mis võimaldab sellel loomal elada polaarmere külmas vees.

Biopolümeerid: valgud, nukleiinhapped.

Kõigist orgaanilistest ainetest on rakus põhiosa (50-70%) valgud. Rakusein ja kõik selle sisemised struktuurid on ehitatud valgumolekulide osalusel. Valgu molekulid on väga suured, kuna koosnevad paljudest sadadest erinevatest monomeeridest, mis moodustavad igasuguseid kombinatsioone. Seetõttu on valkude tüüpide ja nende omaduste mitmekesisus tõeliselt lõpmatu.

Valgud on osa juustest, sulgedest, sarvedest, lihaskiududest, toitumisest

munade ja seemnete ning paljude teiste kehaosade ained.

Valgu molekul on polümeer. Valgumolekulide monomeerid on aminohapped.

Looduses on teada üle 150 erineva aminohappe, kuid elusorganismide valkude ehituses osaleb tavaliselt vaid 20. Pikk järjestikku seotud aminohapete jada on esmane struktuur valgu molekul (see näitab selle keemilist valemit).

Tavaliselt on see pikk niit tihedalt keerdunud spiraaliks, mille pöörded on omavahel kindlalt ühendatud vesiniksidemetega.

Molekuli spiraalselt keerdunud niit on sekundaarne struktuur, molekulid orav. Sellist oravat võib olla raske venitada. Keritud valgu molekul kerib seejärel tihedamasse konfiguratsiooni - tertsiaarne struktuur. Mõnel valgul on veelgi keerulisem vorm - kvaternaarne struktuur, näiteks hemoglobiinis. Sellise korduva keerdumise tulemusena muutub valgumolekuli pikk ja õhuke niit lühemaks, paksemaks ja koguneb kompaktseks tükiks - kerake Ainult globulaarne valk täidab rakus oma bioloogilisi funktsioone.

Kui valgu struktuur on häiritud näiteks kuumutamise või keemilise toime tõttu, kaotab see oma kvaliteedi ja rullub lahti.

Seda protsessi nimetatakse denatureerimiseks. Kui denaturatsioon on mõjutanud ainult tertsiaarset või sekundaarset struktuuri, siis on see pöörduv: see võib uuesti spiraaliks muutuda ja sobituda tertsiaarsesse struktuuri (denaturatsiooninähtus). Sel juhul taastatakse selle valgu funktsioonid. See valkude kõige olulisem omadus on elussüsteemide ärrituvuse aluseks, s.t.

elusrakkude võime reageerida välistele või sisemistele stiimulitele.

Paljud valgud mängivad rolli katalüsaatorid keemilistes reaktsioonides,

puuris passides.

Neid nimetatakse ensüümid. Ensüümid osalevad aatomite ja molekulide ülekandes, valkude, rasvade, süsivesikute ja kõigi teiste ühendite lagundamisel ja ehitamisel (st rakkude ainevahetuses). Ükski keemiline reaktsioon elusrakkudes ja kudedes ei toimu ilma ensüümide osaluseta.

Kõigil ensüümidel on toime spetsiifilisus – need reguleerivad protsesside kulgu või kiirendavad reaktsioone rakus.

Rakus olevad valgud täidavad paljusid funktsioone: osalevad selle struktuuris, kasvus ja kõigis elutähtsates protsessides. Rakkude elu on võimatu ilma valkudeta.

Nukleiinhapped avastati esmakordselt rakkude tuumades, millega seoses nad said oma nime (lat.

пуслеus - tuum). Nukleiinhappeid on kahte tüüpi: desoksüribonukleiinhape (lühendatult DIC) ja ribonukleiinhape (RIC). Nukleiinhappemolekulid

on väga pikad polümeeriahelad (ahelad), monomeerid

millised on nukleotiidid.

Iga nukleotiid sisaldab ühte fosforhappe molekuli ja ühte suhkrut (desoksüriboos või riboos), samuti ühte neljast lämmastiku alusest. DNA lämmastikualused on adeniin guaniin ja tsumosiin, ja mi.min ,.

Desoksüribonukleiinhape (DNA)- elusraku kõige olulisem aine. DNA molekul on raku ja organismi kui terviku päriliku informatsiooni kandja. DNA-st moodustub molekul kromosoom.

Iga bioloogilise liigi organismidel on teatud arv DNA molekule raku kohta. Nukleotiidide järjestus DNA molekulis on samuti alati rangelt individuaalne ja. on ainulaadne mitte ainult iga bioloogilise liigi, vaid ka üksikute isendite jaoks.

See DNA molekulide spetsiifilisus on aluseks organismide seotud läheduse kindlakstegemisel.

Kõigi eukarüootide DNA molekulid paiknevad raku tuumas. Prokarüootidel puudub tuum, mistõttu nende DNA asub tsütoplasmas.

kõigis elusolendites on DNA makromolekulid üles ehitatud sama tüübi järgi. Need koosnevad kahest polünukleotiidahelast (ahelast), mida hoiavad koos nukleotiidide lämmastikualuste vesiniksidemed (nagu tõmblukk).

Kahekordse (paaritud) heeliksi kujul on DNA molekul väändunud vasakult paremale.

Järjestus nukleotiidide paigutuses munnimolekulis määrab raku päriliku teabe.

DNA molekuli struktuuri avastas 1953. aastal Ameerika biokeemik

James Watson ja inglise füüsik Francis Crick.

Selle avastuse eest said teadlased 1962. aastal Nobeli preemia. Nad tõestasid, et molekul

DNA koosneb kahest polünukleotiidahelast.

Sel juhul ei ole nukleotiidid (monomeerid) omavahel seotud juhuslikult, vaid valikuliselt ja paarikaupa lämmastikuühendite abil. Adeniin (A) on alati kombineeritud tümiiniga (T) ja guaniin (g) - tsütosiiniga (C). See topeltkett on keeratud tihedalt spiraaliks. Nukleotiidide võimet selektiivselt paarituda nimetatakse täiendavus(ladina komplementus – liitmine).

Replikatsioon toimib järgmiselt.

Spetsiaalsete rakuliste mehhanismide (ensüümide) osalusel keerdub DNA kaksikheeliks lahti, niidid lahknevad (nagu avaneb tõmblukk) ja järk-järgult lisatakse mõlemasse ahelasse komplementaarne pool vastavatest nukleotiididest.

Selle tulemusena moodustub ühe DNA molekuli asemel kaks uut identset molekuli. Veelgi enam, iga äsja moodustunud kaheahelaline DNA molekul koosneb ühest "vanast" nukleotiidide ahelast ja ühest "uuest" ahelast.

Kuna DNA on peamine teabekandja, võimaldab selle dubleerimisvõime rakkude jagunemise ajal seda pärilikku teavet äsja moodustunud tütarrakkudesse üle kanda.

Eelmine12345678Järgmine

NÄE ROHKEM:

Puhverdamine ja osmoos.
Elusorganismide soolad on lahustunud olekus ioonide kujul - positiivselt laetud katioonid ja negatiivselt laetud anioonid.

Katioonide ja anioonide kontsentratsioon rakus ja selle keskkonnas ei ole sama. Rakk sisaldab üsna palju kaaliumi ja väga vähe naatriumi. Rakuvälises keskkonnas, näiteks vereplasmas, merevees, vastupidi, on palju naatriumi ja vähe kaaliumi. Raku ärrituvus sõltub Na +, K +, Ca2 +, Mg2 + kontsentratsioonide suhtest.

Ioonide kontsentratsioonide erinevus membraani erinevatel külgedel tagab ainete aktiivse transpordi läbi membraani.

Mitmerakuliste loomade kudedes on Ca2 + osa rakkudevahelisest ainest, mis tagab rakkude sidususe ja nende korrastatud paigutuse.

Raku keemia

Osmootne rõhk rakus ja selle puhverdavad omadused sõltuvad soolade kontsentratsioonist.

Puhverdamine on raku võime säilitada oma sisu kergelt aluseline reaktsioon konstantsel tasemel.

Puhversüsteeme on kaks:

1) fosfaatpuhversüsteem – fosforhappe anioonid hoiavad rakusisese keskkonna pH 6,9 juures

2) bikarbonaatpuhversüsteem - süsihappe anioonid hoiavad rakuvälise keskkonna pH 7,4 juures.

Vaatleme reaktsioonivõrrandeid puhverlahustes.

Kui kontsentratsioon rakus suureneb H + , siis toimub vesiniku katiooni lisamine karbonaadi anioonile:

Hüdroksiidi anioonide kontsentratsiooni suurenemisega toimub nende seondumine:

H + OH– + H2O.

Nii saab karbonaadi anioon säilitada püsiva keskkonna.

Osmootne Termin "poolläbilaskva membraaniga eraldatud kahest lahusest koosnevas süsteemis esinevad nähtused".

Taimerakus täidavad poolläbilaskvate kilede rolli tsütoplasma piirkihid: plasmalemma ja tonoplast.

Plasmalemma on tsütoplasma välimine membraan, mis külgneb rakumembraaniga. Tonoplast on tsütoplasma sisemine membraan, mis ümbritseb vakuooli. Vakuoolid on rakumahlaga täidetud õõnsused tsütoplasmas – süsivesikute, orgaaniliste hapete, soolade, madala molekulmassiga valkude, pigmentide vesilahus.

Ainete kontsentratsioon rakumahlas ja väliskeskkonnas (pinnases, veekogudes) ei ole tavaliselt ühesugune. Kui ainete rakusisene kontsentratsioon on suurem kui väliskeskkonnas, siseneb vesi keskkonnast rakku, täpsemalt vakuooli, suurema kiirusega kui vastupidises suunas. Raku mahla mahu suurenemisega, mis on tingitud vee sisenemisest rakku, suureneb selle rõhk tsütoplasmale, mis on tihedalt membraaniga seotud. Kui rakk on veega täielikult küllastunud, on sellel maksimaalne maht.

Raku sisepinge seisundit, mis on tingitud suurest veesisaldusest ja raku sisu arenevast rõhust selle membraanile, nimetatakse turgoriks. Turgor tagab, et elundid säilitavad oma kuju (näiteks lehed, lignifitseerimata). varred) ja asend ruumis, samuti nende vastupidavus mehaaniliste tegurite mõjule. Vähenenud turgor ja närbumine on seotud veekaoga.

Kui rakk on hüpertoonilises lahuses, mille kontsentratsioon on suurem kui rakumahla kontsentratsioon, siis vee difusioonikiirus rakumahlast ületab vee difusioonikiirust ümbritsevast lahusest rakku.

Vee vabanemise tõttu rakust väheneb rakumahla maht, väheneb turgor. Raku vakuooli mahu vähenemisega kaasneb tsütoplasma eraldumine membraanist - toimub plasmolüüs.

Plasmolüüsi käigus muutub plasmolüüsitud protoplasti kuju. Esialgu jääb protoplast rakuseinast maha vaid mõnes kohas, kõige sagedamini nurkades. Selle vormi plasmolüüsi nimetatakse nurgeliseks

Seejärel jääb protoplast jätkuvalt rakuseintest maha, säilitades kohati nendega ühenduse, nende punktide vaheline protoplasti pind on nõgusa kujuga.

Selles etapis nimetatakse plasmolüüsi nõgusaks.Tasapisi murdub protoplast rakuseintelt kogu pinna ulatuses ja omandab ümara kuju. Sellist plasmolüüsi nimetatakse kumeraks

Kui plasmolüüsitud rakk asetada hüpotoonilisse lahusesse, mille kontsentratsioon on väiksem kui rakumahla kontsentratsioon, siis voolab vesi ümbritsevast lahusest vakuooli. Vakuooli mahu suurenemise tagajärjel suureneb rakumahla rõhk tsütoplasmas, mis hakkab lähenema rakuseintele, kuni võtab oma algse positsiooni - see tekib deplasmolüüs

Ülesanne number 3

Pärast soovitatud teksti lugemist vastake järgmistele küsimustele.

1) puhverduse määramine

2) milliste anioonide kontsentratsioon määrab raku puhveromadused

3) puhverdamise roll rakus

4) vesinikkarbonaatpuhversüsteemis (magnettahvlil) toimuvate reaktsioonide võrrand

5) osmoosi definitsioon (too näiteid)

6) plasmolüüsi ja deplasmolüüsi objektiklaaside määramine

Rakus leidub umbes 70 DI Mendelejevi perioodilise tabeli keemilist elementi, kuid nende sisaldus erineb oluliselt nende kontsentratsioonidest keskkonnas, mis tõestab orgaanilise maailma ühtsust.

Rakus esinevad keemilised elemendid jagunevad kolme suurde rühma: makroelemendid, mesoelemendid (oligoelemendid) ja mikroelemendid.

Nende hulka kuuluvad süsinik, hapnik, vesinik ja lämmastik, mis on osa peamistest orgaanilistest ainetest. Mesoelemendid on väävel, fosfor, kaalium, kaltsium, naatrium, raud, magneesium, kloor, mis moodustavad kokku umbes 1,9% raku massist.

Väävel ja fosfor on kõige olulisemate orgaaniliste ühendite komponendid. Keemilised elemendid, mille kontsentratsioon rakus on umbes 0,1%, on mikroelemendid. Need on tsink, jood, vask, mangaan, fluor, koobalt jne.

Rakuained jagunevad anorgaanilisteks ja orgaanilisteks.

Anorgaaniliste ainete hulka kuuluvad vesi ja mineraalsoolad.

Vesi rakus on oma füüsikalis-keemiliste omaduste tõttu lahusti, reaktsioonide keskkond, lähteaine ja keemiliste reaktsioonide produkt, ta täidab transpordi- ja termoregulatsioonifunktsioone, annab rakule elastsuse, annab taimeraku toeks.

Mineraalsoolad rakus võivad olla lahustunud või lahustumata olekus.

Lahustuvad soolad dissotsieeruvad ioonideks. Olulisemad katioonid on kaalium ja naatrium, mis hõlbustavad ainete ülekandumist läbi membraani ning osalevad närviimpulsside tekkes ja juhtimises; kaltsium, mis osaleb lihaskiudude kokkutõmbumise ja vere hüübimise protsessides, magneesium, mis on osa klorofüllist, ja raud, mis on osa paljudest valkudest, sealhulgas hemoglobiinist. Tsink on osa pankrease hormoonist insuliinist, vask on vajalik fotosünteesi ja hingamise protsesside jaoks.

Olulisemad anioonid on fosfaatanioon, mis on osa ATP-st ja nukleiinhapetest, ning süsihappejääk, mis pehmendab söötme pH kõikumisi.

Kaltsiumi ja fosfori puudus põhjustab rahhiidi, rauapuudus aga aneemiat.

Raku orgaanilisi aineid esindavad süsivesikud, lipiidid, valgud, nukleiinhapped, ATP, vitamiinid ja hormoonid.

Süsivesikute koostis koosneb peamiselt kolmest keemilisest elemendist: süsinikust, hapnikust ja vesinikust.

Nende üldvalem on Cm (H20) n. Eristage lihtsaid ja liitsüsivesikuid. Lihtsad süsivesikud (monosahhariidid) sisaldavad ühte suhkrumolekuli. Neid klassifitseeritakse süsinikuaatomite arvu järgi, näiteks pentoos (C5) ja heksoos (C6). Pentooside hulka kuuluvad riboos ja desoksüriboos. Riboos on osa RNA-st ja ATP-st. Desoksüriboos on DNA komponent. Heksoosid on glükoos, fruktoos, galaktoos jne.

Nad osalevad aktiivselt raku ainevahetuses ja on osa keerulistest süsivesikutest - oligosahhariididest ja polüsahhariididest. Oligosahhariidide (disahhariidide) hulka kuuluvad sahharoos (glükoos + fruktoos), laktoos või piimasuhkur (glükoos + galaktoos) jne.

Polüsahhariidide näideteks on tärklis, glükogeen, tselluloos ja kitiin.

Rakus olevad süsivesikud täidavad plastilisi (ehitus), energia (1 g süsivesikute lagunemise energiaväärtus - 17,6 kJ), ladustamis- ja tugifunktsioone. Süsivesikuid võib leida ka keerulistest lipiididest ja valkudest.

Lipiidid on hüdrofoobsete ainete rühm.

Nende hulka kuuluvad rasvad, vahasteroidid, fosfolipiidid jne.

Rasva molekuli struktuur

Rasv on glütserooli ja kõrgemate orgaaniliste (rasv)hapete kolmehüdroksüülse alkoholi ester. Rasvamolekulis saab eristada hüdrofiilset osa - "pea" (glütserooli jääk) ja hüdrofoobset osa - "sabad" (rasvhapete jäägid), seetõttu on rasva molekul vees orienteeritud rangelt määratletud viisil. : hüdrofiilne osa on suunatud vee poole ja hüdrofoobne osa sellest eemale.

Lipiidid rakus täidavad plastilist (ehitus), energia (1 g rasva lagunemise energiaväärtus - 38,9 kJ), säilitamise, kaitse (amortisatsiooni) ja regulatsiooni (steroidhormoonid) funktsioone.

Valgud on biopolümeerid, mille monomeerideks on aminohapped.

Aminohapped sisaldavad aminorühma, karboksüülrühma ja radikaali. Aminohapped erinevad ainult radikaalide poolest. Valgud sisaldavad 20 asendamatut aminohapet. Aminohapped ühinevad üksteisega, moodustades peptiidsideme.

Rohkem kui 20 aminohappest koosnevat ahelat nimetatakse polüpeptiidiks või valguks. Valgud moodustavad neli peamist struktuuri: primaarne, sekundaarne, tertsiaarne ja kvaternaarne.

Esmane struktuur on peptiidsidemega seotud aminohapete järjestus.

Sekundaarne struktuur on spiraal või volditud struktuur, mida hoiavad vesiniksidemed spiraali või voltide erinevate pöörete peptiidrühmade hapniku- ja vesinikuaatomite vahel.

Tertsiaarset struktuuri (gloobulit) hoiavad hüdrofoobsed, vesinik-, disulfiid- ja muud sidemed.

Valkude tertsiaarne struktuur

Tertsiaarne struktuur on iseloomulik enamikule kehas leiduvatele valkudele, näiteks lihase müoglobiinile.

Kvaternaarne valgu struktuur.

Kvaternaarne struktuur on kõige keerulisem, moodustatud mitmest polüpeptiidahelast, mis on ühendatud peamiselt samade sidemetega kui tertsiaarses.

Kvaternaarne struktuur on tüüpiline hemoglobiinile, klorofüllile jne.

Valgud võivad olla lihtsad või keerulised. Lihtvalgud koosnevad ainult aminohapetest, kompleksvalgud (lipoproteiinid, kromoproteiinid, glükoproteiinid, nukleoproteiinid jne) aga valgulisi ja mittevalgulisi osi.

Näiteks hemoglobiini koostises on lisaks globiinivalgu neljale polüpeptiidahelale ka mittevalguline osa - heem, mille keskel on raua ioon, mis annab hemoglobiinile punase värvuse.

Valkude funktsionaalne aktiivsus sõltub keskkonnatingimustest.

Valgu molekuli struktuuri kadumist kuni primaarseni nimetatakse denaturatsiooniks. Sekundaarsete ja kõrgemate struktuuride taastamise vastupidine protsess on renatureerimine. Valgu molekuli täielikku hävimist nimetatakse hävitamiseks.

Valgud täidavad rakus mitmeid funktsioone: plastiline (ehitus), katalüütiline (ensümaatiline), energia (1 g valgu lagunemise energiaväärtus - 17,6 kJ), signaal (retseptor), kontraktiilne (mootor), transport, kaitsev. , reguleeriv, ladustamine.

Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid.

Nukleotiid sisaldab lämmastikku sisaldavat alust, pentoossuhkru jääki ja fosforhappe jääki. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi: ribonukleiinhape (RNA) ja desoksüribonukleiinhape (DNA).

DNA sisaldab nelja tüüpi nukleotiide: adeniin (A), tümiin (T), guaniin (G) ja tsütosiin (C). Need nukleotiidid sisaldavad desoksüriboossuhkrut. Chargaffi reeglid on kehtestatud DNA jaoks:

1) adenüülnukleotiidide arv DNA-s on võrdne tümidüülnukleotiidide arvuga (A = T);

2) guanüülnukleotiidide arv DNA-s on võrdne tsütidüülnukleotiidide arvuga (G = C);

3) adenüül- ja guanüülnukleotiidide summa võrdub tümidüüli ja tsütidüüli summaga (A + G = T + C).

DNA struktuuri avastas F.

Crick ja D. Watson (Nobeli füsioloogia- või meditsiiniauhind 1962). DNA molekul on kaheahelaline spiraal.

Rakk ja selle keemiline koostis

Nukleotiidid on omavahel seotud fosforhappejääkide kaudu, moodustades fosfodiestersideme, samal ajal kui lämmastiku alused on suunatud sissepoole. Nukleotiidide vaheline kaugus ahelas on 0,34 nm.

Erinevate ahelate nukleotiidid on omavahel ühendatud vesiniksidemetega vastavalt komplementaarsuse põhimõttele: adeniin ühineb tümiiniga kahe vesiniksidemega (A = T) ja guaniin tsütosiiniga - kolm (G = C).

Nukleotiidi struktuur

DNA kõige olulisem omadus on võime paljuneda (eneseduplikatsioon).

DNA põhiülesanne on päriliku teabe talletamine ja edastamine.

See on kontsentreeritud tuumas, mitokondrites ja plastiidides.

RNA sisaldab ka nelja nukleotiidi: adeniini (A), uratsiili (U), guaniini (G) ja tsütosiini (C). Ülejäänud pentoossuhkrut selles esindab riboos.

RNA on enamasti üheahelalised molekulid. RNA-d on kolme tüüpi: informatiivne (i-RNA), transport (t-RNA) ja ribosomaalne (r-RNA).

TRNA struktuur

Kõik nad osalevad aktiivselt päriliku teabe juurutamise protsessis, mis kirjutatakse DNA-st ümber m-RNA-ks ja viimasel toimub juba valgusüntees, t-RNA toob protsessi käigus aminohapped ribosoomidesse. Valkude sünteesi käigus on r-RNA osa ribosoomidest endist.

Elusraku keemiline koostis

Raku koostis sisaldab erinevaid keemilisi ühendeid. Osa neist – anorgaanilisi – leidub ka elutus looduses. Orgaanilised ühendid on aga kõige iseloomulikumad rakkudele, mille molekulid on väga keerulise ehitusega.

Raku anorgaanilised ühendid. Vesi ja soolad on anorgaanilised ühendid. Kõige rohkem vee rakkudes. See on vajalik kõigi eluprotsesside jaoks.

Vesi on hea lahusti. Vesilahuses toimub erinevate ainete keemiline koostoime. Rakkudevahelisest ainest lahustunud toitained tungivad läbi membraani rakku. Samuti aitab vesi rakust eemaldada aineid, mis tekivad selles toimuvate reaktsioonide tulemusena.

Raku elutähtsate protsesside jaoks on kõige olulisemad soolad K, Na, Ca, Mg jne.

Raku orgaanilised ühendid. Peamine roll rakufunktsiooni elluviimisel kuulub orgaanilistele ühenditele. Nende hulgas on kõige olulisemad valgud, rasvad, süsivesikud ja nukleiinhapped.

Valgud on kõigi elusrakkude põhilised ja kõige keerukamad ained.

Valgu molekuli suurus on sadu ja tuhandeid kordi suurem kui anorgaaniliste ühendite molekulidel. Ilma valkudeta pole elu. Mõned valgud kiirendavad keemilisi reaktsioone, toimides katalüsaatoritena. Neid valke nimetatakse ensüümideks.

Rasvad ja süsivesikud on vähem keerukad.

Need on raku ehitusmaterjalid ja toimivad keha elutähtsate protsesside energiaallikana.

Nukleiinhapped toodetakse raku tuumas. Siit tuli nende nimi (lat. Tuum – tuum). Kromosoomide osana osalevad nukleiinhapped raku pärilike omaduste säilitamises ja edastamises. Nukleiinhapped vastutavad valkude moodustumise eest.

Raku elulised omadused. Raku peamine elutähtis omadus on ainevahetus.

Rakkudevahelisest ainest tarnitakse rakkudesse pidevalt toitaineid ja hapnikku ning eralduvad lagunemissaadused. Rakku sisenevad ained osalevad biosünteesi protsessides. Biosüntees on valkude, rasvade, süsivesikute ja nende ühendite moodustumine lihtsamatest ainetest. Biosünteesi käigus moodustuvad teatud keharakkudele iseloomulikud ained.

Näiteks sünteesitakse lihasrakkudes valke, mis tagavad nende kokkutõmbumise.

Koos biosünteesiga lagunevad rakkudes orgaanilised ühendid. Lagunemise tulemusena tekivad lihtsama ehitusega ained. Suur osa lagunemisreaktsioonist toimub hapniku osalusel ja energia vabanemisel.

Raku keemiline korraldus

See energia kulub rakus toimuvatele eluprotsessidele. Biosünteesi ja lagunemise protsessid moodustavad ainevahetuse, millega kaasnevad energia muundumised.

Rakud kasvavad ja paljunevad. Inimkeha rakud paljunevad pooleks jagades. Iga moodustunud tütarrakk kasvab ja jõuab ema suuruseni. Uued rakud toimivad emarakuna.

Rakkude eluiga on erinev: mitmest tunnist kümnete aastateni.

Elusrakud on võimelised reageerima füüsikalistele ja keemilistele muutustele oma keskkonnas. Seda rakkude omadust nimetatakse erutuvuseks. Samal ajal lähevad rakud puhkeolekust üle tööolekusse - erutusse. Rakkudes erutudes muutuvad ainete biosünteesi ja lagunemise kiirus, hapnikutarbimine ja temperatuur. Erutatud olekus täidavad erinevad rakud oma funktsioone.

Näärerakud moodustavad ja eritavad aineid, lihasrakud tõmbuvad kokku, närvirakkudes tekib nõrk elektrisignaal - närviimpulss, mis võib levida mööda rakumembraane.

Keha sisekeskkond.

Enamik keha rakke ei ole väliskeskkonnaga seotud. Nende elutegevuse tagab sisekeskkond, mis koosneb 3 tüüpi vedelikest: rakkudevaheline (kudede) vedelik, millega rakud on otseses kontaktis, veri ja lümf. Sisekeskkond varustab rakke nende elutegevuseks vajalike ainetega ning selle kaudu eemaldatakse lagunemissaadused.

Keha sisekeskkonnal on suhteline koostis ning füüsikalised ja keemilised omadused. Ainult sellistel tingimustel saavad rakud normaalselt toimida.

Ainevahetus, orgaaniliste ühendite biosüntees ja lagunemine, kasv, paljunemine, erutuvus on rakkude peamised elutähtsad omadused.

Rakkude elutähtsaid omadusi tagab keha sisekeskkonna koostise suhteline püsivus.

Sa tead oma botaanika ja zooloogia kursusest, et taimede ja loomade kehad on ehitatud rakkudest. Ka inimkeha koosneb rakkudest. Keha rakulise struktuuri tõttu on võimalik selle kasv, paljunemine, elundite ja kudede taastamine ning muud tegevusvormid.

Rakkude kuju ja suurus sõltuvad elundi poolt täidetavast funktsioonist. Peamine vahend raku struktuuri uurimiseks on mikroskoop. Valgusmikroskoop võimaldab vaadelda rakku umbes kolme tuhandekordse suurendusega; elektronmikroskoop, mis kasutab valguse asemel elektronide voogu sadu tuhandeid kordi. Rakkude ehituse ja funktsioonide uurimine tegeleb tsütoloogiaga (kreeka keelest "Cytos" - rakk).

Raku struktuur. Iga rakk koosneb tsütoplasmast ja tuumast ning väljastpoolt on see kaetud membraaniga, mis eraldab ühe raku naaberrakkudest. Naaberrakkude membraanide vaheline ruum on täidetud vedelikuga rakkudevaheline aine. Peamine funktsioon membraanid seisneb selles, et selle kaudu liiguvad erinevad ained rakust rakku ja nii toimub ainete vahetus rakkude ja rakkudevahelise aine vahel.

Tsütoplasma- viskoosne poolvedel aine. Tsütoplasma sisaldab mitmeid pisikesi rakustruktuure - organellid, mis täidavad erinevaid funktsioone. Mõelge kõige olulisematele organellidele: mitokondrid, tuubulite võrgustik, ribosoomid, rakukeskus, tuum.

Mitokondrid- lühikesed paksenenud kehad sisemiste vaheseintega. Need moodustavad ATP rakus toimuvate protsesside jaoks vajaliku energiarikka aine. On märgata, et mida aktiivsemalt rakk töötab, seda rohkem mitokondreid see sisaldab.

Kanalivõrk tungib läbi kogu tsütoplasma. Nende tuubulite kaudu liiguvad ained ja tekib ühendus organellide vahel.

Ribosoomid- valku ja ribonukleiinhapet sisaldavad tihedad kehad. Need on valgu moodustumise koht.

Raku keskus moodustavad kehad, mis osalevad rakkude jagunemises. Need asuvad tuuma lähedal.

Tuum- See on väike keha, mis on raku oluline komponent. Rakkude jagunemise käigus muutub tuuma struktuur. Kui raku jagunemine lõpeb, naaseb tuum oma varasemasse olekusse. Südamikus on spetsiaalne aine - kromatiin, millest enne rakkude jagunemist moodustuvad niidilaadsed kehad - kromosoomid. Rakke iseloomustab konstantne teatud kujuga kromosoomide arv. Inimkeha rakud sisaldavad 46 kromosoomi ja sugurakud 23.

Raku keemiline koostis. Inimkeha rakud koosnevad mitmesugustest anorgaanilise ja orgaanilise iseloomuga keemilistest ühenditest. Raku anorgaaniliste ainete hulka kuuluvad vesi ja soolad. Vesi moodustab 80% raku massist. See lahustab keemilistes reaktsioonides osalevaid aineid: kannab edasi toitaineid, eemaldab rakust jääkaineid ja kahjulikke ühendeid. Mineraalsooladel – naatriumkloriidil, kaaliumkloriidil jt – on oluline roll vee jaotumisel rakkude ja rakkudevahelise aine vahel. Teatud keemilised elemendid, nagu hapnik, vesinik, lämmastik, väävel, raud, magneesium, tsink, jood, fosfor, osalevad elutähtsate orgaaniliste ühendite tekkes. Orgaanilised ühendid moodustavad kuni 20-30% iga raku massist. Orgaanilistest ühenditest on suurima tähtsusega süsivesikud, rasvad, valgud ja nukleiinhapped.

Süsivesikud koosnevad süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Süsivesikute hulka kuuluvad glükoos, loomne tärklis – glükogeen. Paljud süsivesikud lahustuvad vees hästi ja on kõigi eluprotsesside peamised energiaallikad. 1 g süsivesikute lagunemisel vabaneb 17,6 kJ energiat.

Rasvad moodustavad samad keemilised elemendid nagu süsivesikud. Rasvad on vees lahustumatud. Need on osa rakumembraanidest. Rasvad toimivad ka keha varuenergiaallikana. 1 g rasva täielikul lagunemisel vabaneb 38,9 kJ energiat.

Valk on raku peamised ained. Valgud on looduslikult esinevatest orgaanilistest ainetest kõige keerulisemad, kuigi koosnevad suhteliselt väikesest arvust keemilistest elementidest – süsinik, vesinik, hapnik, lämmastik, väävel. Väga sageli sisaldub valgu koostises fosfor. Valgu molekul on suur ja on ahel, mis koosneb kümnetest ja sadadest lihtsamatest ühenditest – 20 tüüpi aminohapetest.

Valgud on peamised ehitusplokid. Nad osalevad rakumembraanide, tuumade, tsütoplasma, organellide moodustamises. Paljud valgud toimivad keemiliste reaktsioonide kiirendajatena - ensüümid. Biokeemilised protsessid saavad rakus toimuda ainult spetsiaalsete ensüümide juuresolekul, mis kiirendavad ainete keemilisi muundumisi sadu miljoneid kordi.

Valkudel on mitmekesine struktuur. Ainult üks rakk sisaldab kuni 1000 erinevat valku.

Valkude lagunemisel kehas vabaneb ligikaudu sama palju energiat kui süsivesikute lagunemisel - 17,6 kJ 1 g kohta.

Nukleiinhapped moodustuvad raku tuumas. See on nende nime põhjus (ladina keelest "tuum" - tuum). Need koosnevad süsinikust, hapnikust, vesinikust ning lämmastikust ja fosforist. Nukleiinhappeid on kahte tüüpi - desoksüribonukleiinhapped (DNA) ja ribonukleiinhapped (RNA). DNA-d leidub peamiselt rakkude kromosoomides. DNA määrab rakuvalkude koostise ning pärilike tunnuste ja omaduste ülekandumise vanematelt järglastele. RNA funktsioonid on seotud sellele rakule iseloomulike valkude moodustumisega.

Põhimõisted ja mõisted:

Rakk on kõigi elusolendite põhielement, seetõttu on sellele omased kõik elusorganismide omadused: väga korrastatud struktuur, mis saab väljast energiat ja kasutab seda töö tegemiseks ja korra säilitamiseks, ainevahetus, aktiivne reaktsioon bioloogilise informatsiooni stimuleerimisele, kasvule, arengule, paljunemisele, paljunemisele ja järglastele edasiandmisele, taastumisele (kahjustatud struktuuride taastamisele), keskkonnaga kohanemisele.

Saksa teadlane T. Schwann lõi 19. sajandi keskel rakuteooria, mille põhisätted andsid tunnistust sellest, et kõik koed ja elundid koosnevad rakkudest; taime- ja loomarakud on oma olemuselt sarnased, kõik tekivad ühtemoodi; organismide aktiivsus on üksikute rakkude elutegevuse summa. Suur Saksa teadlane R. Virchow avaldas suurt mõju rakuteooria edasisele arengule ja üldse rakuteooriale. Ta mitte ainult ei toonud kokku kõik arvukad erinevad faktid, vaid näitas ka veenvalt, et rakud on pidev struktuur ja tekivad ainult paljunemise teel.

Rakuteooria kaasaegses tõlgenduses sisaldab järgmisi põhisätteid: rakk on elava universaalne elementaarüksus; kõigi organismide rakud on oma struktuurilt, funktsioonilt ja keemiliselt koostiselt põhimõtteliselt sarnased; rakud paljunevad ainult algse raku jagamisel; mitmerakulised organismid on keerulised rakusõlmed, mis moodustavad terviklikke süsteeme.

Tänu kaasaegsetele uurimismeetoditele kaks peamist tüüpi rakke: keerukamalt organiseeritud, tugevalt diferentseerunud eukarüootsed rakud (taimed, loomad ja mõned algloomad, vetikad, seened ja samblikud) ja vähem keerukalt organiseeritud prokarüootsed rakud (sinivetikad, aktinomütseedid, bakterid, spiroheedid, mükoplasmad, riketsiad, klamüüdia).

Erinevalt prokarüootsest eukarüootsest rakust on sellel kahekordse tuumamembraaniga piiratud tuum ja suur hulk membraani organelle.

TÄHELEPANU!

Rakk on elusorganismide peamine struktuurne ja funktsionaalne üksus, mis teostab kasvu, arengut, ainevahetust ja energiat, säilitab, töötleb ja realiseerib geneetilist teavet. Morfoloogia seisukohalt on rakk kompleksne biopolümeeride süsteem, mis on väliskeskkonnast plasmamembraaniga (plasmolemma) eraldatud ning mis koosneb tuumast ja tsütoplasmast, milles paiknevad organellid ja inklusioonid (graanulid).

Milliseid rakke seal on?

Rakud on oma kuju, struktuuri, keemilise koostise ja ainevahetuse olemuse poolest mitmekesised.

Kõik rakud on homoloogsed, st. omavad mitmeid ühiseid struktuurseid tunnuseid, millest põhifunktsioonide täitmine sõltub. Rakke iseloomustab struktuuri, ainevahetuse (ainevahetus) ja keemilise koostise ühtsus.

Samal ajal on erinevatel rakkudel ka spetsiifiline struktuur. See on tingitud nende erifunktsioonide täitmisest.

Raku struktuur

Ultramikroskoopiline raku struktuur:

1 - tsütolemma (plasmamembraan); 2 - pinotsüütilised vesiikulid; 3 - tsentrosoomi rakukeskus (tsütokeskus); 4 - hüaloplasma; 5 - endoplasmaatiline retikulum: a - granulaarse retikulumi membraan; b - ribosoomid; 6 - perinukleaarse ruumi ühendus endoplasmaatilise retikulumi õõnsustega; 7 - südamik; 8 - tuumapoorid; 9 - mitteteraline (sile) endoplasmaatiline retikulum; 10 - nukleool; 11 - sisevõrgu aparaat (Golgi kompleks); 12 - sekretoorsed vakuoolid; 13 - mitokondrid; 14 - liposoomid; 15 - fagotsütoosi kolm järjestikust etappi; 16 - rakumembraani (tsütolemma) ühendus endoplasmaatilise retikulumi membraanidega.

Raku keemia

Rakk sisaldab enam kui 100 keemilist elementi, neist neli moodustavad umbes 98% massist, need on organogeenid: hapnik (65-75%), süsinik (15-18%), vesinik (8-10%) ja lämmastik. (1, 5-3,0%). Ülejäänud elemendid jagunevad kolme rühma: makrotoitained – nende sisaldus organismis ületab 0,01%; mikroelemendid (0,00001-0,01%) ja ultramikroelemendid (alla 0,00001).

Makrotoitainete hulka kuuluvad väävel, fosfor, kloor, kaalium, naatrium, magneesium, kaltsium.

Mikroelementidest - on raud, tsink, vask, jood, fluor, alumiinium, vask, mangaan, koobalt jne.

Ultramikroelemendid - seleen, vanaadium, räni, nikkel, liitium, hõbe ja rohkem. Vaatamata väga madalale sisaldusele on mikroelementidel ja ultramikroelementidel väga oluline roll. Need mõjutavad peamiselt ainevahetust. Ilma nendeta on iga raku ja organismi kui terviku normaalne toimimine võimatu.

Rakk koosneb anorgaanilistest ja orgaanilistest ainetest. Anorgaaniliste hulgas on suurim kogus vett. Suhteline vee hulk puuris on 70–80%. Vesi on universaalne lahusti, selles toimuvad rakus kõik biokeemilised reaktsioonid. Vee osalusel toimub soojusregulatsioon. Vees lahustuvaid aineid (soolad, alused, happed, valgud, süsivesikud, alkoholid jne) nimetatakse hüdrofiilseteks. Hüdrofoobsed ained (rasvad ja rasvataolised) ei lahustu vees. Muud anorgaanilised ained (soolad, happed, alused, positiivsed ja negatiivsed ioonid) jäävad vahemikku 1,0–1,5%.

Orgaanilistest ainetest on ülekaalus valgud (10–20%), rasvad ehk lipiidid (1–5%), süsivesikud (0,2–2,0%), nukleiinhapped (1–2%). Madala molekulmassiga ainete sisaldus ei ületa 0,5%.

Valgumolekul on polümeer, mis koosneb suurest hulgast korduvatest monomeeriühikutest. Aminohappevalgu monomeerid (neid on 20) on omavahel ühendatud peptiidsidemetega, moodustades polüpeptiidahela (valkude esmane struktuur). See keerdub spiraaliks, moodustades omakorda valgu sekundaarse struktuuri. Polüpeptiidahela teatud ruumilise orientatsiooni tõttu tekib valgu tertsiaarne struktuur, mis määrab valgu molekuli spetsiifilisuse ja bioloogilise aktiivsuse. Mitmed tertsiaarsed struktuurid ühinevad üksteisega, moodustades kvaternaarse struktuuri.

Valgud täidavad olulisi funktsioone. Ensüümid – bioloogilised katalüsaatorid, mis suurendavad keemiliste reaktsioonide kiirust rakus sadu tuhandeid kordi, on valgud. Valgud, mis on osa kõigist rakustruktuuridest, täidavad plastilist (ehituslikku) funktsiooni. Rakkude liikumist teostavad ka valgud. Need tagavad ainete transpordi rakku, rakust ja raku sees. Valkude (antikehade) kaitsefunktsioon on oluline. Valgud on üks energiaallikatest.Süsivesikud liigitatakse monosahhariidideks ja polüsahhariidideks. Viimased on üles ehitatud monosahhariididest, mis nagu aminohappedki on monomeerid. Rakus leiduvatest monosahhariididest on olulisemad glükoos, fruktoos (sisaldab kuut süsinikuaatomit) ja pentoos (viis süsinikuaatomit). Pentoosid on osa nukleiinhapetest. Monosahhariidid lahustuvad vees hästi. Polüsahhariidid lahustuvad vees halvasti (loomarakkudes glükogeen, taimerakkudes tärklis ja tselluloos. Süsivesikud on energiaallikas, komplekssüsivesikud kombineerituna valkudega (glükoproteiinid), rasvad (glükolipiidid), osalevad rakupindade moodustamises ja rakkude vastasmõjus. .

Lipiidide hulka kuuluvad rasvad ja rasvataolised ained. Rasvade molekulid on üles ehitatud glütseroolist ja rasvhapetest. Rasvalaadsete ainete hulka kuuluvad kolesterool, mõned hormoonid, letsitiin. Lipiidid, mis on rakumembraanide põhikomponendid, täidavad seeläbi ehitusfunktsiooni. Lipiidid on kõige olulisemad energiaallikad. Niisiis, kui 1 g valgu või süsivesikute täielikul oksüdeerumisel vabaneb 17,6 kJ energiat, siis 1 g rasva täielikul oksüdeerumisel - 38,9 kJ. Lipiidid teostavad termoregulatsiooni, kaitsevad elundeid (rasvakapslid).

DNA ja RNA

Nukleiinhapped on nukleotiidide monomeeridest moodustunud polümeersed molekulid. Nukleotiid koosneb puriin- või pürimidiinalusest, suhkrust (pentoosist) ja fosforhappe jäägist. Kõikides rakkudes on kahte tüüpi nukleiinhappeid: desoksüribonuleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA), mis erinevad aluste ja suhkrute koostise poolest.

Nukleiinhapete ruumiline struktuur:

(vastavalt B. Albertsi et al., muudetud kujul) I - RNA; II - DNA; lindid - suhkru-fosfaadi selgroog; A, C, G, T, U - lämmastikku sisaldavad alused, nendevahelised võred - vesiniksidemed.

DNA molekul

DNA molekul koosneb kahest polünukleotiidahelast, mis on topeltheeliksi kujul üksteise ümber keerdunud. Mõlema ahela lämmastikualused on omavahel ühendatud komplementaarsete vesiniksidemetega. Adeniin ühineb ainult tümiiniga ja tsütosiin guaniiniga (A - T, G - C). DNA sisaldab geneetilist teavet, mis määrab rakus sünteesitavate valkude spetsiifilisuse, see tähendab aminohapete järjestuse polüpeptiidahelas. DNA pärib kõik raku omadused. DNA-d leidub tuumas ja mitokondrites.

RNA molekul

RNA molekul moodustub ühest polünukleotiidahelast. Rakkudes on kolme tüüpi RNA-d. Informatiivne ehk messenger RNA tRNA (inglise keelest messenger - "mediaator"), mis edastab informatsiooni DNA nukleotiidjärjestuse kohta ribosoomidesse (vt allpool). Transpordi RNA (tRNA), mis kannab aminohappeid ribosoomi. Ribosomaalne RNA (rRNA), mis osaleb ribosoomide moodustamises. RNA-d leidub tuumas, ribosoomides, tsütoplasmas, mitokondrites, kloroplastides.

Nukleiinhappe koostis.

Atlas: inimese anatoomia ja füsioloogia. Täielik praktiline juhend Jelena Jurievna Zigalova

Raku keemia

Rakk sisaldab enam kui 100 keemilist elementi, neist neli moodustavad umbes 98% massist, see organogeenid: hapnik (65–75%), süsinik (15–18%), vesinik (8–10%) ja lämmastik (1,5–3,0%). Ülejäänud elemendid jagunevad kolme rühma: makrotoitained – nende sisaldus organismis ületab 0,01%; mikroelemendid (0,00001-0,01%) ja ultramikroelemendid (alla 0,00001). Makrotoitainete hulka kuuluvad väävel, fosfor, kloor, kaalium, naatrium, magneesium, kaltsium. Mikroelementidele - raud, tsink, vask, jood, fluor, alumiinium, vask, mangaan, koobalt jne. Ultramikroelementidele - seleen, vanaadium, räni, nikkel, liitium, hõbe ja rohkem. Vaatamata väga madalale sisaldusele on mikroelementidel ja ultramikroelementidel väga oluline roll. Need mõjutavad peamiselt ainevahetust. Ilma nendeta on iga raku ja organismi kui terviku normaalne toimimine võimatu.

Riis. 1. Ultramikroskoopiline raku struktuur. 1 - tsütolemma (plasmamembraan); 2 - pinotsüütilised vesiikulid; 3 - tsentrosoomi rakukeskus (tsütotsenter); 4 - hüaloplasma; 5 - endoplasmaatiline retikulum: a - granulaarse retikulumi membraan; b - ribosoomid; 6 - perinukleaarse ruumi ühendus endoplasmaatilise retikulumi õõnsustega; 7 - südamik; 8 - tuumapoorid; 9 - mitteteraline (sile) endoplasmaatiline retikulum; 10 - nukleool; 11 - sisevõrgu aparaat (Golgi kompleks); 12 - sekretoorsed vakuoolid; 13 - mitokondrid; 14 - liposoomid; 15 - fagotsütoosi kolm järjestikust etappi; 16 - rakumembraani (tsütolemma) ühendus endoplasmaatilise retikulumi membraanidega

Orgaanilistest ainetest on ülekaalus valgud (10–20%), rasvad või lipiidid (1–5%), süsivesikud (0,2–2,0%), nukleiinhapped (1–2%). Madala molekulmassiga ainete sisaldus ei ületa 0,5%.

Molekul orav on polümeer, mis koosneb suurest hulgast korduvatest monomeerühikutest. Aminohappevalgu monomeerid (neist 20) on omavahel seotud peptiidsidemetega, moodustades polüpeptiidahela (valkude esmane struktuur). See keerdub spiraaliks, moodustades omakorda valgu sekundaarse struktuuri. Polüpeptiidahela teatud ruumilise orientatsiooni tõttu tekib valgu tertsiaarne struktuur, mis määrab valgu molekuli spetsiifilisuse ja bioloogilise aktiivsuse. Mitmed tertsiaarsed struktuurid ühinevad üksteisega, moodustades kvaternaarse struktuuri.

Valgud täidavad olulisi funktsioone. Ensüümid- bioloogilised katalüsaatorid, mis suurendavad keemiliste reaktsioonide kiirust rakus sadu tuhandeid miljoneid kordi, on valgud. Valgud, mis on osa kõigist rakustruktuuridest, täidavad plastilist (ehituslikku) funktsiooni. Valgud teostavad ka rakkude liikumist. Need tagavad ainete transpordi rakku, rakust ja raku sees. Valkude (antikehade) kaitsefunktsioon on oluline. Valgud on üks energiaallikatest.

Süsivesikud jagunevad monosahhariidideks ja polüsahhariidideks. Viimased on ehitatud monosahhariididest, mis nagu aminohapped on monomeerid. Rakus leiduvatest monosahhariididest on olulisemad glükoos, fruktoos (sisaldab kuut süsinikuaatomit) ja pentoos (viis süsinikuaatomit). Pentoosid on osa nukleiinhapetest. Monosahhariidid lahustuvad vees hästi. Polüsahhariidid lahustuvad vees halvasti (loomarakkudes glükogeen, taimerakkudes tärklis ja tselluloos. Süsivesikud on energiaallikas, komplekssüsivesikud, kombineerituna valkude (glükoproteiinidega), rasvadega (glükolipiididega), osalevad rakupindade ja raku moodustamises. interaktsioonid.

TO lipiidid sisaldavad rasvu ja rasvataolisi aineid. Rasvade molekulid on üles ehitatud glütseroolist ja rasvhapetest. Rasvalaadsete ainete hulka kuuluvad kolesterool, mõned hormoonid, letsitiin. Lipiidid, mis on rakumembraanide põhikomponendid (neid on kirjeldatud allpool), täidavad seeläbi ehitusfunktsiooni. Lipiidid on kõige olulisemad energiaallikad. Niisiis, kui 1 g valgu või süsivesikute täielikul oksüdatsioonil vabaneb 17,6 kJ energiat, siis 1 g rasva täielikul oksüdeerumisel - 38,9 kJ. Lipiidid teostavad termoregulatsiooni, kaitsevad elundeid (rasvakapslid).

Nukleiinhapped on polümeersed molekulid, mis on moodustatud nukleotiidmonomeeridest. Nukleotiid koosneb puriin- või pürimidiinalusest, suhkrust (pentoosist) ja fosforhappe jäägist. Kõikides rakkudes on kahte tüüpi nukleiinhappeid: desoksüribonuleiinhape (DNA) ja ribonukleiinhape (RNA), mis erinevad aluste ja suhkrute koostise poolest (tabel 1, riis. 2).

Riis. 2. Nukleiinhapete ruumiline struktuur (vastavalt B. Alberts et al., nagu muudetud). I - RNA; II - DNA; lindid - suhkru-fosfaadi selgroog; A, C, G, T, U - lämmastikalused, nendevahelised võred - vesiniksidemed

DNA molekul koosneb kahest polünukleotiidahelast, mis on topeltheeliksi kujul üksteise ümber keerdunud. Mõlema ahela lämmastikualused on omavahel ühendatud komplementaarsete vesiniksidemetega. Adeniin ühineb ainult tümiiniga ja tsütosiin guaniiniga(A-T, G-C). DNA sisaldab geneetilist teavet, mis määrab rakus sünteesitavate valkude spetsiifilisuse, see tähendab aminohapete järjestuse polüpeptiidahelas. DNA pärib kõik raku omadused. DNA-d leidub tuumas ja mitokondrites.

Transpordi RNA (tRNA), mis kannab aminohappeid ribosoomi. Ribosomaalne RNA (rRNA), mis osaleb ribosoomide moodustamises. RNA sisaldub tuumas, ribosoomides, tsütoplasmas, mitokondrites, kloroplastides.

Tabel 1

Nukleiinhappe koostis