Клетка состоит из тех же химических элементов, что и неживая природа: в ней присутствует большинство элементов периодической системы Менделеева. В клетках живых организмов особенно велико содержание четырех элементов — кислорода (О), углерода (С), водорода (Н), азота (N), называемых макроэлементами. В сумме они составляют около 98% всего содержимого клетки. Вместе с серой и фосфором эти элементы входят в состав биополимеров -белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.
Микроэлементы: сера (S), фосфор (Р), калий (К), натрий (Ма), кальций (Са), магний (Мд), железо (Fe), хлор (CI), в сумме составляют около 1,9% содержимого клетки.
Ультрамикроэлементы: цинк (Zn), медь (Си), иод (J), фтор (F) и др., составляют менее 0,1% содержимого клетки. Все элементы играют в клетке важную роль и необходимы в строго определенном количестве, их недостаток или избыток приводит к различным нарушениям обмена в организме.
Органические вещества клетки:
Белки — это макромолекулы, или биополимеры. Мономерами белков живых клеток являются 20 разных аминокислот. Между карбоксильной группой СООН (кислая) и аминной группой Н — N — Н (основная) двух соседних аминокислот формируется пептидная (ковалентная) связь. Различные комбинации аминокислот в белковых молекулах придают белкам специфичность. Последовательное соединение аминокислот в белке образует его первичную структуру — полипептид. В большинстве случаев полипептид закручивается в спираль — вторичную структуру белка. Функции белков:
1. Строительная: белки входят в состав клеточных структур.
2. Транспортная: способность белков связывать и переносить с током крови многие химические соединения (например, транспорт гемоглобином кислорода).
3. Рецепторная функция: обеспечивает взаимодействие клеток между собой, а также различными макромолекулами белков к обратимому изменению структуры в ответ на действие физических и химических факторов лежит в основе раздражимости.
4. Сократительная функция обеспечивается особыми сократительными белками, благодаря которым происходит движение жгутиков, ресничек, сокращение мышц и т.п.
5. Энергетическая функция: белки — это запасной источник энергии.
6. Каталитическая функция: белки-ферменты ускоряют химические реакции.
7. Защитная функция: белки-антитела (иммуноглобулины) обезвреживают антигены (инородные вещества), вызывающие заболевания организма.
8. Регуляторная функция обеспечивается белками-гормонами, которые регулируют обмен веществ.
Углеводы делятся на простые — моносахариды (рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза и др.) и сложные — дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) и полисахариды (крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин и др.).
Функции углеводов: входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ, являются универсальным источником энергии в организме, участвуют в обезвреживании и выведении из организма ядовитых веществ, полисахариды играют роль запасных продуктов.
Липиды — это нейтральные жиры, воска, фосфолипиды и стероидные гормоны. Они нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях (бензине, эфире, бензоле и др.). В их состав, как правило, входят глицерин и жирные кислоты.
Функции липидов: используются как запасной источник энергии; входят в состав клеточных мембран; выполняют защитные функции (теплоизоляция).
Нуклвоновые кислоты -это молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) и РНК (рибонуклеиновой кислоты). ДНК — биополимер, ее мономеры — нуклео-тиды состоят из азотистого основания (аденин, гуанин, цитозин, тимин), моносахарида (дезоксирибоза) и остатка фосфорной кислоты. Сама молекула ДНК — это 2 закрученные в спираль полинуклеотидные цепи, объединенные между собой водородными связями.
Функция ДНК: запись, хранение и воспроизведение наследственной информации.
Рибонуклеиновая кислота (РНК) одно-цепочечный биополимер, состоящий из нуклеотидов, в которых азотистое основание тимин заменено урацилом, а углевод дезоксирибоза — рибозой. Различают 3 вида РНК:
- Bнформационную (и-РНК),
- Nранспортную (т-РНК) и
- Hибосомальную (р-РНК).
Функции РНК: участие в воспроизведении наследственной информации (в синтезе белка).
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ)- мононуклеотид, состоящий из ри-бозы, аденина и трех остатков фосфорной кислоты.
Функция: АТФ — универсальный источник энергии в клетке.