9. Химический состав клетки (неорганические и органические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки).

В клетках содержится более 70 химических элементов, которые можно разделить на три группы, в зависимости от их процентного содержания:

Макроэлементы (98%): кислород (0), углерод (С), водород (Н), азот (N). Микроэлементы (~1,9%): фосфор (P), калий (K), сера (S), кальций (Ca), магний (Mg), натрий (Na), железо (Fe).

Ультра микроэлементы (0,1%): цинк (Zn), медь (Cu), йод (I), фтор (F), кобальт (Co), марганец (Mn) и другие.

Неорганические вещества клеток представлены молекулами воды и ионами минеральных солей. Вода составляет от 70% до 80% массы клетки, являясь ее важнейшим компонентом. Биологическая роль воды определяется ее уникальными физико-химическими свойствами: полярностью, большой удельной теплоемкостью и теплопроводностью. В живых системах вода выполняет следующие функции:

1. Образует внутреннюю среду в клетке и в организме.

2. Вода - универсальный растворитель для различных веществ.

3. Определяет объем и упругость клетки.

4. Регулирует осмотические процессы в клетке.

5. Участвует в химических реакциях (например, фотосинтезе, гидролизе).

6. Участвует в терморегуляции благодаря высокой теплоемкости

Минеральные соли представлены в виде катионов (К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и анионов (HPO₄ ^--, HPO, CL^-, HCO₃ ^-) и составляют ~1% массы клеток. Они необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток и организма в целом, выполняя ряд важнейших биологических функций: входят в состав ферментов, гормонов и биологически активных веществ (Сu – дыхательные ферменты, Fe - входит в состав гемоглобина, цитохрома. Mg - входит в состав рибосом, J - тироксин, Zn - инсулин, Со - витамин В12, S - витамин В1, Са - регулирует проницаемость клеточных мембран (митохондрии), а также свертываемость крови и сокращение мышечных волокон.

Органические молекулы построены на основе атомов углерода (С), которые способны соединяться друг с другом ковалентными связями и образовывать длинные цепи или кольца. [– С – С – ...] - связь является основой всех органических молекул. Углеродные атомы образуют также ковалентные связи с атомами водорода, азота, кислорода, фосфора и серы, соединяясь с ними в разных комбинациях. Большое разнообразие органических молекул объясняется перечисленными выше особенностями атома углерода.

10. Понятие о метаболизме клетки (анаболизм и катаболизм).

• Метаболизм - все биохимические реакции, которые происходят в клетке по наследственной программе. Основу клеточного метаболизма составляют два взаимосвязанных процесса - анаболизм и катаболизм.

• Анаболизм (ассимиляция) – совокупность реакций синтеза специфических молекул (полимеров) из более простых (мономеров) с использованием энергии.

• Катаболизм (диссимиляция) – совокупность реакций распада сложных органических молекул до мономеров с выделением энергии, часть которой запасается в виде АТФ.

11. Роль нуклеиновых кислот в жизнедеятельности клетки.

В 1868г. Ф. Мишер открыл нуклеиновые кислоты.

Роль нуклеиновых кислот:

- хранение генетической информации

- передача генетической информации

- реализация генетической информации

- изменение генетической информации

12. Химическая структура нуклеиновых кислот.

Нуклеиновые кислоты – это биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. В состав каждого нуклеотида входят: сахар (пентоза), одно из азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты. Гетероциклические азотистые основания являются производными пурина (аденин и гуанин) или пиримидина (тимин, цитозин и урацил).

В клетках встречаются два вида нуклеиновых кислот – ДНК и РНК. В состав ДНК входят: сахар 2-дезоксирибоза, азотистые основания аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т) и остаток фосфорной кислоты.

В состав РНК входят: сахар рибоза, азотистые основания аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), урацил (У) и остаток фосфорной кислоты.

Рис.4. Два варианта схематического изображения строения нуклеотида.