Περισσότερα, άλλα - λιγότερο.
Σε ατομικό επίπεδο, δεν υπάρχουν διαφορές μεταξύ του οργανικού και του ανόργανου κόσμου της ζωντανής φύσης: οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από τα ίδια άτομα με τα σώματα της άψυχης φύσης. Ωστόσο, η αναλογία των διαφορετικών χημικών στοιχείων στους ζωντανούς οργανισμούς και στο φλοιό της γης ποικίλλει πολύ. Επιπλέον, οι ζωντανοί οργανισμοί μπορεί να διαφέρουν από το περιβάλλον τους ως προς την ισοτοπική σύνθεση των χημικών στοιχείων.
Συμβατικά, όλα τα στοιχεία του κυττάρου μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες.
μακροθρεπτικά συστατικά
Ψευδάργυρος- είναι μέρος των ενζύμων που εμπλέκονται στην αλκοολική ζύμωση, στη σύνθεση της ινσουλίνης
Χαλκός- είναι μέρος των οξειδωτικών ενζύμων που εμπλέκονται στη σύνθεση των κυτοχρωμάτων.
Σελήνιο- συμμετέχει στις ρυθμιστικές διαδικασίες του οργανισμού.
Υπερμικροστοιχεία
Τα υπερμικροστοιχεία αποτελούν λιγότερο από 0,0000001% στους οργανισμούς των ζωντανών όντων, περιλαμβάνουν χρυσό, το ασήμι έχει βακτηριοκτόνο δράση, αναστέλλει την επαναρρόφηση του νερού στα νεφρικά σωληνάρια, επηρεάζοντας τα ένζυμα. Η πλατίνα και το καίσιο αναφέρονται επίσης σε υπερμικροστοιχεία. Μερικοί περιλαμβάνουν επίσης το σελήνιο σε αυτήν την ομάδα· με την έλλειψή του, αναπτύσσεται καρκίνος. Οι λειτουργίες των υπερμικροστοιχείων είναι ακόμη ελάχιστα κατανοητές.
Μοριακή σύνθεση του κυττάρου
δείτε επίσης
Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .
Δείτε ποια είναι η "Χημική σύνθεση του κυττάρου" σε άλλα λεξικά:
Κυψέλες - αποκτήστε ένα εκπτωτικό κουπόνι εργασίας στο Akademika για την Gallery of Cosmetics ή κερδοφόρα κελιά για αγορά με δωρεάν αποστολή με έκπτωση στη Gallery of Cosmetics
Η γενική δομή ενός βακτηριακού κυττάρου φαίνεται στο Σχήμα 2. Η εσωτερική οργάνωση ενός βακτηριακού κυττάρου είναι πολύπλοκη. Κάθε συστηματική ομάδα μικροοργανισμών έχει τα δικά της συγκεκριμένα δομικά χαρακτηριστικά. Κυτταρικό τοίχωμα... Βιολογική Εγκυκλοπαίδεια
Η ιδιαιτερότητα της ενδοκυτταρικής δομής των ερυθρών φυκών συνίσταται τόσο στα χαρακτηριστικά των συνηθισμένων κυτταρικών συστατικών όσο και στην παρουσία ειδικών ενδοκυτταρικών εγκλεισμάτων. Κυτταρικές μεμβράνες. Στις κυτταρικές μεμβράνες του κόκκινου ... ... Βιολογική Εγκυκλοπαίδεια
- (Argentum, argent, Silber), χημ. Σημάδι Αγ. Ο Σ. ανήκει στον αριθμό των μετάλλων που γνώριζε ο άνθρωπος στην αρχαιότητα. Στη φύση, βρίσκεται τόσο στη φυσική κατάσταση όσο και με τη μορφή ενώσεων με άλλα σώματα (με θείο, για παράδειγμα Ag 2S ... ...
- (Argentum, argent, Silber), χημ. Σημάδι Αγ. Ο Σ. ανήκει στον αριθμό των μετάλλων που γνώριζε ο άνθρωπος στην αρχαιότητα. Στη φύση, βρίσκεται τόσο στη φυσική του κατάσταση όσο και με τη μορφή ενώσεων με άλλα σώματα (με θείο, για παράδειγμα ασήμι Ag2S ... Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό F.A. Brockhaus και I.A. Έφρον
Αυτός ο όρος έχει άλλες έννοιες, βλέπε Κύτταρο (έννοιες). Ανθρώπινα αιμοσφαίρια (HEM) ... Wikipedia
Ο όρος Βιολογία προτάθηκε από τον εξαιρετικό Γάλλο φυσιοδίφη και εξελικτικό Jean-Baptiste Lamarck το 1802 για να χαρακτηρίσει την επιστήμη της ζωής ως ειδικό φυσικό φαινόμενο. Σήμερα, η βιολογία είναι ένα σύμπλεγμα επιστημών που μελετούν ... ... Wikipedia
Ένα κύτταρο είναι μια στοιχειώδης μονάδα δομής και ζωτικής δραστηριότητας όλων των ζωντανών οργανισμών (εκτός από τους ιούς, που συχνά αναφέρονται ως μη κυτταρικές μορφές ζωής), που έχει δικό του μεταβολισμό, ικανό για ανεξάρτητη ύπαρξη, ... ... Wikipedia
- (cyto + χημεία) ένα τμήμα της κυτταρολογίας που μελετά τη χημική σύνθεση του κυττάρου και των συστατικών του, καθώς και τις μεταβολικές διεργασίες και τις χημικές αντιδράσεις που αποτελούν τη βάση της ζωής του κυττάρου ... Μεγάλο Ιατρικό Λεξικό
Όπως όλα τα ζωντανά όντα, το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από κύτταρα. Χάρη στην κυτταρική δομή του σώματος, είναι δυνατή η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή, η αποκατάσταση κατεστραμμένων οργάνων και ιστών και άλλες μορφές δραστηριότητας. Το σχήμα και το μέγεθος των κυττάρων είναι διαφορετικά και εξαρτώνται από τη λειτουργία που εκτελούν.
Σε κάθε κύτταρο, διακρίνονται δύο κύρια μέρη - το κυτταρόπλασμα και ο πυρήνας, στο κυτταρόπλασμα, με τη σειρά του, περιέχει οργανίδια - τις μικρότερες δομές του κυττάρου που εξασφαλίζουν τη ζωτική του δραστηριότητα (μιτοχόνδρια, ριβοσώματα, κυτταρικό κέντρο κ.λπ.). Τα χρωμοσώματα σχηματίζονται στον πυρήνα πριν από την κυτταρική διαίρεση. Εξωτερικά, το κύτταρο καλύπτεται με μια μεμβράνη που χωρίζει το ένα κύτταρο από το άλλο. Ο χώρος μεταξύ των κυττάρων είναι γεμάτος με υγρή μεσοκυττάρια ουσία. Η κύρια λειτουργία της μεμβράνης είναι ότι εξασφαλίζει την επιλεκτική είσοδο διαφόρων ουσιών στο κύτταρο και την απομάκρυνση των μεταβολικών προϊόντων από αυτό.
Τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος αποτελούνται από μια ποικιλία ανόργανων (νερό, μεταλλικά άλατα) και οργανικών ουσιών (υδατάνθρακες, λίπη, πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα).
Οι υδατάνθρακες αποτελούνται από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο. Πολλά από αυτά είναι ιδιαίτερα διαλυτά στο νερό και αποτελούν τις κύριες πηγές ενέργειας για την υλοποίηση ζωτικών διεργασιών.
Τα λίπη σχηματίζονται από τα ίδια χημικά στοιχεία με τους υδατάνθρακες. είναι αδιάλυτα στο νερό. Τα λίπη αποτελούν μέρος των κυτταρικών μεμβρανών και επίσης χρησιμεύουν ως η πιο σημαντική πηγή ενέργειας στο σώμα.
Οι πρωτεΐνες είναι το κύριο δομικό υλικό των κυττάρων. Η δομή των πρωτεϊνών είναι πολύπλοκη: ένα μόριο πρωτεΐνης είναι μεγάλο και είναι μια αλυσίδα που αποτελείται από δεκάδες και εκατοντάδες απλούστερες ενώσεις - αμινοξέα. Πολλές πρωτεΐνες χρησιμεύουν ως ένζυμα που επιταχύνουν την πορεία των βιοχημικών διεργασιών στο κύτταρο.
Τα νουκλεϊκά οξέα που παράγονται στον πυρήνα του κυττάρου αποτελούνται από άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο και φώσφορο. Υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων:
1) Τα δεοξυριβονουκλεϊκά (DNA) βρίσκονται στα χρωμοσώματα και καθορίζουν τη σύνθεση των πρωτεϊνών των κυττάρων και τη μεταφορά κληρονομικών χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων από τους γονείς στους απογόνους.
2) ριβονουκλεϊκό (RNA) - που σχετίζεται με το σχηματισμό πρωτεϊνών χαρακτηριστικών αυτού του κυττάρου.
ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΚΥΤΤΑΡΟΥ
Ένα ζωντανό κύτταρο έχει μια σειρά από ιδιότητες: την ικανότητα μεταβολισμού και αναπαραγωγής, ευερεθιστότητα, ανάπτυξη και κινητικότητα, βάσει των οποίων εκτελούνται οι λειτουργίες ολόκληρου του οργανισμού.
Το κυτταρόπλασμα και ο πυρήνας του κυττάρου αποτελούνται από ουσίες που εισέρχονται στο σώμα μέσω των πεπτικών οργάνων. Στη διαδικασία της πέψης, η χημική διάσπαση σύνθετων οργανικών ουσιών συμβαίνει με το σχηματισμό απλούστερων ενώσεων που μεταφέρονται στο κύτταρο με το αίμα. Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη χημική αποσύνθεση χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της ζωτικής δραστηριότητας των κυττάρων. Στη διαδικασία της βιοσύνθεσης, απλές ουσίες που εισέρχονται στο κύτταρο επεξεργάζονται σε αυτό σε πολύπλοκες οργανικές ενώσεις. Τα απόβλητα - διοξείδιο του άνθρακα, νερό και άλλες ενώσεις - το αίμα μεταφέρει από το κύτταρο στα νεφρά, τους πνεύμονες και το δέρμα, τα οποία τα απελευθερώνουν στο εξωτερικό περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα ενός τέτοιου μεταβολισμού, η σύνθεση των κυττάρων ενημερώνεται συνεχώς: ορισμένες ουσίες σχηματίζονται σε αυτά, άλλες καταστρέφονται.
Το κύτταρο ως στοιχειώδης μονάδα ενός ζωντανού συστήματος έχει ευερεθιστότητα, δηλαδή την ικανότητα να ανταποκρίνεται σε εξωτερικές και εσωτερικές επιρροές.
Τα περισσότερα κύτταρα στο ανθρώπινο σώμα αναπαράγονται με έμμεση διαίρεση. Πριν από τη διαίρεση, κάθε χρωμόσωμα ολοκληρώνεται λόγω των ουσιών που υπάρχουν στον πυρήνα και γίνεται διπλό.
Η διαδικασία της έμμεσης σχάσης αποτελείται από διάφορες φάσεις.
1. Αύξηση του όγκου του πυρήνα. ο διαχωρισμός των χρωμοσωμάτων κάθε ζεύγους μεταξύ τους και η διασπορά τους σε όλο το κύτταρο. σχηματισμός από το κυτταρικό κέντρο της ατράκτου της διαίρεσης.
2. Η ευθυγράμμιση των χρωμοσωμάτων μεταξύ τους στο επίπεδο του ισημερινού του κυττάρου και η προσάρτηση των νημάτων της ατράκτου σε αυτά.
3. Απόκλιση των ζευγαρωμένων χρωμοσωμάτων από το κέντρο προς τους αντίθετους πόλους του κυττάρου.
4. Ο σχηματισμός δύο πυρήνων από διαχωρισμένα χρωμοσώματα, η εμφάνιση μιας συστολής και στη συνέχεια ένα χώρισμα στο σώμα του κυττάρου.
Ως αποτέλεσμα αυτής της διαίρεσης, διασφαλίζεται η ακριβής κατανομή των χρωμοσωμάτων -φορέων κληρονομικών χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων του οργανισμού- μεταξύ δύο θυγατρικών κυττάρων.
Τα κύτταρα μπορούν να αναπτυχθούν, αυξάνοντας σε όγκο, και μερικά έχουν την ικανότητα να κινούνται.
Αυτό το βίντεο μάθημα είναι αφιερωμένο στο θέμα "Κύτταρο: δομή, χημική σύνθεση και ζωτική δραστηριότητα." Η επιστήμη που μελετά το κύτταρο ονομάζεται κυτταρολογία. Σε αυτό το μάθημα, θα συζητήσουμε τη δομή της μικρότερης δομικής μονάδας του σώματός μας, θα ανακαλύψουμε τη χημική της σύνθεση και θα εξετάσουμε πώς πραγματοποιείται η ζωτική της δραστηριότητα.
Θέμα: Γενική επισκόπηση του ανθρώπινου σώματος
Μάθημα: Κύτταρο: δομή, χημική σύνθεση και ζωτική δραστηριότητα
Το ανθρώπινο σώμα είναι μια τεράστια πολυκύτταρη κατάσταση. Το κύτταρο είναι η δομική μονάδα τόσο των φυτικών όσο και των ζωικών οργανισμών. Η επιστήμη που μελετά τα κύτταρα ονομάζεται.
Σε μορφή, δομή και λειτουργία, τα κύτταρα είναι εξαιρετικά διαφορετικά, αλλά όλα έχουν μια κοινή δομή. Αλλά το σχήμα, το μέγεθος και τα χαρακτηριστικά εξαρτώνται από τη λειτουργία που εκτελεί το όργανο.
Για πρώτη φορά η ύπαρξη κυττάρων αναφέρθηκε το 1665 από τον εξαιρετικό Άγγλο φυσικό, μαθηματικό και μικροσκόπο Robert Hooke.
Ρύζι. 1.
Μετά την ανακάλυψη του Χουκ, βρέθηκαν κύτταρα στο μικροσκόπιο σε όλα τα είδη ζώων και φυτών. Και όλοι είχαν ένα κοινό σχέδιο δόμησης. Αλλά σε ένα μικροσκόπιο φωτός, μόνο το κυτταρόπλασμα και ο πυρήνας μπορούσαν να φανούν. Η εμφάνιση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου επέτρεψε στους επιστήμονες όχι μόνο να δουν τους άλλους, αλλά και να εξετάσουν την υπερδομή τους.
1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Βιολογία 8 Μ.: Bustard - σελ. 32, εργασίες και ερώτηση 2, 3, 5.
2. Ποια είναι τα κύρια μέρη του κυττάρου;
3. Μιλήστε μας για τα κυτταρικά οργανίδια.
4. Ετοιμάστε μια αναφορά για το ιστορικό της ανακάλυψης του μικροσκοπίου.
Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα. Το ανθρώπινο σώμα έχει επίσης κυτταρική δομή, χάρη στο οποίο είναι δυνατή η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή και η ανάπτυξή του.
Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από έναν τεράστιο αριθμό κυττάρων διαφορετικών σχημάτων και μεγεθών, τα οποία εξαρτώνται από τη λειτουργία που εκτελείται. Με τη μελέτη δομή και λειτουργία των κυττάρωνείναι αρραβωνιασμένος κυτολογία.
Κάθε κύτταρο καλύπτεται με μια μεμβράνη που αποτελείται από πολλά στρώματα μορίων, η οποία εξασφαλίζει την επιλεκτική διαπερατότητα των ουσιών. Κάτω από τη μεμβράνη στο κύτταρο βρίσκεται μια παχύρρευστη ημι-υγρή ουσία - το κυτταρόπλασμα με οργανίδια.
Μιτοχόνδρια- ενεργειακοί σταθμοί του κυττάρου, ριβοσώματα - ο τόπος σχηματισμού πρωτεΐνης, το ενδοπλασματικό δίκτυο, το οποίο εκτελεί τη λειτουργία μεταφοράς ουσιών, ο πυρήνας - ο τόπος αποθήκευσης κληρονομικών πληροφοριών, μέσα στον πυρήνα - ο πυρήνας. Παράγει ριβονουκλεϊκό οξύ. Κοντά στον πυρήνα βρίσκεται το κυτταρικό κέντρο που είναι απαραίτητο για την κυτταρική διαίρεση.
ανθρώπινα κύτταραπου αποτελείται από οργανικές και ανόργανες ουσίες.
Ανόργανες ουσίες:
Νερό - αποτελεί το 80% της μάζας του κυττάρου, διαλύει ουσίες, συμμετέχει σε χημικές αντιδράσεις.
Τα ορυκτά άλατα με τη μορφή ιόντων εμπλέκονται στην κατανομή του νερού μεταξύ των κυττάρων και της μεσοκυττάριας ουσίας. Είναι απαραίτητα για τη σύνθεση ζωτικών οργανικών ουσιών.
οργανική ύλη:
Οι πρωτεΐνες είναι οι βασικές ουσίες του κυττάρου, οι πιο σύνθετες ουσίες που υπάρχουν στη φύση. Οι πρωτεΐνες αποτελούν μέρος των μεμβρανών, των πυρήνων, των οργανιδίων, εκτελούν μια δομική λειτουργία στο κύτταρο. Ένζυμα - πρωτεΐνες, επιταχυντές αντίδρασης.
Λίπη - εκτελούν ενεργειακή λειτουργία, αποτελούν μέρος των μεμβρανών.
Υδατάνθρακες - επίσης κατά τη διάσπαση, σχηματίζουν μεγάλη ποσότητα ενέργειας, είναι πολύ διαλυτοί στο νερό και επομένως, όταν διασπώνται, παράγεται ενέργεια πολύ γρήγορα.
Τα νουκλεϊκά οξέα - DNA και RNA, καθορίζουν, αποθηκεύουν και μεταδίδουν κληρονομικές πληροφορίες σχετικά με τη σύνθεση των πρωτεϊνών των κυττάρων από τους γονείς στους απογόνους.
Τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος έχουν μια σειρά από ζωτικές ιδιότητες και εκτελούν ορισμένες λειτουργίες:
ΣΕ τα κύτταρα μεταβολίζονται, που συνοδεύεται από τη σύνθεση και αποσύνθεση οργανικών ενώσεων. ο μεταβολισμός συνοδεύεται από τον μετασχηματισμό της ενέργειας.
Όταν σχηματίζονται ουσίες σε ένα κύτταρο, αυτό μεγαλώνει, η ανάπτυξη των κυττάρων συνδέεται με την αύξηση του αριθμού τους, αυτό συνδέεται με την αναπαραγωγή με διαίρεση.
Τα ζωντανά κύτταρα είναι διεγερτικά.
Ένα από τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του κυττάρου είναι η κίνηση.
Κύτταρο του ανθρώπινου σώματοςΟι ακόλουθες ζωτικές ιδιότητες είναι εγγενείς: μεταβολισμός, ανάπτυξη, αναπαραγωγή και διεγερσιμότητα. Με βάση αυτές τις λειτουργίες πραγματοποιείται η λειτουργία ολόκληρου του οργανισμού.
Η χημική σύνθεση του κυττάρου.
Βασικές ιδιότητες και επίπεδα οργάνωσης της ζωντανής φύσης
Τα επίπεδα οργάνωσης των ζωντανών συστημάτων αντικατοπτρίζουν την υποταγή, την ιεραρχία της δομικής οργάνωσης της ζωής:
Μοριακά γενετικά - μεμονωμένα βιοπολυμερή (DNA, RNA, πρωτεΐνες).
Κυτταρική - μια στοιχειώδης αυτοαναπαραγόμενη μονάδα ζωής (προκαρυώτες, μονοκύτταροι ευκαρυώτες), ιστοί, όργανα.
Οργανισμός - ανεξάρτητη ύπαρξη ξεχωριστού ατόμου.
Πληθυσμός-είδη - μια στοιχειώδης εξελισσόμενη μονάδα - ένας πληθυσμός.
Biogeocenotic - οικοσυστήματα που αποτελούνται από διαφορετικούς πληθυσμούς και το ενδιαίτημά τους.
Βιοσφαιρικό - όλος ο ζωντανός πληθυσμός της Γης, παρέχοντας την κυκλοφορία ουσιών στη φύση.
Η φύση είναι ολόκληρος ο υπάρχων υλικός κόσμος σε όλη την ποικιλομορφία των μορφών του.
Η ενότητα της φύσης εκδηλώνεται στην αντικειμενικότητα της ύπαρξής της, στην κοινή στοιχειακή σύνθεση, στην υποταγή στους ίδιους φυσικούς νόμους, στη συστημική φύση της οργάνωσης.
Διάφορα φυσικά συστήματα, ζωντανά και μη, είναι αλληλένδετα και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ένα παράδειγμα συστημικής αλληλεπίδρασης είναι η βιόσφαιρα.
Η βιολογία είναι ένα σύμπλεγμα επιστημών που μελετά τα πρότυπα ανάπτυξης και ζωής των ζωντανών συστημάτων, τους λόγους για την ποικιλομορφία και την προσαρμοστικότητά τους στο περιβάλλον, τη σχέση με άλλα ζωντανά συστήματα και αντικείμενα άψυχης φύσης.
Αντικείμενο της έρευνας της βιολογίας είναι η άγρια ζωή.
Αντικείμενο της βιολογικής έρευνας είναι:
Γενικά και ιδιαίτερα πρότυπα οργάνωσης, ανάπτυξης, μεταβολισμού, μετάδοσης κληρονομικών πληροφοριών.
Η ποικιλομορφία των μορφών ζωής και των ίδιων των οργανισμών, καθώς και η σχέση τους με το περιβάλλον.
Όλη η ποικιλομορφία της ζωής στη Γη εξηγείται από την εξελικτική διαδικασία και την επίδραση του περιβάλλοντος στους οργανισμούς.
Η ουσία της ζωής καθορίζεται από τον M.V.
Volkenstein ως ύπαρξη στη Γη «ζωντανών σωμάτων, τα οποία είναι ανοιχτά αυτορυθμιζόμενα και αυτοαναπαραγόμενα συστήματα κατασκευασμένα από βιοπολυμερή - πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα».
Οι κύριες ιδιότητες των ζωντανών συστημάτων:
Μεταβολισμός;
Αυτορρύθμιση;
Ευερέθιστο;
Μεταβλητότητα;
Κληρονομικότητα;
αναπαραγωγή;
Η χημική σύνθεση του κυττάρου.
Ανόργανες ουσίες του κυττάρου
Η κυτταρολογία είναι μια επιστήμη που μελετά τη δομή και τις λειτουργίες των κυττάρων. Το κύτταρο είναι η στοιχειώδης δομική και λειτουργική μονάδα των ζωντανών οργανισμών. Τα κύτταρα των μονοκύτταρων οργανισμών έχουν όλες τις ιδιότητες και τις λειτουργίες των ζωντανών συστημάτων.
Τα κύτταρα των πολυκύτταρων οργανισμών διαφοροποιούνται σε δομή και λειτουργία.
Ατομική σύνθεση: το κύτταρο περιέχει περίπου 70 στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα Στοιχείων του Mendeleev και 24 από αυτά υπάρχουν σε όλους τους τύπους κυττάρων.
Μακροθρεπτικά συστατικά - H, O, N, C, μικροστοιχεία - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, υπερμικροστοιχεία - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si κ.λπ.
Μοριακή σύνθεση: η σύνθεση του κυττάρου περιλαμβάνει μόρια ανόργανων και οργανικών ενώσεων.
Ανόργανες ουσίες του κυττάρου
Το μόριο του νερού έχει μη γραμμική χωρική δομή και έχει πολικότητα. Μεταξύ μεμονωμένων μορίων σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου, οι οποίοι καθορίζουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του νερού.
1. Μόριο νερού 2. Δεσμοί υδρογόνου μεταξύ μορίων νερού
Φυσικές ιδιότητες του νερού:
Το νερό μπορεί να είναι σε τρεις καταστάσεις - υγρό, στερεό και αέριο.
Το νερό είναι διαλύτης. Τα πολικά μόρια νερού διαλύουν πολικά μόρια άλλων ουσιών. Οι ουσίες που είναι διαλυτές στο νερό ονομάζονται υδρόφιλες. Οι ουσίες που είναι αδιάλυτες στο νερό είναι υδρόφοβες.
Υψηλή ειδική θερμοχωρητικότητα. Χρειάζεται πολλή ενέργεια για να σπάσουν οι δεσμοί υδρογόνου που συγκρατούν τα μόρια του νερού μαζί.
Αυτή η ιδιότητα του νερού διασφαλίζει τη διατήρηση της θερμικής ισορροπίας στο σώμα.
Υψηλή θερμότητα εξάτμισης. Χρειάζεται πολλή ενέργεια για να εξατμιστεί το νερό. Το σημείο βρασμού του νερού είναι υψηλότερο από αυτό πολλών άλλων ουσιών. Αυτή η ιδιότητα του νερού προστατεύει το σώμα από την υπερθέρμανση.
Τα μόρια του νερού βρίσκονται σε συνεχή κίνηση, συγκρούονται μεταξύ τους στην υγρή φάση, η οποία είναι σημαντική για τις μεταβολικές διεργασίες.
πρόσφυση και επιφανειακή τάση.
Οι δεσμοί υδρογόνου καθορίζουν το ιξώδες του νερού και την προσκόλληση των μορίων του στα μόρια άλλων ουσιών (συνοχή).
Λόγω των δυνάμεων πρόσφυσης των μορίων, δημιουργείται ένα φιλμ στην επιφάνεια του νερού, το οποίο χαρακτηρίζεται από επιφανειακή τάση.
Πυκνότητα. Όταν ψύχεται, η κίνηση των μορίων του νερού επιβραδύνεται. Ο αριθμός των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των μορίων γίνεται μέγιστος. Το νερό έχει τη μεγαλύτερη πυκνότητα στους 4°C. Κατάψυξη, το νερό διαστέλλεται (χρειάζεται ένα μέρος για το σχηματισμό δεσμών υδρογόνου) και η πυκνότητά του μειώνεται, έτσι ο πάγος επιπλέει στην επιφάνεια του νερού, γεγονός που προστατεύει τη δεξαμενή από το πάγωμα.
Η ικανότητα σχηματισμού κολλοειδών δομών.
Τα μόρια του νερού σχηματίζουν ένα κέλυφος γύρω από τα αδιάλυτα μόρια ορισμένων ουσιών, εμποδίζοντας το σχηματισμό μεγάλων σωματιδίων. Αυτή η κατάσταση αυτών των μορίων ονομάζεται διασκορπισμένη (διασπαρμένη). Τα μικρότερα σωματίδια ουσιών που περιβάλλονται από μόρια νερού σχηματίζουν κολλοειδή διαλύματα (κυτταρόπλασμα, μεσοκυττάρια υγρά).
Βιολογικές λειτουργίες του νερού:
Μεταφορά - το νερό παρέχει την κίνηση των ουσιών στο κύτταρο και το σώμα, την απορρόφηση ουσιών και την απέκκριση των μεταβολικών προϊόντων.
Στη φύση, το νερό μεταφέρει απόβλητα στο έδαφος και στα υδάτινα σώματα.
Μεταβολικό - το νερό είναι μέσο για όλες τις βιοχημικές αντιδράσεις και δότης ηλεκτρονίων κατά τη φωτοσύνθεση, είναι απαραίτητο για την υδρόλυση των μακρομορίων στα μονομερή τους.
Συμμετέχει στην εκπαίδευση:
1) λιπαντικά υγρά που μειώνουν την τριβή (αρθρικό - στις αρθρώσεις των σπονδυλωτών, υπεζωκότα, στην υπεζωκοτική κοιλότητα, περικαρδιακά - στον περικαρδιακό σάκο).
2) η βλέννα, η οποία διευκολύνει την κίνηση των ουσιών μέσω των εντέρων, δημιουργεί ένα υγρό περιβάλλον στους βλεννογόνους της αναπνευστικής οδού.
3) μυστικά (σάλιο, δάκρυα, χολή, σπέρμα κ.λπ.) και χυμοί στο σώμα.
ανόργανα ιόντα.
Τα ανόργανα κυτταρικά ιόντα αντιπροσωπεύονται από: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, κατιόντα NH3 και ανιόντα Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42-.
Η διαφορά μεταξύ του αριθμού των κατιόντων και των ανιόντων στην επιφάνεια και στο εσωτερικό του κυττάρου παρέχει την εμφάνιση ενός δυναμικού δράσης, το οποίο αποτελεί τη βάση της νευρικής και μυϊκής διέγερσης.
Τα ανιόντα φωσφορικού οξέος δημιουργούν ένα ρυθμιστικό σύστημα φωσφορικών που διατηρεί το pH του ενδοκυτταρικού περιβάλλοντος του σώματος σε επίπεδο 6-9.
Το ανθρακικό οξύ και τα ανιόντα του δημιουργούν ένα διττανθρακικό ρυθμιστικό σύστημα και διατηρούν το pH του εξωκυτταρικού μέσου (πλάσμα αίματος) στο επίπεδο 4-7.
Οι ενώσεις αζώτου χρησιμεύουν ως πηγή ανόργανης διατροφής, σύνθεσης πρωτεϊνών, νουκλεϊκών οξέων.
Τα άτομα φωσφόρου αποτελούν μέρος των νουκλεϊκών οξέων, των φωσφολιπιδίων, καθώς και των οστών των σπονδυλωτών, το χιτινώδες κάλυμμα των αρθροπόδων. Τα ιόντα ασβεστίου αποτελούν μέρος της ουσίας των οστών, είναι επίσης απαραίτητα για την εφαρμογή της μυϊκής συστολής, της πήξης του αίματος.
Η χημική σύνθεση του κυττάρου. ανόργανες ουσίες
Ατομική και μοριακή σύνθεση του κυττάρου. Ένα μικροσκοπικό κύτταρο περιέχει αρκετές χιλιάδες ουσίες που εμπλέκονται σε μια ποικιλία χημικών αντιδράσεων. Οι χημικές διεργασίες που συμβαίνουν σε ένα κύτταρο είναι μία από τις κύριες προϋποθέσεις για τη ζωή, την ανάπτυξη και τη λειτουργία του.
Όλα τα κύτταρα ζωικών και φυτικών οργανισμών, καθώς και οι μικροοργανισμοί, είναι παρόμοια σε χημική σύσταση, γεγονός που υποδηλώνει την ενότητα του οργανικού κόσμου.
Ο πίνακας δείχνει δεδομένα για την ατομική σύνθεση των κυττάρων.
Από τα 109 στοιχεία του περιοδικού συστήματος του Mendeleev, η σημαντική πλειονότητα από αυτά βρέθηκαν σε κύτταρα. Ορισμένα στοιχεία περιέχονται στα κύτταρα σε σχετικά μεγάλη ποσότητα, άλλα σε μικρή ποσότητα. Ιδιαίτερα υψηλή είναι η περιεκτικότητα στο κύτταρο σε τέσσερα στοιχεία - οξυγόνο, άνθρακα, άζωτο και υδρογόνο. Συνολικά, αποτελούν σχεδόν το 98% του συνολικού περιεχομένου του κυττάρου. Η επόμενη ομάδα αποτελείται από οκτώ στοιχεία, το περιεχόμενο των οποίων σε ένα κελί υπολογίζεται σε δέκατα και εκατοστά του τοις εκατό. Αυτά είναι το θείο, ο φώσφορος, το χλώριο, το κάλιο, το μαγνήσιο, το νάτριο, το ασβέστιο, ο σίδηρος.
Μαζί αντιστοιχούν στο 1,9%. Όλα τα άλλα στοιχεία περιέχονται στο κελί σε εξαιρετικά μικρές ποσότητες (λιγότερο από 0,01%).
Έτσι, στο κύτταρο δεν υπάρχουν ειδικά στοιχεία που είναι χαρακτηριστικά μόνο της ζωντανής φύσης. Αυτό δείχνει τη σύνδεση και την ενότητα της έμψυχης και άψυχης φύσης.
Σε ατομικό επίπεδο, δεν υπάρχουν διαφορές μεταξύ της χημικής σύνθεσης του οργανικού και του ανόργανου κόσμου. Οι διαφορές εντοπίζονται σε ένα υψηλότερο επίπεδο οργάνωσης - το μοριακό.
Όπως φαίνεται από τον πίνακα, στα ζωντανά σώματα, μαζί με τις ουσίες κοινές στην άψυχη φύση, υπάρχουν πολλές ουσίες που είναι χαρακτηριστικές μόνο για τους ζωντανούς οργανισμούς.
Νερό. Στην πρώτη θέση μεταξύ των ουσιών του κυττάρου είναι το νερό. Αποτελεί σχεδόν το 80% της μάζας του κυττάρου. Το νερό είναι το πιο σημαντικό συστατικό του κυττάρου, όχι μόνο σε ποσότητα. Έχει ουσιαστικό και ποικιλόμορφο ρόλο στη ζωή του κυττάρου.
Το νερό καθορίζει τις φυσικές ιδιότητες του κυττάρου - τον όγκο, την ελαστικότητά του.
Η σημασία του νερού στο σχηματισμό της δομής των μορίων των οργανικών ουσιών, ιδιαίτερα της δομής των πρωτεϊνών, η οποία είναι απαραίτητη για την εκτέλεση των λειτουργιών τους. Η σημασία του νερού ως διαλύτη είναι μεγάλη: πολλές ουσίες εισέρχονται στο κύτταρο από το εξωτερικό περιβάλλον σε ένα υδατικό διάλυμα, και σε ένα υδατικό διάλυμα, τα άχρηστα προϊόντα απομακρύνονται από το κύτταρο.
Τέλος, το νερό συμμετέχει άμεσα σε πολλές χημικές αντιδράσεις (διάσπαση πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπών κ.λπ.).
Η προσαρμοστικότητα του κυττάρου να λειτουργεί σε ένα υδάτινο περιβάλλον είναι ένα επιχείρημα υπέρ του γεγονότος ότι η ζωή στη Γη προέρχεται από το νερό.
Ο βιολογικός ρόλος του νερού καθορίζεται από την ιδιαιτερότητα της μοριακής του δομής: την πολικότητα των μορίων του.
Υδατάνθρακες.
Οι υδατάνθρακες είναι σύνθετες οργανικές ενώσεις, περιλαμβάνουν άτομα άνθρακα, οξυγόνου και υδρογόνου.
Διάκριση μεταξύ απλών και σύνθετων υδατανθράκων.
Οι απλοί υδατάνθρακες ονομάζονται μονοσακχαρίτες. Οι σύνθετοι υδατάνθρακες είναι πολυμερή στα οποία οι μονοσακχαρίτες παίζουν το ρόλο των μονομερών.
Δύο μονοσακχαρίτες σχηματίζουν έναν δισακχαρίτη, τρεις έναν τρισακχαρίτη και πολλοί έναν πολυσακχαρίτη.
Όλοι οι μονοσακχαρίτες είναι άχρωμες ουσίες, εύκολα διαλυτές στο νερό. Σχεδόν όλα έχουν μια ευχάριστη γλυκιά γεύση. Οι πιο συνηθισμένοι μονοσακχαρίτες είναι η γλυκόζη, η φρουκτόζη, η ριβόζη και η δεοξυριβόζη.
2.3 Χημική σύνθεση του κυττάρου. Μακρο- και μικροστοιχεία
Η γλυκιά γεύση των φρούτων και των μούρων, καθώς και του μελιού, εξαρτάται από την περιεκτικότητα σε γλυκόζη και φρουκτόζη σε αυτά. Η ριβόζη και η δεοξυριβόζη είναι συστατικά των νουκλεϊκών οξέων (σελ. 158) και του ΑΤΡ (σελ.
Οι δι- και οι τρισακχαρίτες, όπως και οι μονοσακχαρίτες, διαλύονται καλά στο νερό και έχουν γλυκιά γεύση. Με την αύξηση του αριθμού των μονάδων μονομερούς, η διαλυτότητα των πολυσακχαριτών μειώνεται και η γλυκιά γεύση εξαφανίζεται.
Το τεύτλο (ή το ζαχαροκάλαμο) και η ζάχαρη γάλακτος είναι σημαντικά μεταξύ των δισακχαριτών, το άμυλο (στα φυτά), το γλυκογόνο (στα ζώα), οι φυτικές ίνες (κυτταρίνη) είναι ευρέως διαδεδομένα μεταξύ των πολυσακχαριτών.
Το ξύλο είναι σχεδόν καθαρή κυτταρίνη. Τα μονομερή αυτών των πολυσακχαριτών είναι η γλυκόζη.
Ο βιολογικός ρόλος των υδατανθράκων. Οι υδατάνθρακες παίζουν το ρόλο μιας πηγής ενέργειας που είναι απαραίτητη για το κύτταρο για να πραγματοποιήσει διάφορες μορφές δραστηριότητας. Για τη δραστηριότητα του κυττάρου - κίνηση, έκκριση, βιοσύνθεση, φωταύγεια κ.λπ. - χρειάζεται ενέργεια. Οι δομικά πολύπλοκοι, πλούσιοι σε ενέργεια υδατάνθρακες υφίστανται βαθιά διάσπαση στο κύτταρο και, ως αποτέλεσμα, μετατρέπονται σε απλές, φτωχές σε ενέργεια ενώσεις - μονοξείδιο του άνθρακα (IV) και νερό (CO2 ΚΑΙ H20).
Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, απελευθερώνεται ενέργεια. Κατά τη διάσπαση 1 g υδατάνθρακα, απελευθερώνονται 17,6 kJ.
Εκτός από την ενέργεια, οι υδατάνθρακες επιτελούν και δομική λειτουργία. Για παράδειγμα, τα τοιχώματα των φυτικών κυττάρων είναι κατασκευασμένα από κυτταρίνη.
Λιπίδια. Τα λιπίδια βρίσκονται σε όλα τα κύτταρα των ζώων και των φυτών. Αποτελούν μέρος πολλών κυτταρικών δομών.
Τα λιπίδια είναι οργανικές ουσίες που είναι αδιάλυτες στο νερό, αλλά διαλυτές στη βενζίνη, τον αιθέρα και την ακετόνη.
Από τα λιπίδια, τα πιο κοινά και γνωστά είναι τα λίπη.
Υπάρχουν, ωστόσο, κύτταρα στα οποία περίπου 90% λίπος. Στα ζώα, τέτοια κύτταρα βρίσκονται κάτω από το δέρμα, στους μαστικούς αδένες και στο μάτι. Το λίπος βρίσκεται στο γάλα όλων των θηλαστικών. Σε ορισμένα φυτά, μεγάλη ποσότητα λίπους συγκεντρώνεται σε σπόρους και φρούτα, όπως ο ηλίανθος, η κάνναβη, η καρυδιά.
Εκτός από τα λίπη, άλλα λιπίδια υπάρχουν επίσης στα κύτταρα, για παράδειγμα, λεκιθίνη, χοληστερόλη. Τα λιπίδια περιλαμβάνουν ορισμένες βιταμίνες (Α, Ο) και ορμόνες (για παράδειγμα, ορμόνες φύλου).
Η βιολογική σημασία των λιπιδίων είναι μεγάλη και ποικίλη.
Ας σημειώσουμε πρώτα απ' όλα την κατασκευαστική τους λειτουργία. Τα λιπίδια είναι υδρόφοβα. Το λεπτότερο στρώμα αυτών των ουσιών είναι μέρος των κυτταρικών μεμβρανών. Μεγάλη είναι η σημασία του πιο συνηθισμένου από τα λιπίδια - του λίπους - ως πηγή ενέργειας. Τα λίπη μπορούν να οξειδωθούν στο κύτταρο σε μονοξείδιο του άνθρακα (IV) και νερό. Κατά τη διάσπαση του λίπους, απελευθερώνεται διπλάσια ενέργεια από ό,τι όταν διασπώνται οι υδατάνθρακες. Τα ζώα και τα φυτά αποθηκεύουν λίπος σε απόθεμα και το καταναλώνουν στη διαδικασία της ζωής.
Είναι απαραίτητο να σημειώσετε την ακόλουθη τιμή. λίπος ως πηγή νερού. Από 1 κιλό λίπους κατά την οξείδωσή του σχηματίζεται σχεδόν 1,1 κιλό νερό. Αυτό εξηγεί πώς ορισμένα ζώα είναι σε θέση να μείνουν πολύ καιρό χωρίς νερό. Οι άνθρωποι με καμήλες, για παράδειγμα, που κάνουν τη μετάβαση στην άνυδρη έρημο-νου, μπορεί να μην πίνουν για 10-12 ημέρες.
Οι αρκούδες, οι μαρμότες και άλλα ζώα σε χειμερία νάρκη δεν πίνουν περισσότερο από δύο μήνες. Αυτά τα ζώα λαμβάνουν το νερό που είναι απαραίτητο για τη ζωή ως αποτέλεσμα της οξείδωσης του λίπους. Εκτός από τις δομικές και ενεργειακές λειτουργίες, τα λιπίδια εκτελούν προστατευτικές λειτουργίες: το λίπος έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αποτίθεται κάτω από το δέρμα, σχηματίζοντας σημαντικές συσσωρεύσεις σε ορισμένα ζώα. Έτσι, σε μια φάλαινα, το πάχος του υποδόριου στρώματος λίπους φτάνει το 1 m, γεγονός που επιτρέπει σε αυτό το ζώο να ζει στο κρύο νερό των πολικών θαλασσών.
Βιοπολυμερή: πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα.
Από όλες τις οργανικές ουσίες, ο κύριος όγκος στο κύτταρο (50-70%) είναι πρωτεΐνες.Η κυτταρική μεμβράνη και όλες οι εσωτερικές της δομές κατασκευάζονται με τη συμμετοχή πρωτεϊνικών μορίων. Τα μόρια πρωτεΐνης είναι πολύ μεγάλα, επειδή αποτελούνται από πολλές εκατοντάδες διαφορετικά μονομερή που σχηματίζουν κάθε είδους συνδυασμούς. Επομένως, η ποικιλία των τύπων πρωτεΐνης και οι ιδιότητές τους είναι πραγματικά ατελείωτη.
Οι πρωτεΐνες είναι μέρος των μαλλιών, τα φτερά, τα κέρατα, οι μυϊκές ίνες, διατροφικές
nye ουσίες των αυγών και των σπόρων και πολλών άλλων μερών του σώματος.
Ένα μόριο πρωτεΐνης είναι ένα πολυμερές. Τα μονομερή των μορίων πρωτεΐνης είναι αμινοξέα.
Περισσότερα από 150 διαφορετικά αμινοξέα είναι γνωστά στη φύση, αλλά μόνο 20 εμπλέκονται συνήθως στην κατασκευή πρωτεϊνών σε ζωντανούς οργανισμούς. Ένα μακρύ νήμα αμινοξέων που συνδέονται διαδοχικά το ένα με το άλλο αντιπροσωπεύει πρωτογενής δομήμόριο πρωτεΐνης (εμφανίζει τον χημικό τύπο του).
Συνήθως αυτό το μακρύ νήμα είναι σφιχτά στριμμένο σε μια σπείρα, τα πηνία της οποίας συνδέονται σταθερά με δεσμούς υδρογόνου.
Ο σπειροειδώς στριμμένος κλώνος ενός μορίου είναι δευτερογενής δομή, μόριασκίουρος. Μια τέτοια πρωτεΐνη είναι ήδη δύσκολο να τεντωθεί. Το τυλιγμένο μόριο πρωτεΐνης στη συνέχεια συστρέφεται σε μια πιο σφιχτή διαμόρφωση - τριτογενής δομή.Μερικές πρωτεΐνες έχουν ακόμη πιο πολύπλοκη μορφή - τεταρτοταγής δομή,για παράδειγμα, αιμοσφαιρίνη. Ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας επαναλαμβανόμενης συστροφής, το μακρύ και λεπτό νήμα του μορίου πρωτεΐνης γίνεται πιο κοντό, παχύτερο και συγκεντρώνεται σε ένα συμπαγές κομμάτι - αιμοσφαίριοΜόνο η σφαιρική πρωτεΐνη εκτελεί τις βιολογικές της λειτουργίες στο κύτταρο.
Εάν η δομή της πρωτεΐνης διαταραχθεί, για παράδειγμα, από θέρμανση ή χημική δράση, τότε χάνει τις ιδιότητές της και ξετυλίγεται.
Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μετουσίωση. Εάν η μετουσίωση έχει επηρεάσει μόνο την τριτοταγή ή δευτερογενή δομή, τότε είναι αναστρέψιμη: μπορεί και πάλι να συστραφεί σε μια σπείρα και να χωρέσει στην τριτοταγή δομή (φαινόμενο μετουσίωσης). Ταυτόχρονα, οι λειτουργίες αυτής της πρωτεΐνης αποκαθίστανται. Αυτή η πιο σημαντική ιδιότητα των πρωτεϊνών αποτελεί τη βάση της ευερεθιστότητας των ζωντανών συστημάτων, δηλ.
την ικανότητα των ζωντανών κυττάρων να ανταποκρίνονται σε εξωτερικά ή εσωτερικά ερεθίσματα.
Πολλές πρωτεΐνες παίζουν ρόλο καταλύτεςσε χημικές αντιδράσεις
περνώντας από το κελί.
Καλούνται ένζυμα.Τα ένζυμα εμπλέκονται στη μεταφορά ατόμων και μορίων, στη διάσπαση και κατασκευή πρωτεϊνών, λιπών, υδατανθράκων και όλων των άλλων ενώσεων (δηλαδή στον κυτταρικό μεταβολισμό). Καμία χημική αντίδραση σε ζωντανά κύτταρα και ιστούς δεν είναι πλήρης χωρίς τη συμμετοχή ενζύμων.
Όλα τα ένζυμα έχουν μια συγκεκριμένη δράση - εξορθολογίζουν την πορεία των διεργασιών ή επιταχύνουν τις αντιδράσεις στο κύτταρο.
Οι πρωτεΐνες σε ένα κύτταρο εκτελούν πολλές λειτουργίες: συμμετέχουν στη δομή, την ανάπτυξή του και σε όλες τις διαδικασίες της ζωής. Η κυτταρική ζωή είναι αδύνατη χωρίς πρωτεΐνες.
Τα νουκλεϊκά οξέα ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στους πυρήνες των κυττάρων, γι' αυτό και πήραν το όνομά τους (lat.
pusleus - πυρήνας). Υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων: το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (συντομία DIC) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RIC). Μόρια νουκλεϊκού οξέος προ-
είναι πολύ μακριές πολυμερείς αλυσίδες (κλώνοι), μονομερή
τα οποία είναι νουκλεοτίδια.
Κάθε νουκλεοτίδιο περιέχει ένα μόριο φωσφορικού οξέος και σακχάρου (δεοξυριβόζη ή ριβόζη), καθώς και μία από τις τέσσερις αζωτούχες βάσεις. Οι αζωτούχες βάσεις στο DNA είναι αδενίνη γουανίνη και κυμοσίνη,Και mi.min,.
Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA)- η πιο σημαντική ουσία σε ένα ζωντανό κύτταρο. Το μόριο DNA είναι ο φορέας της κληρονομικής πληροφορίας του κυττάρου και του οργανισμού συνολικά. Από ένα μόριο DNA σχηματίζεται χρωμόσωμα.
Οι οργανισμοί κάθε βιολογικού είδους έχουν ορισμένο αριθμό μορίων DNA ανά κύτταρο. Η αλληλουχία των νουκλεοτιδίων σε ένα μόριο DNA είναι επίσης πάντα αυστηρά ατομική και. μοναδικό όχι μόνο για κάθε βιολογικό είδος, αλλά και για μεμονωμένα άτομα.
Αυτή η ειδικότητα των μορίων DNA χρησιμεύει ως βάση για τον καθορισμό της συγγένειας των οργανισμών.
Τα μόρια DNA σε όλους τους ευκαρυώτες βρίσκονται στον πυρήνα του κυττάρου. Τα προκαρυωτικά δεν έχουν πυρήνα, επομένως το DNA τους βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα.
σε όλα τα έμβια όντα, τα μακρομόρια του DNA κατασκευάζονται σύμφωνα με τον ίδιο τύπο. Αποτελούνται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες (κλώνοι) που συγκρατούνται μεταξύ τους από δεσμούς υδρογόνου αζωτούχων βάσεων νουκλεοτιδίων (σαν φερμουάρ).
Με τη μορφή διπλής (ζευγοποιημένης) έλικας, το μόριο του DNA συστρέφεται προς την κατεύθυνση από αριστερά προς τα δεξιά.
Η αλληλουχία στη διάταξη των νουκλεοτιδίων στο μόριο του πουλί καθορίζει τις κληρονομικές πληροφορίες του κυττάρου.
Η δομή του μορίου του DNA αποκαλύφθηκε το 1953 από έναν Αμερικανό βιοχημικό
James Watson και ο Άγγλος φυσικός Francis Crick.
Για αυτήν την ανακάλυψη, οι επιστήμονες τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ το 1962. Απέδειξαν ότι το μόριο
Το DNA αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες.
Ταυτόχρονα, τα νουκλεοτίδια (μονομερή) συνδέονται μεταξύ τους όχι τυχαία, αλλά επιλεκτικά και σε ζεύγη μέσω αζωτούχων ενώσεων. Η αδενίνη (Α) συνδέεται πάντα με θυμίνη (Τ) και η γουανίνη (g) με κυτοσίνη (C). Αυτή η διπλή αλυσίδα τυλίγεται σφιχτά σε μια έλικα. Η ικανότητα των νουκλεοτιδίων να ζευγαρώνουν επιλεκτικά ονομάζεται συμπληρωματικότητα(λατ. complementus - προσθήκη).
Η αναπαραγωγή γίνεται ως εξής.
Με τη συμμετοχή ειδικών κυτταρικών μηχανισμών (ένζυμα), η διπλή έλικα του DNA ξετυλίγεται, οι κλώνοι αποκλίνουν (σαν ένα φερμουάρ που ξετυλίγεται) και σταδιακά συμπληρώνεται ένα συμπληρωματικό μισό από τα αντίστοιχα νουκλεοτίδια σε καθεμία από τις δύο αλυσίδες.
Ως αποτέλεσμα, αντί για ένα μόριο DNA, σχηματίζονται δύο νέα πανομοιότυπα μόρια. Επιπλέον, κάθε νεοσχηματισμένο μόριο δίκλωνου DNA αποτελείται από μια «παλιά» αλυσίδα νουκλεοτιδίων και μια «νέα».
Δεδομένου ότι το DNA είναι ο κύριος φορέας πληροφοριών, η ικανότητά του να διπλασιάζεται επιτρέπει, κατά την κυτταρική διαίρεση, να μεταφέρει αυτές τις κληρονομικές πληροφορίες στα νεοσχηματισμένα θυγατρικά κύτταρα.
Προηγούμενο12345678Επόμενο
ΔΕΙΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ:
ρυθμιστικό διάλυμα και όσμωση.
Τα άλατα στους ζωντανούς οργανισμούς βρίσκονται σε διαλυμένη κατάσταση με τη μορφή ιόντων - θετικά φορτισμένα κατιόντα και αρνητικά φορτισμένα ανιόντα.
Η συγκέντρωση κατιόντων και ανιόντων στο κύτταρο και στο περιβάλλον του δεν είναι η ίδια. Το κύτταρο περιέχει αρκετά πολύ κάλιο και πολύ λίγο νάτριο. Στο εξωκυτταρικό περιβάλλον, για παράδειγμα, στο πλάσμα του αίματος, στο θαλασσινό νερό, αντίθετα, υπάρχει πολύ νάτριο και λίγο κάλιο. Η ευερεθιστότητα των κυττάρων εξαρτάται από την αναλογία των συγκεντρώσεων των ιόντων Na+, K+, Ca2+, Mg2+.
Η διαφορά στις συγκεντρώσεις ιόντων στις αντίθετες πλευρές της μεμβράνης εξασφαλίζει την ενεργό μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης.
Στους ιστούς των πολυκύτταρων ζώων, το Ca2+ είναι μέρος της μεσοκυττάριας ουσίας που εξασφαλίζει τη συνοχή των κυττάρων και την εύρυθμη διάταξή τους.
Η χημική σύνθεση του κυττάρου
Η οσμωτική πίεση στο κύτταρο και οι ρυθμιστικές του ιδιότητες εξαρτώνται από τη συγκέντρωση των αλάτων.
προσωρινή αποθήκευση ονομάζεται η ικανότητα ενός κυττάρου να διατηρεί μια ελαφρώς αλκαλική αντίδραση του περιεχομένου του σε σταθερό επίπεδο.
Υπάρχουν δύο συστήματα buffer:
1) σύστημα ρυθμιστικού διαλύματος φωσφορικών - ανιόντα φωσφορικού οξέος διατηρούν το pH του ενδοκυτταρικού περιβάλλοντος στο 6,9
2) ρυθμιστικό σύστημα διττανθρακικών - ανιόντα ανθρακικού οξέος διατηρούν το pH του εξωκυτταρικού μέσου στο επίπεδο του 7,4.
Ας εξετάσουμε τις εξισώσεις των αντιδράσεων που συμβαίνουν σε ρυθμιστικά διαλύματα.
Εάν η συγκέντρωση στο κύτταρο αυξηθείΗ+ , τότε το κατιόν υδρογόνου προστίθεται στο ανθρακικό ανιόν:
Με αύξηση της συγκέντρωσης των ανιόντων υδροξειδίου, η δέσμευσή τους συμβαίνει:
H + OH– + H2O.
Έτσι το ανθρακικό ανιόν μπορεί να διατηρήσει ένα σταθερό περιβάλλον.
ωσμωτικόςονομάζονται τα φαινόμενα που συμβαίνουν σε ένα σύστημα που αποτελείται από δύο διαλύματα που χωρίζονται από μια ημιπερατή μεμβράνη.
Σε ένα φυτικό κύτταρο, ο ρόλος των ημιδιαπερατών μεμβρανών εκτελείται από τα οριακά στρώματα του κυτταροπλάσματος: το πλάσμα και ο τονοπλάστης.
Το πλάσμα είναι η εξωτερική μεμβράνη του κυτταροπλάσματος δίπλα στο κυτταρικό τοίχωμα. Ο τονοπλάστης είναι η εσωτερική μεμβράνη του κυτταροπλάσματος που περιβάλλει το κενοτόπιο. Τα κενοτόπια είναι κοιλότητες στο κυτταρόπλασμα γεμάτες με κυτταρικό χυμό - ένα υδατικό διάλυμα υδατανθράκων, οργανικών οξέων, αλάτων, πρωτεϊνών χαμηλού μοριακού βάρους, χρωστικών.
Η συγκέντρωση των ουσιών στον κυτταρικό χυμό και στο εξωτερικό περιβάλλον (στο έδαφος, τα υδάτινα σώματα) συνήθως δεν είναι η ίδια. Εάν η ενδοκυτταρική συγκέντρωση των ουσιών είναι υψηλότερη από ό,τι στο εξωτερικό περιβάλλον, το νερό από το περιβάλλον θα εισέλθει στο κύτταρο, πιο συγκεκριμένα στο κενοτόπιο, με ταχύτερο ρυθμό από ό,τι στην αντίθετη κατεύθυνση. Με την αύξηση του όγκου του κυτταρικού χυμού, λόγω της εισόδου του νερού στο κύτταρο, η πίεσή του στο κυτταρόπλασμα, το οποίο βρίσκεται σφιχτά δίπλα στη μεμβράνη, αυξάνεται. Όταν το κύτταρο είναι πλήρως κορεσμένο με νερό, έχει μέγιστο όγκο.
Η κατάσταση εσωτερικής τάσης του κυττάρου, λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε νερό και της αναπτυσσόμενης πίεσης των περιεχομένων του κυττάρου στη μεμβράνη του, ονομάζεται turgor Turgor διασφαλίζει ότι τα όργανα διατηρούν το σχήμα τους (για παράδειγμα, φύλλα, μη ξανθοί μίσχοι) και τη θέση τους στο χώρο, καθώς και την αντοχή τους στη δράση μηχανικών παραγόντων. Με την απώλεια νερού σχετίζεται με μείωση του στροβιλισμού και μαρασμού.
Εάν το κύτταρο βρίσκεται σε υπερτονικό διάλυμα, η συγκέντρωση του οποίου είναι μεγαλύτερη από τη συγκέντρωση του κυτταρικού χυμού, τότε ο ρυθμός διάχυσης του νερού από τον κυτταρικό χυμό θα υπερβαίνει τον ρυθμό διάχυσης του νερού στο κύτταρο από το περιβάλλον διάλυμα.
Λόγω της απελευθέρωσης νερού από το κύτταρο, ο όγκος του κυτταρικού χυμού μειώνεται, ο στροβιλισμός μειώνεται. Μια μείωση του όγκου του κενοτοπίου των κυττάρων συνοδεύεται από το διαχωρισμό του κυτταροπλάσματος από τη μεμβράνη - συμβαίνει πλασμόλυση.
Κατά τη διάρκεια της πλασμόλυσης, το σχήμα του πλασμολυμένου πρωτοπλάστη αλλάζει. Αρχικά, ο πρωτοπλάστης υστερεί πίσω από το κυτταρικό τοίχωμα μόνο σε ξεχωριστά σημεία, πιο συχνά στις γωνίες. Η πλασμόλυση αυτής της μορφής ονομάζεται γωνιακή.
Τότε ο πρωτοπλάστης συνεχίζει να υστερεί πίσω από τα κυτταρικά τοιχώματα, διατηρώντας επαφή μαζί τους σε ξεχωριστά σημεία· η επιφάνεια του πρωτοπλάστη μεταξύ αυτών των σημείων έχει κοίλο σχήμα.
Σε αυτό το στάδιο, η πλασμόλυση ονομάζεται κοίλη.Σταδιακά, ο πρωτοπλάστης αποσπάται από τα κυτταρικά τοιχώματα σε όλη την επιφάνεια και παίρνει στρογγυλεμένο σχήμα. Μια τέτοια πλασμόλυση ονομάζεται κυρτή
Εάν ένα πλασμολυμένο κύτταρο τοποθετηθεί σε ένα υποτονικό διάλυμα, η συγκέντρωση του οποίου είναι μικρότερη από τη συγκέντρωση του κυτταρικού χυμού, το νερό από το περιβάλλον διάλυμα θα εισέλθει στο κενό. Ως αποτέλεσμα της αύξησης του όγκου του κενοτοπίου, η πίεση του κυτταρικού χυμού στο κυτταρόπλασμα θα αυξηθεί, το οποίο αρχίζει να πλησιάζει τα κυτταρικά τοιχώματα μέχρι να πάρει την αρχική του θέση - αποπλασμόλυση
Εργασία αριθμός 3
Αφού διαβάσετε το κείμενο που παρέχεται, απαντήστε στις παρακάτω ερωτήσεις.
1) ορισμός της προσωρινής αποθήκευσης
2) ποια συγκέντρωση ανιόντων καθορίζει τις ρυθμιστικές ιδιότητες του κυττάρου
3) ο ρόλος της προσωρινής αποθήκευσης στο κελί
4) εξίσωση των αντιδράσεων που συμβαίνουν σε ένα ρυθμιστικό σύστημα διττανθρακικών (σε μαγνητικό πίνακα)
5) προσδιορισμός της όσμωσης (δώστε παραδείγματα)
6) Προσδιορισμός πλακών πλασμόλυσης και αποπλασμόλυσης
Περίπου 70 χημικά στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα του D. I. Mendeleev βρίσκονται στο κύτταρο, ωστόσο, το περιεχόμενο αυτών των στοιχείων διαφέρει σημαντικά από τις συγκεντρώσεις τους στο περιβάλλον, γεγονός που αποδεικνύει την ενότητα του οργανικού κόσμου.
Τα χημικά στοιχεία που υπάρχουν στο κύτταρο χωρίζονται σε τρεις μεγάλες ομάδες: μακροστοιχεία, μεσοστοιχεία (ολιγοστοιχεία) και μικροστοιχεία.
Αυτά περιλαμβάνουν άνθρακα, οξυγόνο, υδρογόνο και άζωτο, τα οποία αποτελούν μέρος των κύριων οργανικών ουσιών. Τα μεσοστοιχεία είναι το θείο, ο φώσφορος, το κάλιο, το ασβέστιο, το νάτριο, ο σίδηρος, το μαγνήσιο, το χλώριο, που μαζί αποτελούν περίπου το 1,9% της κυτταρικής μάζας.
Το θείο και ο φώσφορος είναι συστατικά των πιο σημαντικών οργανικών ενώσεων. Τα χημικά στοιχεία, η συγκέντρωση των οποίων στο κύτταρο είναι περίπου 0,1%, είναι μικροστοιχεία. Αυτά είναι ο ψευδάργυρος, το ιώδιο, ο χαλκός, το μαγγάνιο, το φθόριο, το κοβάλτιο κ.λπ.
Οι ουσίες του κυττάρου χωρίζονται σε ανόργανες και οργανικές.
Στις ανόργανες ουσίες περιλαμβάνονται το νερό και τα μεταλλικά άλατα.
Λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του, το νερό σε ένα κύτταρο είναι διαλύτης, μέσο αντιδράσεων, πρώτη ύλη και προϊόν χημικών αντιδράσεων, εκτελεί μεταφορικές και θερμορρυθμιστικές λειτουργίες, δίνει στο κύτταρο ελαστικότητα και παρέχει αυτή τη στήριξη στο φυτικό κύτταρο.
Τα ορυκτά άλατα στο κύτταρο μπορεί να είναι σε διαλυμένες ή αδιάλυτες καταστάσεις.
Τα διαλυτά άλατα διασπώνται σε ιόντα. Τα πιο σημαντικά κατιόντα είναι το κάλιο και το νάτριο, τα οποία διευκολύνουν τη μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης και συμμετέχουν στην εμφάνιση και τη διεξαγωγή μιας νευρικής ώθησης. ασβέστιο, το οποίο συμμετέχει στις διαδικασίες συστολής των μυϊκών ινών και πήξης του αίματος, μαγνήσιο, που είναι μέρος της χλωροφύλλης, και σίδηρο, που είναι μέρος μιας σειράς πρωτεϊνών, συμπεριλαμβανομένης της αιμοσφαιρίνης. Ο ψευδάργυρος είναι μέρος του μορίου της παγκρεατικής ορμόνης - η ινσουλίνη, ο χαλκός απαιτείται για τις διαδικασίες της φωτοσύνθεσης και της αναπνοής.
Τα πιο σημαντικά ανιόντα είναι το φωσφορικό ανιόν, το οποίο είναι μέρος του ATP και των νουκλεϊκών οξέων, και το υπόλειμμα ανθρακικού οξέος, το οποίο αμβλύνει τις διακυμάνσεις του pH του μέσου.
Η έλλειψη ασβεστίου και φωσφόρου οδηγεί σε ραχίτιδα, έλλειψη σιδήρου - σε αναιμία.
Οι οργανικές ουσίες του κυττάρου αντιπροσωπεύονται από υδατάνθρακες, λιπίδια, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα, ATP, βιταμίνες και ορμόνες.
Οι υδατάνθρακες αποτελούνται κυρίως από τρία χημικά στοιχεία: άνθρακα, οξυγόνο και υδρογόνο.
Ο γενικός τύπος τους είναι Cm(H20)n. Διάκριση μεταξύ απλών και σύνθετων υδατανθράκων. Οι απλοί υδατάνθρακες (μονοσακχαρίτες) περιέχουν ένα μόνο μόριο σακχάρου. Ταξινομούνται σύμφωνα με τον αριθμό των ατόμων άνθρακα, για παράδειγμα, πεντόζες (C5) και εξόζες (C6). Οι πεντόζες περιλαμβάνουν ριβόζη και δεοξυριβόζη. Η ριβόζη είναι συστατικό του RNA και του ATP. Η δεοξυριβόζη είναι συστατικό του DNA. Οι εξόσες είναι η γλυκόζη, η φρουκτόζη, η γαλακτόζη κ.λπ.
Παίρνουν ενεργό μέρος στο μεταβολισμό στο κύτταρο και αποτελούν μέρος σύνθετων υδατανθράκων - ολιγοσακχαριτών και πολυσακχαριτών. Οι ολιγοσακχαρίτες (δισακχαρίτες) περιλαμβάνουν σακχαρόζη (γλυκόζη + φρουκτόζη), λακτόζη ή σάκχαρο γάλακτος (γλυκόζη + γαλακτόζη) κ.λπ.
Παραδείγματα πολυσακχαριτών είναι το άμυλο, το γλυκογόνο, η κυτταρίνη και η χιτίνη.
Οι υδατάνθρακες εκτελούν στο κύτταρο πλαστικό (κατασκευή), ενέργεια (η ενεργειακή αξία της διάσπασης 1 g υδατανθράκων είναι 17,6 kJ), λειτουργίες αποθήκευσης και υποστήριξης. Οι υδατάνθρακες μπορούν επίσης να αποτελούν μέρος σύνθετων λιπιδίων και πρωτεϊνών.
Τα λιπίδια είναι μια ομάδα υδρόφοβων ουσιών.
Αυτά περιλαμβάνουν λίπη, στεροειδή κεριού, φωσφολιπίδια κ.λπ.
Η δομή του μορίου του λίπους
Το λίπος είναι ένας εστέρας της τριυδρικής αλκοόλης γλυκερόλης και των ανώτερων οργανικών (λιπαρών) οξέων. Σε ένα μόριο λίπους, μπορεί να διακριθεί ένα υδρόφιλο μέρος - το "κεφάλι" (υπόλειμμα γλυκερίνης) και ένα υδρόφοβο μέρος - "ουρές" (υπολείμματα λιπαρών οξέων), επομένως, στο νερό, το μόριο λίπους προσανατολίζεται με αυστηρά καθορισμένο τρόπο: το υδρόφιλο μέρος κατευθύνεται προς το νερό και το υδρόφοβο τμήμα είναι μακριά από αυτό.
Τα λιπίδια εκτελούν στο κύτταρο πλαστικές (κατασκευή), ενέργεια (η ενεργειακή αξία του διαχωρισμού 1 g λίπους είναι 38,9 kJ), αποθήκευση, προστατευτικές (απόσβεση) και ρυθμιστικές (στεροειδείς ορμόνες).
Οι πρωτεΐνες είναι βιοπολυμερή των οποίων τα μονομερή είναι αμινοξέα.
Τα αμινοξέα περιέχουν μια αμινομάδα, μια καρβοξυλική ομάδα και μια ρίζα. Τα αμινοξέα διαφέρουν μόνο σε ρίζες. Οι πρωτεΐνες περιέχουν 20 απαραίτητα αμινοξέα. Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν πεπτιδικό δεσμό.
Μια αλυσίδα με περισσότερα από 20 αμινοξέα ονομάζεται πολυπεπτίδιο ή πρωτεΐνη. Οι πρωτεΐνες σχηματίζουν τέσσερις βασικές δομές: πρωτογενείς, δευτερογενείς, τριτοταγείς και τεταρτοταγείς.
Η πρωτογενής δομή είναι μια αλληλουχία αμινοξέων που συνδέονται με έναν πεπτιδικό δεσμό.
Η δευτερεύουσα δομή είναι μια έλικα, ή διπλωμένη δομή, που συγκρατείται μαζί με δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των ατόμων οξυγόνου και υδρογόνου των πεπτιδικών ομάδων διαφορετικών στροφών της έλικας ή των πτυχών.
Η τριτοταγής δομή (σφαιρίδιο) συγκρατείται από υδρόφοβους, υδρογόνο, δισουλφιδικούς και άλλους δεσμούς.
Τριτογενής δομή μιας πρωτεΐνης
Η τριτογενής δομή είναι χαρακτηριστική των περισσότερων πρωτεϊνών του σώματος, όπως η μυοσφαιρίνη.
Τεταρτοταγής δομή της πρωτεΐνης.
Η τεταρτοταγής δομή είναι η πιο περίπλοκη, που σχηματίζεται από πολλές πολυπεπτιδικές αλυσίδες που συνδέονται κυρίως με τους ίδιους δεσμούς όπως και στην τριτογενή.
Η τεταρτοταγής δομή είναι χαρακτηριστική της αιμοσφαιρίνης, της χλωροφύλλης κ.λπ.
Οι πρωτεΐνες μπορεί να είναι απλές ή πολύπλοκες. Οι απλές πρωτεΐνες αποτελούνται μόνο από αμινοξέα, ενώ οι σύνθετες πρωτεΐνες (λιποπρωτεΐνες, χρωμοπρωτεΐνες, γλυκοπρωτεΐνες, νουκλεοπρωτεΐνες κ.λπ.) περιέχουν πρωτεϊνικά και μη πρωτεϊνικά μέρη.
Για παράδειγμα, εκτός από τις τέσσερις πολυπεπτιδικές αλυσίδες της πρωτεΐνης σφαιρίνης, η αιμοσφαιρίνη περιλαμβάνει ένα μη πρωτεϊνικό μέρος - την αίμη, στο κέντρο της οποίας υπάρχει ένα ιόν σιδήρου, το οποίο δίνει στην αιμοσφαιρίνη ένα κόκκινο χρώμα.
Η λειτουργική δραστηριότητα των πρωτεϊνών εξαρτάται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες.
Η απώλεια ενός μορίου πρωτεΐνης της δομής του μέχρι το πρωτογενές ονομάζεται μετουσίωση. Η αντίστροφη διαδικασία αποκατάστασης δευτερογενών και ανώτερων δομών είναι η επαναφορά. Η πλήρης καταστροφή ενός μορίου πρωτεΐνης ονομάζεται αποδόμηση.
Οι πρωτεΐνες εκτελούν μια σειρά από λειτουργίες στο κύτταρο: πλαστική (κατασκευή), καταλυτική (ενζυματική), ενέργεια (η ενεργειακή αξία του διαχωρισμού 1 g πρωτεΐνης είναι 17,6 kJ), σήμα (υποδοχέας), συσταλτική (κινητήρια), μεταφορά, προστατευτική, ρυθμιστικό, αποθήκευση.
Τα νουκλεϊκά οξέα είναι βιοπολυμερή των οποίων τα μονομερή είναι νουκλεοτίδια.
Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια αζωτούχα βάση, ένα υπόλειμμα σακχάρου πεντόζης και ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος. Υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων: το ριβονουκλεϊκό (RNA) και το δεοξυριβονουκλεϊκό (DNA).
Το DNA περιλαμβάνει τέσσερις τύπους νουκλεοτιδίων: αδενίνη (Α), θυμίνη (Τ), γουανίνη (G) και κυτοσίνη (C). Αυτά τα νουκλεοτίδια περιέχουν το σάκχαρο δεοξυριβόζη. Για το DNA, οι κανόνες του Chargaff ορίζονται:
1) ο αριθμός των αδενυλ νουκλεοτιδίων στο DNA είναι ίσος με τον αριθμό του θυμιδυλίου (Α = Τ).
2) ο αριθμός των νουκλεοτιδίων γουανυλίου στο DNA είναι ίσος με τον αριθμό του κυτιδυλίου (G = C).
3) το άθροισμα των νουκλεοτιδίων αδενυλίου και γουανυλίου είναι ίσο με το άθροισμα θυμιδυλίου και κυτιδυλίου (A + G = T + C).
Η δομή του DNA ανακαλύφθηκε από τον F.
Crick και D. Watson (Βραβείο Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής 1962). Το μόριο DNA είναι μια δίκλωνη έλικα.
Το κύτταρο και η χημική του σύσταση
Τα νουκλεοτίδια συνδέονται μεταξύ τους μέσω υπολειμμάτων φωσφορικού οξέος, σχηματίζοντας φωσφοδιεστερικό δεσμό, ενώ οι αζωτούχες βάσεις κατευθύνονται προς τα μέσα. Η απόσταση μεταξύ των νουκλεοτιδίων στην αλυσίδα είναι 0,34 nm.
Τα νουκλεοτίδια διαφορετικών αλυσίδων διασυνδέονται με δεσμούς υδρογόνου σύμφωνα με την αρχή της συμπληρωματικότητας: η αδενίνη συνδέεται με τη θυμίνη με δύο δεσμούς υδρογόνου (A \u003d T) και η γουανίνη με την κυτοσίνη κατά τρεις (G \u003d C).
Η δομή του νουκλεοτιδίου
Η πιο σημαντική ιδιότητα του DNA είναι η ικανότητα αντιγραφής (αυτοδιπλασιασμός).
Η κύρια λειτουργία του DNA είναι η αποθήκευση και η μετάδοση κληρονομικών πληροφοριών.
Συγκεντρώνεται στον πυρήνα, τα μιτοχόνδρια και τα πλαστίδια.
Η σύνθεση του RNA περιλαμβάνει επίσης τέσσερα νουκλεοτίδια: αδενίνη (A), ura-cil (U), γουανίνη (G) και κυτοσίνη (C). Το υπόλειμμα σακχάρου-πεντόζης σε αυτό αντιπροσωπεύεται από ριβόζη.
Το RNA είναι κυρίως μονόκλωνα μόρια. Υπάρχουν τρεις τύποι RNA: αγγελιοφόρος (i-RNA), μεταφοράς (t-RNA) και ριβοσωμικός (r-RNA).
δομή tRNA
Όλοι τους συμμετέχουν ενεργά στη διαδικασία υλοποίησης κληρονομικών πληροφοριών, οι οποίες ξαναγράφονται από το DNA στο mRNA, και στο τελευταίο η πρωτεϊνοσύνθεση έχει ήδη πραγματοποιηθεί, το tRNA φέρνει αμινοξέα στα ριβοσώματα στη διαδικασία της πρωτεϊνοσύνθεσης, το rRNA είναι μέρος των ίδιων των ριβοσωμάτων.
Η χημική σύνθεση ενός ζωντανού κυττάρου
Τα κύτταρα περιέχουν διάφορες χημικές ενώσεις. Μερικά από αυτά -ανόργανα- βρίσκονται και στην άψυχη φύση. Ωστόσο, οι οργανικές ενώσεις είναι πιο χαρακτηριστικές για τα κύτταρα, τα μόρια των οποίων έχουν πολύ σύνθετη δομή.
Ανόργανες ενώσεις του κυττάρου. Το νερό και τα άλατα είναι ανόργανες ενώσεις. Κυρίως στα κύτταρα του νερού. Είναι απαραίτητο για όλες τις διαδικασίες της ζωής.
Το νερό είναι καλός διαλύτης. Σε ένα υδατικό διάλυμα λαμβάνουν χώρα χημικές αλληλεπιδράσεις διαφόρων ουσιών. Τα θρεπτικά συστατικά σε διαλυμένη κατάσταση από τη μεσοκυτταρική ουσία διεισδύουν στο κύτταρο μέσω της μεμβράνης. Το νερό συμβάλλει επίσης στην απομάκρυνση από το κύτταρο των ουσιών που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα σε αυτό.
Τα άλατα K, Na, Ca, Mg κ.λπ. είναι τα πιο σημαντικά για τις διαδικασίες ζωής των κυττάρων.
Οργανικές ενώσεις του κυττάρου. Ο κύριος ρόλος στην υλοποίηση της κυτταρικής λειτουργίας ανήκει στις οργανικές ενώσεις. Μεταξύ αυτών, πρωτεΐνες, λίπη, υδατάνθρακες και νουκλεϊκά οξέα έχουν τη μεγαλύτερη σημασία.
Οι πρωτεΐνες είναι οι βασικές και πιο σύνθετες ουσίες κάθε ζωντανού κυττάρου.
Το μέγεθος ενός μορίου πρωτεΐνης είναι εκατοντάδες και χιλιάδες φορές μεγαλύτερο από τα μόρια των ανόργανων ενώσεων. Δεν υπάρχει ζωή χωρίς πρωτεΐνες. Ορισμένες πρωτεΐνες επιταχύνουν τις χημικές αντιδράσεις δρώντας ως καταλύτες. Τέτοιες πρωτεΐνες ονομάζονται ένζυμα.
Τα λίπη και οι υδατάνθρακες έχουν λιγότερο πολύπλοκη δομή.
Αποτελούν το δομικό υλικό του κυττάρου και χρησιμεύουν ως πηγές ενέργειας για τις ζωτικές διαδικασίες του σώματος.
Τα νουκλεϊκά οξέα παράγονται στον πυρήνα του κυττάρου. Εξ ου και το όνομά τους προήλθε από το (λατ. Nucleus - ο πυρήνας). Ως μέρος των χρωμοσωμάτων, τα νουκλεϊκά οξέα εμπλέκονται στην αποθήκευση και τη μετάδοση των κληρονομικών ιδιοτήτων του κυττάρου. Τα νουκλεϊκά οξέα παρέχουν το σχηματισμό πρωτεϊνών.
Ζωτικές ιδιότητες του κυττάρου. Η κύρια ζωτική ιδιότητα του κυττάρου είναι ο μεταβολισμός.
Από τη μεσοκυττάρια ουσία εισέρχονται συνεχώς θρεπτικά συστατικά και οξυγόνο στα κύτταρα και απελευθερώνονται προϊόντα αποσύνθεσης. Οι ουσίες που εισέρχονται στο κύτταρο εμπλέκονται στις διαδικασίες της βιοσύνθεσης. Η βιοσύνθεση είναι ο σχηματισμός πρωτεϊνών, λιπών, υδατανθράκων και των ενώσεων τους από απλούστερες ουσίες. Κατά τη διαδικασία της βιοσύνθεσης, σχηματίζονται ουσίες χαρακτηριστικές για ορισμένα κύτταρα του σώματος.
Για παράδειγμα, πρωτεΐνες συντίθενται σε μυϊκά κύτταρα που εξασφαλίζουν τη συστολή τους.
Ταυτόχρονα με τη βιοσύνθεση στα κύτταρα, συμβαίνει η διάσπαση των οργανικών ενώσεων. Ως αποτέλεσμα της αποσύνθεσης, σχηματίζονται ουσίες απλούστερης δομής. Το μεγαλύτερο μέρος της αντίδρασης διάσπασης λαμβάνει χώρα με τη συμμετοχή οξυγόνου και την απελευθέρωση ενέργειας.
Χημική οργάνωση του κυττάρου
Αυτή η ενέργεια ξοδεύεται στις διαδικασίες ζωής που λαμβάνουν χώρα στο κύτταρο. Οι διαδικασίες της βιοσύνθεσης και της αποσύνθεσης συνθέτουν το μεταβολισμό, ο οποίος συνοδεύεται από ενεργειακούς μετασχηματισμούς.
Τα κύτταρα είναι ικανά για ανάπτυξη και αναπαραγωγή. Τα κύτταρα του ανθρώπινου σώματος αναπαράγονται με διαίρεση στο μισό. Κάθε ένα από τα θυγατρικά κύτταρα που προκύπτουν μεγαλώνει και φτάνει στο μέγεθος της μητέρας. Τα νέα κύτταρα εκτελούν τη λειτουργία του μητρικού κυττάρου.
Η διάρκεια ζωής των κυττάρων ποικίλλει από μερικές ώρες έως δεκάδες χρόνια.
Τα ζωντανά κύτταρα είναι ικανά να ανταποκρίνονται σε φυσικές και χημικές αλλαγές στο περιβάλλον τους. Αυτή η ιδιότητα των κυττάρων ονομάζεται διεγερσιμότητα. Ταυτόχρονα, τα κύτταρα περνούν από κατάσταση ηρεμίας σε κατάσταση λειτουργίας - διέγερσης. Όταν διεγείρονται στα κύτταρα, ο ρυθμός βιοσύνθεσης και αποσύνθεσης των ουσιών, η κατανάλωση οξυγόνου και η θερμοκρασία αλλάζουν. Σε διεγερμένη κατάσταση, διαφορετικά κύτταρα εκτελούν τις δικές τους λειτουργίες.
Τα αδενικά κύτταρα σχηματίζουν και εκκρίνουν ουσίες, τα μυϊκά κύτταρα συστέλλονται και ένα αδύναμο ηλεκτρικό σήμα προκύπτει στα νευρικά κύτταρα - μια νευρική ώθηση που μπορεί να διαδοθεί κατά μήκος των κυτταρικών μεμβρανών.
Το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος.
Τα περισσότερα κύτταρα του σώματος δεν συνδέονται με το εξωτερικό περιβάλλον. Η ζωτική τους δραστηριότητα παρέχεται από το εσωτερικό περιβάλλον, το οποίο αποτελείται από 3 τύπους υγρών: το μεσοκυττάριο (ιστικό) υγρό, με το οποίο τα κύτταρα βρίσκονται σε άμεση επαφή, το αίμα και η λέμφος. Το εσωτερικό περιβάλλον παρέχει στα κύτταρα τις απαραίτητες ουσίες για τη ζωτική τους δραστηριότητα και τα προϊόντα αποσύνθεσης απομακρύνονται μέσω αυτού.
Το εσωτερικό περιβάλλον του σώματος έχει σχετική σταθερότητα σύστασης και φυσικοχημικών ιδιοτήτων. Μόνο κάτω από αυτή την κατάσταση τα κύτταρα μπορούν να λειτουργήσουν κανονικά.
Ο μεταβολισμός, η βιοσύνθεση και η αποσύνθεση οργανικών ενώσεων, η ανάπτυξη, η αναπαραγωγή, η διεγερσιμότητα είναι οι κύριες ζωτικές ιδιότητες των κυττάρων.
Οι ζωτικές ιδιότητες των κυττάρων παρέχονται από τη σχετική σταθερότητα της σύνθεσης του εσωτερικού περιβάλλοντος του σώματος.
Το κύτταρο είναι η βασική στοιχειώδης μονάδα όλων των έμβιων όντων, επομένως, έχει όλες τις ιδιότητες των ζωντανών οργανισμών: μια εξαιρετικά διατεταγμένη δομή, που λαμβάνει ενέργεια από το εξωτερικό και τη χρησιμοποιεί για να εκτελέσει εργασία και να διατηρήσει την τάξη, μεταβολισμό, ενεργή αντίδραση σε ερεθισμούς, ανάπτυξη, ανάπτυξη, αναπαραγωγή, διπλασιασμός και μεταφορά βιολογικών πληροφοριών στους απογόνους, αναγέννηση (αποκατάσταση κατεστραμμένων δομών), προσαρμογή στο περιβάλλον.
Ο Γερμανός επιστήμονας T. Schwann στα μέσα του 19ου αιώνα δημιούργησε μια κυτταρική θεωρία, οι κύριες διατάξεις της οποίας έδειχναν ότι όλοι οι ιστοί και τα όργανα αποτελούνται από κύτταρα. Τα φυτικά και ζωικά κύτταρα είναι θεμελιωδώς παρόμοια μεταξύ τους, όλα προκύπτουν με τον ίδιο τρόπο. η δραστηριότητα των οργανισμών είναι το άθροισμα της ζωτικής δραστηριότητας των μεμονωμένων κυττάρων. Ο μεγάλος Γερμανός επιστήμονας R. Virchow είχε μεγάλη επιρροή στην περαιτέρω ανάπτυξη της κυτταρικής θεωρίας και στη θεωρία του κυττάρου γενικότερα. Όχι μόνο συγκέντρωσε όλα τα πολυάριθμα ανόμοια γεγονότα, αλλά έδειξε επίσης πειστικά ότι τα κύτταρα είναι μια μόνιμη δομή και προκύπτουν μόνο μέσω της αναπαραγωγής.
Η κυτταρική θεωρία στη σύγχρονη ερμηνεία περιλαμβάνει τις ακόλουθες κύριες διατάξεις: το κύτταρο είναι η καθολική στοιχειώδης μονάδα του ζωντανού. τα κύτταρα όλων των οργανισμών είναι θεμελιωδώς παρόμοια σε δομή, λειτουργία και χημική σύνθεση. Τα κύτταρα αναπαράγονται μόνο με διαίρεση του αρχικού κυττάρου. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί είναι πολύπλοκα κυτταρικά σύνολα που σχηματίζουν ολοκληρωμένα συστήματα.
Χάρη στις σύγχρονες ερευνητικές μεθόδους, δύο κύριοι τύποι κυττάρων: πιο πολύπλοκα οργανωμένα, πολύ διαφοροποιημένα ευκαρυωτικά κύτταρα (φυτά, ζώα και ορισμένα πρωτόζωα, φύκια, μύκητες και λειχήνες) και λιγότερο πολύπλοκα οργανωμένα προκαρυωτικά κύτταρα (γαλαζοπράσινα φύκια, ακτινομύκητες, βακτήρια, σπειροχαίτες, μυκοπλάσματα, ρικέτσια, χλαμύδια).
Σε αντίθεση με το προκαρυωτικό κύτταρο, το ευκαρυωτικό κύτταρο έχει έναν πυρήνα που οριοθετείται από μια διπλή πυρηνική μεμβράνη και ένα μεγάλο αριθμό μεμβρανικών οργανιδίων.
ΠΡΟΣΟΧΗ!
Το κύτταρο είναι η κύρια δομική και λειτουργική μονάδα των ζωντανών οργανισμών, η οποία εκτελεί την ανάπτυξη, την ανάπτυξη, το μεταβολισμό και την ενέργεια, αποθηκεύει, επεξεργάζεται και υλοποιεί γενετικές πληροφορίες. Από την άποψη της μορφολογίας, ένα κύτταρο είναι ένα σύνθετο σύστημα βιοπολυμερών, που διαχωρίζεται από το εξωτερικό περιβάλλον από μια πλασματική μεμβράνη (πλασμόλεμμα) και αποτελείται από έναν πυρήνα και ένα κυτταρόπλασμα, στο οποίο βρίσκονται οργανίδια και εγκλείσματα (κόκκοι).
Τι είναι τα κύτταρα;
Τα κύτταρα διαφέρουν ως προς το σχήμα, τη δομή, τη χημική σύσταση και τη φύση του μεταβολισμού τους.
Όλα τα κύτταρα είναι ομόλογα, δηλ. έχουν μια σειρά από κοινά δομικά χαρακτηριστικά από τα οποία εξαρτάται η απόδοση βασικών λειτουργιών. Τα κύτταρα είναι εγγενή στην ενότητα της δομής, του μεταβολισμού (μεταβολισμός) και της χημικής σύνθεσης.
Ωστόσο, διαφορετικά κύτταρα έχουν επίσης συγκεκριμένες δομές. Αυτό οφείλεται στην εκτέλεση των ειδικών λειτουργιών τους.
Κυτταρική δομή
Υπερμικροσκοπική δομή του κυττάρου:
1 - κυτταρόλημμα (πλασματική μεμβράνη). 2 - πινοκυτταρικά κυστίδια. 3 - κέντρο κυττάρων κεντροσώματος (κυτταρόκεντρο). 4 - υαλόπλασμα; 5 - ενδοπλασματικό δίκτυο: α - μεμβράνη του κοκκώδους δικτύου. β - ριβοσώματα. 6 - σύνδεση του περιπυρηνικού χώρου με τις κοιλότητες του ενδοπλασματικού δικτύου. 7 - πυρήνας? 8 - πυρηνικοί πόροι. 9 - μη κοκκώδες (λείο) ενδοπλασματικό δίκτυο. 10 - πυρήνας; 11 - συσκευή εσωτερικού πλέγματος (σύμπλεγμα Golgi). 12 - εκκριτικά κενοτόπια. 13 - μιτοχόνδρια; 14 - λιποσώματα; 15 - τρία διαδοχικά στάδια φαγοκυττάρωσης. 16 - σύνδεση της κυτταρικής μεμβράνης (κυτταρολέμμα) με τις μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου.
Η χημική σύνθεση του κυττάρου
Το κύτταρο περιέχει περισσότερα από 100 χημικά στοιχεία, τέσσερα από αυτά αντιπροσωπεύουν περίπου το 98% της μάζας, αυτά είναι οργανογόνα: οξυγόνο (65–75%), άνθρακας (15–18%), υδρογόνο (8–10%) και άζωτο (1 ,5–3,0%). Τα υπόλοιπα στοιχεία χωρίζονται σε τρεις ομάδες: μακροθρεπτικά συστατικά - η περιεκτικότητά τους στο σώμα υπερβαίνει το 0,01%). μικροστοιχεία (0,00001–0,01%) και υπερμικροστοιχεία (λιγότερο από 0,00001).
Τα μακροστοιχεία περιλαμβάνουν θείο, φώσφορο, χλώριο, κάλιο, νάτριο, μαγνήσιο, ασβέστιο.
Τα μικροστοιχεία περιλαμβάνουν σίδηρο, ψευδάργυρο, χαλκό, ιώδιο, φθόριο, αλουμίνιο, χαλκό, μαγγάνιο, κοβάλτιο κ.λπ.
Σε υπερμικροστοιχεία - σελήνιο, βανάδιο, πυρίτιο, νικέλιο, λίθιο, ασήμι και πάνω. Παρά την πολύ χαμηλή περιεκτικότητα, τα μικροστοιχεία και τα υπερμικροστοιχεία παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο. Επηρεάζουν κυρίως τον μεταβολισμό. Χωρίς αυτά, η κανονική λειτουργία κάθε κυττάρου και του οργανισμού συνολικά είναι αδύνατη.
Το κύτταρο αποτελείται από ανόργανες και οργανικές ουσίες. Μεταξύ των ανόργανων, η μεγαλύτερη ποσότητα είναι το νερό. Η σχετική ποσότητα νερού στο κελί είναι από 70 έως 80%. Το νερό είναι ένας παγκόσμιος διαλύτης· όλες οι βιοχημικές αντιδράσεις στο κύτταρο λαμβάνουν χώρα σε αυτό. Με τη συμμετοχή νερού πραγματοποιείται ρύθμιση θερμότητας. Οι ουσίες που διαλύονται στο νερό (άλατα, βάσεις, οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, αλκοόλες κ.λπ.) ονομάζονται υδρόφιλες. Οι υδρόφοβες ουσίες (λίπη και λίπος) δεν διαλύονται στο νερό. Άλλες ανόργανες ουσίες (άλατα, οξέα, βάσεις, θετικά και αρνητικά ιόντα) είναι από 1,0 έως 1,5%.
Οι οργανικές ουσίες κυριαρχούνται από πρωτεΐνες (10-20%), λίπη ή λιπίδια (1-5%), υδατάνθρακες (0,2-2,0%) και νουκλεϊκά οξέα (1-2%). Η περιεκτικότητα σε ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους δεν υπερβαίνει το 0,5%.
Ένα μόριο πρωτεΐνης είναι ένα πολυμερές που αποτελείται από μεγάλο αριθμό επαναλαμβανόμενων μονάδων μονομερών. Τα μονομερή πρωτεΐνης αμινοξέων (υπάρχουν 20 από αυτά) διασυνδέονται με πεπτιδικούς δεσμούς, σχηματίζοντας μια πολυπεπτιδική αλυσίδα (την πρωτογενή δομή μιας πρωτεΐνης). Στρίβει σε μια σπείρα, σχηματίζοντας, με τη σειρά της, τη δευτερογενή δομή της πρωτεΐνης. Λόγω ενός συγκεκριμένου χωρικού προσανατολισμού της πολυπεπτιδικής αλυσίδας, προκύπτει μια τριτοταγής πρωτεϊνική δομή, η οποία καθορίζει την ειδικότητα και τη βιολογική δραστηριότητα του μορίου πρωτεΐνης. Αρκετές τριτογενείς δομές συνδυάζονται για να σχηματίσουν μια τεταρτοταγή δομή.
Οι πρωτεΐνες εκτελούν βασικές λειτουργίες. Τα ένζυμα - βιολογικοί καταλύτες που αυξάνουν τον ρυθμό των χημικών αντιδράσεων στο κύτταρο εκατοντάδες χιλιάδες εκατομμύρια φορές, είναι πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες, που αποτελούν μέρος όλων των κυτταρικών δομών, εκτελούν μια πλαστική (δομική) λειτουργία. Οι κινήσεις των κυττάρων πραγματοποιούνται επίσης από πρωτεΐνες. Παρέχουν μεταφορά ουσιών μέσα στο κύτταρο, έξω από το κύτταρο και μέσα στο κύτταρο. Η προστατευτική λειτουργία των πρωτεϊνών (αντισώματα) είναι σημαντική. Οι πρωτεΐνες είναι μια από τις πηγές ενέργειας.Οι υδατάνθρακες χωρίζονται σε μονοσακχαρίτες και πολυσακχαρίτες. Οι τελευταίοι κατασκευάζονται από μονοσακχαρίτες, οι οποίοι, όπως και τα αμινοξέα, είναι μονομερή. Μεταξύ των μονοσακχαριτών στο κύτταρο, οι πιο σημαντικοί είναι η γλυκόζη, η φρουκτόζη (που περιέχει έξι άτομα άνθρακα) και η πεντόζη (πέντε άτομα άνθρακα). Οι πεντόζες είναι μέρος των νουκλεϊκών οξέων. Οι μονοσακχαρίτες είναι πολύ διαλυτοί στο νερό. Οι πολυσακχαρίτες είναι ελάχιστα διαλυτοί στο νερό (γλυκογόνο στα ζωικά κύτταρα, άμυλο και κυτταρίνη στα φυτικά κύτταρα. Οι υδατάνθρακες είναι πηγή ενέργειας, οι σύνθετοι υδατάνθρακες σε συνδυασμό με πρωτεΐνες (γλυκοπρωτεΐνες), τα λίπη (γλυκολιπίδια) συμμετέχουν στο σχηματισμό κυτταρικών επιφανειών και κυτταρικές αλληλεπιδράσεις.
Τα λιπίδια περιλαμβάνουν λίπη και ουσίες που μοιάζουν με λίπος. Τα μόρια λίπους είναι κατασκευασμένα από γλυκερίνη και λιπαρά οξέα. Οι ουσίες που μοιάζουν με λίπος περιλαμβάνουν τη χοληστερόλη, ορισμένες ορμόνες και τη λεκιθίνη. Τα λιπίδια, τα οποία είναι το κύριο συστατικό των κυτταρικών μεμβρανών, επιτελούν έτσι μια δομική λειτουργία. Τα λιπίδια είναι οι πιο σημαντικές πηγές ενέργειας. Έτσι, εάν με την πλήρη οξείδωση 1 g πρωτεΐνης ή υδατανθράκων, απελευθερώνονται 17,6 kJ ενέργειας, τότε με την πλήρη οξείδωση 1 g λίπους - 38,9 kJ. Τα λιπίδια πραγματοποιούν θερμορύθμιση, προστατεύουν τα όργανα (κάψουλες λίπους).
DNA και RNA
Τα νουκλεϊκά οξέα είναι πολυμερή μόρια που σχηματίζονται από μονομερή νουκλεοτιδίων. Ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από μια βάση πουρίνης ή πυριμιδίνης, ένα σάκχαρο (πεντόζη) και ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος. Σε όλα τα κύτταρα, υπάρχουν δύο τύποι νουκλεϊκών οξέων: το δεοξυριβονουκλεϊκό (DNA) και το ριβονουκλεϊκό (RNA), τα οποία διαφέρουν ως προς τη σύνθεση των βάσεων και των σακχάρων.
Χωρική δομή νουκλεϊκών οξέων:
(σύμφωνα με τους B. Alberts et al., τροποποιημένο) I - RNA; II - DNA; κορδέλες - σάκχαρο-φωσφορικό σκελετό? A, C, G, T, U - αζωτούχες βάσεις, τα πλέγματα μεταξύ τους είναι δεσμοί υδρογόνου.
μόριο DNA
Το μόριο DNA αποτελείται από δύο πολυνουκλεοτιδικές αλυσίδες στριμμένες η μία γύρω από την άλλη με τη μορφή διπλής έλικας. Οι αζωτούχες βάσεις και των δύο αλυσίδων διασυνδέονται με συμπληρωματικούς δεσμούς υδρογόνου. Η αδενίνη συνδυάζεται μόνο με τη θυμίνη και η κυτοσίνη με τη γουανίνη (A - T, G - C). Το DNA περιέχει γενετικές πληροφορίες που καθορίζουν την ειδικότητα των πρωτεϊνών που συντίθενται από το κύτταρο, δηλαδή την αλληλουχία των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα. Το DNA κληρονομεί όλες τις ιδιότητες ενός κυττάρου. Το DNA βρίσκεται στον πυρήνα και στα μιτοχόνδρια.
μόριο RNA
Ένα μόριο RNA σχηματίζεται από μία πολυνουκλεοτιδική αλυσίδα. Υπάρχουν τρεις τύποι RNA στα κύτταρα. Πληροφορίες, ή αγγελιαφόρο RNA tRNA (από τον αγγλικό αγγελιοφόρος - «ενδιάμεσος»), το οποίο μεταφέρει πληροφορίες σχετικά με την αλληλουχία νουκλεοτιδίων DNA στα ριβοσώματα (βλ. παρακάτω). Μεταφορά RNA (tRNA), το οποίο μεταφέρει αμινοξέα στα ριβοσώματα. Ριβοσωμικό RNA (rRNA), το οποίο εμπλέκεται στο σχηματισμό ριβοσωμάτων. Το RNA βρίσκεται στον πυρήνα, στα ριβοσώματα, στο κυτταρόπλασμα, στα μιτοχόνδρια, στους χλωροπλάστες.
Σύνθεση νουκλεϊκών οξέων.