Красивые проститутки Ростова


Вход на сайт

Логин:
Пароль:
  • Регистрация на сайте!
  • Забыли пароль?
  • Популярные новости



    Общая биология.
    Биология как наука
    Основы цитологии
    Размножение и индивидуальное развитие организмов
    Генетика и селекция

    Растения.
    Ботаника как наука
    Строение и функции растительного организма
    Отделы растений
    Многообразие цветковых растений

    Бактерии. Грибы. Лишайники.
    Бактерии
    Грибы
    Лишайники

    Животные.
    Простейшие, или Одноклеточные животные
    Многоклеточные животные

    Человек и его здоровье.
    Организм человека и его строение
    Поведение и психика

    Эволюция живого мира.
    Эволюционное учение

    Основы экологии.
    Предмет и задачи экологии
    Основы учения о биосфере





    ХИМИЯ КЛЕТКИ
    Живая клетка состоит из ограниченного набора химических элементов, причем среди них нет ни одного, который отсутствовал бы в составе неживой материи. Почти 90 % веса клетки составляют четыре основных элемента -углерод, водород, азот и кислород. Распределение тех же элементов в земной коре резко отличается от свойственного живой природе - например, относительное количество водорода в земной коре всего несколько процентов (от общего числа атомов), а в живых организмах на долю водорода приходится около 50 %.
    70 ^аибольшУю часть содержимого живой клетки (около У /о ее объема) составляет вода. Это и естественно, ибо большинство внутриклеточных реакций происходит в водном окружении - наследство давних времен и память о том, что жизнь зародилась в океане. Свойства воды — ее полярный характер, способность образовывать водородные связи и др. наложили определенный отпечаток на химию живых организмов.
    Если не считать воды, то почти все остальные молекулы в клетке - это соединения углерода. Этот элемент в большей степени, чем все остальные элементы на земле, способен образовывать крупные молекулы. Он может соединяться с другими атомами углерода в цепи или кольца на основе четырех прочных ковалентных связей. В результате получаются сложные молекулы огромного размера. Другие часто встречающиеся в клетке атомы (водород, азот, кислород) также могут образовывать прочные ковалентные связи. Чтобы порвать их, нужны специальные катализаторы. Эту роль и выполняют ферменты. Таким образом, в живых организмах сочетаются два принципа - с одной стороны, ковалентные связи должны быть достаточно стабильны при физиологических условиях (и действительно, практически отсутствует вероятность их случайного разрыва в результате, скажем, теплового столкновения молекул), а с другой стороны, должна существовать возможность разрыва этих связей и их реорганизации (образования новых связей) по; действием биологических катализаторов (ферментов). Такие превращения в самом деле происходят - но в определенных молекулах и в строго определенном порядке.
    В клетке в большом количестве присутствуют малые органические молекулы, содержащие до 30 атомов углерода и имеющие молекулярные веса от 100 до 1000. Их роль в жизнедеятельности клетки очень важна - они образуют некий запас промежуточных соединений, из которых строятся макромолекулы; они являются промежуточными соединениями в химических реакциях, которые превращают энергию пищевого субстрата в формы, используемые клеткой.
    Малые органические молекулы подразделяются на четыре крупных типа - простые сахара, жиры, аминокислоты и нуклеотиды. В каждом из таких типов присутствует много различных компонентов со сходными химическими свойствами.
    Простые сахара - моносахариды или моносахара -(например, глюкоза) могут объединяться с другими таки-ми же молекулами и давать соединения, содержащие до тысячи моносахаридных единиц - полисахариды. Очень важное свойство Сахаров - наличие у каждой молекулы нескольких свободных карбоксильных групп, которые способны реагировать с другими молекулами, в том числе и с сахарами, давая огромное количество самых разных вариантов соединений. Надо заметить, что на поверхности клетки в составе плазматической мембраны присутствуют много молекул белков и липидов, соединенных с сахарными остатками; эти сахарные остатки обращены наружу, во внешнее для клетки пространство. Оказалось, что каждая клетка имеет характерный набор сахарных цепей на поверхности, во многом благодаря которым клетки узнают друг друга. Совокупность сахарных цепей на поверхности клетки можно уподобить отпечаткам пальцев человека, рисунок которых индивидуален и характерен для каждого человека. Кстати, соединения Сахаров с белками и с липида-ми встречаются не только на поверхности клетки, но и составляют важную часть ее содержимого.
    Глюкоза - основной (но не единственный, см. ниже) пищевой субстрат многих клеток. В процессе серии окислительных реакций, распадаясь на более мелкие производные, глюкоза в конечном итоге окисляется до С02 и Н20.
    Клетка может запасать энергию на будущее в виде запасных веществ (пищевого субстрата), чтобы использовать его по мере необходимости. В качестве основных «питательных» запасов обычно выступают соединения, в состав которых входит глюкоза - так, у животных в клетках откладывается гликоген, а у растений - крахмал (и гликоген, и крахмал - это полисахариды, состоящие из глюкозных остатков).
    Сахара входят также в состав клеточной стенки у растений (целлюлоза) и кутикулы насекомых (хитин).
    Основной компонент жиров - жирные кислоты, соединения, чрезвычайно важные для жизнедеятельности клетки. Они представляют собой главный строительный материал клеточных мембран. При расщеплении молекулы некоторых жирных кислот через ряд превращений образуются биологически активные соединения. Наконец, жиры запасаются в клетках в форме жировых (липидных) капель; при распаде они дают вдвое больше энергии, чем глюкоза.
    Содержащие карбоксильную группу и аминогруппу аминокислоты - основные «кирпичики» белковых молекул.
    Карбоксильная группа одной аминокислоты соединяется с аминогруппой другой с помощью петидной связи, образуя длинную линейную молекулу белка, которая впоследствии может сворачиваться в глобулу. Боковые группы аминокислот определяют их свойства и свойства белков, в состав которых входят эти аминокислоты. Например, в белках мембраны, пронизывающих билипидный слой, гидрофобные аминокислоты занимают центральную часть белковой мо- ] лекулы, контактируют с хвостовыми участками липидов. Роль белков в клетках трудно переоценить - они составляют строительный материал клетки; являются биологическими катализаторами - ферментами; выступают в качестве «переносчиков» в мембране (см. ниже); могут исполнять функции переносчиков в цитоплазме, транспортируя необходимые молекулы (например, липиды) к месту назначения; выполняют функцию рецепторов, воспринимающих сигнал, и играют ключевую роль в передаче сигнала; принимают участие в важнейших клеточных процессах - репликации, транскрипции и трансляции; изредка могут выступать в качестве источника энергии - пищевого субстрата (когда все остальные ресурсы истощены) и т. д.
    Нуклеотиды состоят из азотсодержащего циклического соединения (азотистого основания), пятиуглеродного сахарного остатка и одной или нескольких фосфатных групп. Основная и важнейшая роль нуклеотидов в клетке — то, что они являются мономерами, из которых построены по-линуклеотиды - нуклеиновые кислоты, отвечающие за хранение и передачу биологической информации. Два главных типа нуклеиновых кислот отличаются по сахарному остатку в их полимерном каркасе. Построенная на основе рибо-зы рибонуклеиновая кислота (РНК) содержит аденин, гуанин, цитозин и урацил. В состав дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) входит производное рибозы - дезоксирибо-за. ДНК содержит нуклеотиды: аденин, гуанин, цитозин й тимин. Последовательность оснований определяет генетическую информацию. Три нуклеотида в цепи ДНК кодируют одну аминокислоту (триплетный код). Таким образом, участки ДНК представляют собой гены, содержащие всю генетическую информацию клетки и служащие матрицей для синтеза клеточных белков.
    Главное свойство полинуклеотидов - умение направлять синтез «себе подобных» благодаря способности оснований узнавать друг друга и взаимодействовать нековалентными связями - это явление комплементарного спаривания. В этом случае гуанин спаривается с цитозином, а аденин с тимином (в ДНК) или урацилом (в РНК).
    ДНК, выступающая в роли носителя генетической информации, обнаруживается в клетке в основном в виде двух-цепочечной молекулы, будучи построенной из пары комплементарных полинуклеотидных цепей. Эта структура делает ДНК, с одной стороны, более жесткой и стабильной, чем РНК; а с другой - создает возможность относительно легкого самоудвоения (репликации) ДНК; кроме того, в случае повреждения цепи может работать репаративный механизм, использующий интактную (неповрежденную) цепь как матрицу для коррекции поврежденной цепи.
    ДНК направляет синтез специфических молекул РНК снова по принципу комплементарности оснований, хотя теперь это спаривание между слегка отличающимися парами нуклеотидов. Образующаяся одноцепочечная молекула РНК выполняет следующие функции - во-первых, РНК направляет синтез белка как кодирующая молекула; можно сказать, что информационная РНК - посредник между ДНК и белком; во-вторых, РНК выполняет массу вспомогательных функций - так, рибосомальные РНК составляют каркас рибосом; транспортные РНК играют важнейшую роль в процессах белкового синтеза; кроме них, в клетке имеется еще несколько типов «обслуживающих» РНК, не несущих непосредственной информации.
    Итак, полинуклеотиды способны направлять реакции матричного синтеза (образование соединений - ДНК, РНК или белка), используя матрицу - определенный полинуклеотид.
    При репликации ДНК новая молекула ДНК строится на матрице ДНК, в процессе транскрипции (образования РНК) - матрицей служит ДНК, и, наконец, при трансляции (синтезе белка) в качестве матрицы используется РНК. В принципе оказался возможным и обратный процесс -построение ДНК на матрице РНК.
    Кроме того, нуклеотиды выполняют в клетке еще одну очень важную функцию - они выступают в качестве переносчиков химической энергии. Самый главный (но не единственный) переносчик - аденозинтрифосфат или АТФ. АТФ образуется в клетке путем присоединения еще одной фосфатной группы к аденозиндифосфату (АДФ). На присоединение этой фосфатной группы затрачивается энергия, которая высвобождается при окислительных реакциях. Эта конечная фосфатная группа молекулы АТФ может отщепляться гид. ролизом с освобождением энергии и использованием ее в каких-либо энергоемких процессах жизни клетки. Можно сказать, что АТФ - это универсальная энергетическая разменная монета клетки.
    Но этим не исчерпываются функции нуклеотидов. Так, в комбинации с другими химическими группами они входят в состав ферментов. Производные нуклеотидов могут переносить определенные химические группы от одной мо-лекулы к другой.
    Нуклеотиды играют существенную роль в процессах передачи сигнала в клетке, например циклический аденозин-монофосфат (цАМФ) - универсальная сигнальная молекула.
    Как уже говорилось выше, источником энергии для растений служит солнечный свет; животные получают ее с пищей - энергия запасена в ковалентных связях органических молекул, которые образуются в результате переработки пищевых субстратов.
    Один из важных метаболических путей - гликолиз; это система реакций расщепления глюкозы, протекающих в цитоплазме клетки и приводящих к синтезу АТФ.
    Гликолиз происходит практически в каждой животной клетке. Выход молекул АТФ здесь невелик - гораздо меньше, чем в процессе дыхания, которое протекает в митохондриях (см. выше). Однако этап гликолиза необходим для дальнейшего расщепления Сахаров.
    Итак, процессы синтеза АТФ могут происходить в цитоплазме (гликолиз), в митохондриях (дыхание), в хлоропластах (световая фаза фотосинтеза) и на плазматических мембранах некоторых бактерий (хемосинтез). Все эти реакции -это реакции энергетического обмена, в результате которого запасается энергия в виде молекул АТФ. Энергетический обмен тесно связан с пластическим обменом. Пластический обмен - это совокупность реакций синтеза и распада органических соединений, необходимых для жизнедеятельности клетки (реакции биосинтеза белка, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот). Темновая фаза фотосинтеза - это цепь реакций пластического обмена, а световая - энергетического. Взаимосвязь и единство процессов пластического и энергетического обмена хорошо иллюстрируется уравнением реакции АДФ, фосфат АТФ
    С6Н12Ов + 6 0^^6С02 + 6Н,0
    АДФ, фосфат АТФ
    При чтении этого уравнения слева направо получается описание процесса расщепления глюкозы до углекислого газа и воды (реакции, которая является источником синтеза АТФ в клетке). Если читать уравнение справа налево, то это описание темновой фазы фотосинтеза, когда из воды и углекислого газа синтезируется глюкоза с использованием энергии АТФ.

    Комментариев: 0 Просмотров:566





    Информация
     
    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.