Hüceyrə- Yerdəki həyatın elementar vahidi. O, canlı orqanizmin bütün xüsusiyyətlərinə malikdir: böyüyür, çoxalır, ətraf mühitlə maddələr və enerji mübadiləsi aparır, xarici stimullara reaksiya verir. Bioloji təkamülün başlanğıcı Yerdəki görünüşü ilə bağlıdır hüceyrə formaları həyat. Birhüceyrəli orqanizmlər bir-birindən ayrı mövcud olan hüceyrələrdir. Bütün çoxhüceyrəli orqanizmlərin - heyvanların və bitkilərin bədəni mürəkkəb orqanizmi təşkil edən bir növ blok olan az və ya çox sayda hüceyrədən qurulur. Hüceyrənin ayrılmaz bir canlı sistem - ayrı bir orqanizm olmasından və ya onun yalnız bir hissəsini təşkil etməsindən asılı olmayaraq, ona bütün hüceyrələr üçün ümumi olan bir sıra xüsusiyyətlər və xüsusiyyətlər verilir.
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi
Mendeleyevin dövri cədvəlinin cansız təbiətdə də rast gəlinən 60-a yaxın elementi hüceyrələrdə tapılıb. Bu, canlı və cansız təbiətin ortaqlığının sübutlarından biridir. Ən çox canlı orqanizmlərdə rast gəlinir hidrogen, oksigen, karbon Və azot, hüceyrə kütləsinin təxminən 98%-ni təşkil edir. Bu, hidrogen, oksigen, karbon və azotun özünəməxsus kimyəvi xassələri ilə əlaqədardır ki, bunun nəticəsində onlar bioloji funksiyaları yerinə yetirən molekulların əmələ gəlməsi üçün ən uyğun olublar. Bu dörd element iki atoma aid elektronları cütləşdirərək çox güclü kovalent bağlar yaratmağa qadirdir. Kovalent bağlı karbon atomları saysız-hesabsız müxtəlif üzvi molekulların çərçivələrini təşkil edə bilər. Karbon atomları oksigen, hidrogen, azot və kükürdlə asanlıqla kovalent bağlar əmələ gətirdiyindən, üzvi molekullar müstəsna mürəkkəbliyə və struktur müxtəlifliyinə nail olurlar.
Dörd əsas elementə əlavə olaraq, hüceyrədə nəzərəçarpacaq miqdarda (faizin 10-cu və 100-cü fraksiyaları) var. dəmir, kalium, natrium, kalsium, maqnezium, xlor, fosfor Və kükürd. Bütün digər elementlər ( sink, mis, yod, flüor, kobalt, manqan s.) hüceyrədə çox az miqdarda olur və buna görə də mikroelementlər adlanır.
Kimyəvi elementlər qeyri-üzvi və bir hissəsidir üzvi birləşmələr. Qeyri-üzvi birləşmələrə su, mineral duzlar, karbon qazı, turşular və əsaslar daxildir. Üzvi birləşmələrdir dələlər, nuklein turşuları, karbohidratlar, yağlar(lipidlər) və lipoidlər.
Bəzi zülallar ehtiva edir kükürd. Ayrılmaz bir hissə nuklein turşularıdır fosfor. Hemoqlobin molekulunu ehtiva edir dəmir, maqnezium molekulun qurulmasında iştirak edir xlorofil. Mikroelementlər canlı orqanizmlərdə son dərəcə az olmasına baxmayaraq, həyat proseslərində mühüm rol oynayır. Yod tiroid hormonunun bir hissəsidir - tiroksin, kobalt– vitamin B 12 mədəaltı vəzinin adacık hissəsinin hormonunu – insulini ehtiva edir. sink. Bəzi balıqlarda oksigen daşıyan piqment molekullarında dəmirin yerini mis tutur.
Qeyri-üzvi maddələr
Su
H 2 O canlı orqanizmlərdə ən çox yayılmış birləşmədir. Müxtəlif hüceyrələrdə onun tərkibi olduqca geniş dəyişir: diş minasında 10% -dən meduzanın bədənində 98% -ə qədər, lakin orta hesabla bədən çəkisinin təxminən 80% -ni təşkil edir. Suyun həyati prosesləri dəstəkləməkdə son dərəcə mühüm rolu onun fiziki-kimyəvi xüsusiyyətləri ilə bağlıdır. Molekulların polaritesi və hidrogen bağları yaratmaq qabiliyyəti suyu yaxşı həlledici edir böyük məbləğ maddələr. Çoxluq kimyəvi reaksiyalar Hüceyrədə baş verənlər yalnız baş verə bilər sulu məhlul. Su da bir çox kimyəvi çevrilmələrdə iştirak edir.
Su molekulları arasında hidrogen bağlarının ümumi sayı t-dən asılı olaraq dəyişir °. t-də ° Buz əridikdə, hidrogen bağlarının təxminən 15% -i, t ° 40 ° C-də - yarısı məhv olur. Qaz halına keçdikdə bütün hidrogen bağları məhv olur. Bu, suyun yüksək xüsusi istilik tutumunu izah edir. Xarici mühitin temperaturu dəyişdikdə, su hidrogen bağlarının qırılması və ya yeni əmələ gəlməsi səbəbindən istiliyi udur və ya buraxır. Beləliklə, hüceyrə daxilindəki temperatur dalğalanmaları içəridəkindən daha kiçik olur mühit. Bitki və heyvanlarda istilik ötürmənin səmərəli mexanizminin əsasında yüksək buxarlanma istiliyi dayanır.
Su, bir həlledici olaraq, orqanizm hüceyrələrinin həyatında mühüm rol oynayan osmos hadisələrində iştirak edir. Osmos, həlledici molekulların yarımkeçirici membran vasitəsilə maddənin məhluluna nüfuz etməsidir. Yarımkeçirici membranlar həlledici molekulların keçməsinə imkan verən, lakin həll olunan molekulların (və ya ionların) keçməsinə imkan verməyən membranlardır. Buna görə də osmoz su molekullarının məhlul istiqamətində birtərəfli yayılmasıdır.
Mineral duzlar
Ən çox qeyri-üzvi maddələr hüceyrələr dissosiasiya olunmuş və ya bərk vəziyyətdə duzlar şəklində olur. Hüceyrədə və onun mühitində kationların və anionların konsentrasiyası eyni deyil. Hüceyrə kifayət qədər çox K və çoxlu Na ehtiva edir. Hüceyrədənkənar mühitdə, məsələn, qan plazmasında, in dəniz suyu, əksinə, çox natrium və az kalium var. Hüceyrələrin qıcıqlanması Na+, K+, Ca 2+, Mg 2+ ionlarının konsentrasiyalarının nisbətindən asılıdır. Çoxhüceyrəli heyvanların toxumalarında K çoxhüceyrəli maddənin bir hissəsidir, hüceyrələrin birləşməsini və onların nizamlı düzülməsini təmin edir. Hüceyrədəki osmotik təzyiq və onun tamponlama xüsusiyyətləri əsasən duzların konsentrasiyasından asılıdır. Tamponlama hüceyrənin tərkibindəki bir az qələvi reaksiyasını sabit səviyyədə saxlamaq qabiliyyətidir. Hüceyrə daxilində tamponlama əsasən H 2 PO 4 və HPO 4 2- ionları ilə təmin edilir. Hüceyrədənkənar mayelərdə və qanda bufer rolunu H 2 CO 3 və HCO 3 - ifa edir. Anionlar H ionlarını və hidroksid ionlarını (OH -) bağlayır, buna görə hüceyrədənkənar mayelərin hüceyrə daxilindəki reaksiya faktiki olaraq dəyişməz qalır. Həll olunmayan mineral duzlar (məsələn, Ca fosfat) güc verir sümük toxuması onurğalılar və mollyuska qabıqları.
Üzvi hüceyrə maddəsi
dələlər
Hüceyrənin üzvi maddələri arasında zülallar həm kəmiyyətcə (hüceyrənin ümumi kütləsinin 10-12%-i), həm də əhəmiyyətinə görə birinci yerdədir. Zülallar monomerləri amin turşuları olan yüksək molekullu polimerlərdir (molekulyar çəkisi 6000-dən 1 milyon və yuxarıya qədər). Canlı orqanizmlər 20 amin turşusundan istifadə edir, baxmayaraq ki, daha çox olur. Hər hansı bir amin turşusunun tərkibinə əsas xüsusiyyətlərə malik olan bir amin qrupu (-NH 2) və turşu xüsusiyyətləri olan bir karboksil qrupu (-COOH) daxildir. İki amin turşusu bir HN-CO bağı quraraq bir molekulda birləşir və bir su molekulunu buraxır. Bir amin turşusunun amin qrupu ilə digərinin karboksil qrupu arasındakı əlaqə peptid bağı adlanır. Zülallar onlarla və yüzlərlə amin turşusu olan polipeptidlərdir. Müxtəlif zülalların molekulları bir-birindən molekulyar çəkisi, sayı, amin turşularının tərkibi və polipeptid zəncirində yerləşmə ardıcıllığı ilə fərqlənir. Buna görə də aydındır ki, zülallar son dərəcə müxtəlifdir, bütün növ canlı orqanizmlərdə onların sayı 10 10 - 10 12 olaraq qiymətləndirilir.
Müəyyən bir ardıcıllıqla peptid bağları ilə kovalent bağlanan amin turşusu vahidlərinin zənciri zülalın ilkin strukturu adlanır. Hüceyrələrdə zülallar spiral şəklində bükülmüş liflərə və ya toplara (globullara) bənzəyir. Bu, təbii zülalda polipeptid zəncirinin onun tərkib hissəsi olan amin turşularının kimyəvi quruluşundan asılı olaraq ciddi şəkildə müəyyən edilmiş şəkildə düzülməsi ilə izah olunur.
Əvvəlcə polipeptid zənciri spiral şəklində bükülür. Qonşu növbələrin atomları arasında cazibə meydana gəlir və hidrogen bağları, xüsusən də bitişik döngələrdə yerləşən NH və CO qrupları arasında əmələ gəlir. Spiral şəklində bükülmüş amin turşuları zənciri zülalın ikincil strukturunu təşkil edir. Spiralın daha da qatlanması nəticəsində hər bir zülal üçün xas olan üçüncü quruluş adlanan konfiqurasiya yaranır. Üçüncü quruluş bəzi amin turşularında olan hidrofobik radikallar və amin turşusu sisteinin SH qrupları arasında kovalent bağlar arasında birləşmə qüvvələrinin təsiri ilə bağlıdır. S-S-əlaqələri). Hidrofobik radikallar və sistein olan amin turşularının sayı, həmçinin onların polipeptid zəncirində düzülmə qaydası hər bir zülal üçün spesifikdir. Nəticə etibarilə, zülalın üçüncü quruluşunun xüsusiyyətləri onun ilkin quruluşu ilə müəyyən edilir. Zülal bioloji aktivliyi yalnız üçüncü dərəcəli struktur şəklində nümayiş etdirir. Buna görə də, bir polipeptid zəncirində hətta bir amin turşusunun dəyişdirilməsi zülalın konfiqurasiyasının dəyişməsinə və bioloji aktivliyinin azalmasına və ya itirilməsinə səbəb ola bilər.
Bəzi hallarda zülal molekulları bir-biri ilə birləşərək öz funksiyalarını yalnız komplekslər şəklində yerinə yetirə bilirlər. Beləliklə, hemoglobin dörd molekuldan ibarət kompleksdir və yalnız bu formada oksigeni bağlamaq və nəql etmək qabiliyyətinə malikdir. Tərkibinə görə zülallar iki əsas sinfə bölünür - sadə və mürəkkəb. Sadə zülallar yalnız amin turşuları, nuklein turşuları (nukleotidlər), lipidlər (lipoproteinlər), Me (metalloproteinlər), P (fosfoproteinlər) dən ibarətdir.
Hüceyrədəki zülalların funksiyaları son dərəcə müxtəlifdir. Ən vaciblərindən biri tikinti funksiyasıdır: zülallar hamısının meydana gəlməsində iştirak edir hüceyrə membranları və hüceyrə orqanoidləri, eləcə də daxilində hüceyrə quruluşları. Zülalların fermentativ (katalitik) rolu son dərəcə vacibdir. Fermentlər hüceyrədə baş verən kimyəvi reaksiyaları 10 və 100 milyon dəfə sürətləndirir. Motor funksiyası xüsusi kontraktil zülallar tərəfindən təmin edilir. Bu zülallar hüceyrə və orqanizmlərin qadir olduğu bütün növ hərəkətlərdə iştirak edir: ibtidailərdə kirpiklərin titrəməsi və bayraqların döyülməsində, heyvanlarda əzələlərin daralmasında, bitkilərdə yarpaqların hərəkətində və s. Zülalların daşıma funksiyası kimyəvi elementləri əlavə edin (məsələn, hemoglobin O əlavə edir) və ya bioloji olaraq aktiv maddələr(hormonlar) və onları orqanizmin toxuma və orqanlarına nəql edir. Qoruyucu funksiya xarici zülalların və ya hüceyrələrin bədənə nüfuz etməsinə cavab olaraq antikor adlanan xüsusi zülalların istehsalı şəklində ifadə edilir. Antikorlar yad maddələri bağlayır və zərərsizləşdirir. Zülallar enerji mənbəyi kimi mühüm rol oynayır. Tam parçalanma ilə 1g. 17,6 kJ (~4,2 kkal) zülallar ayrılır.
Karbohidratlar
Karbohidratlar və ya saxaridlər - üzvi maddələrümumi düsturla (CH 2 O) n. Əksər karbohidratlarda H atomlarının sayı iki dəfə çoxdur daha çox nömrə O atomlar, su molekullarında olduğu kimi. Buna görə də bu maddələrə karbohidratlar deyilirdi. Canlı hüceyrədə karbohidratlar 1-2, bəzən 5%-dən çox olmayan miqdarda (qaraciyərdə, əzələlərdə) olur. Bitki hüceyrələri karbohidratlarla ən zəngindir, burada onların tərkibi bəzi hallarda quru maddə kütləsinin (toxumlar, kartof kök yumruları və s.) 90% -ə çatır.
Karbohidratlar sadə və mürəkkəbdir. Sadə karbohidratlara monosaxaridlər deyilir. Molekulda karbohidrat atomlarının sayından asılı olaraq monosaxaridlər triozlar, tetrozlar, pentozlar və ya heksozlar adlanır. Altı karbon monosaxaridindən - heksozlardan - ən vacibləri qlükoza, fruktoza və qalaktozadır. Qlükoza qanda olur (0,1-0,12%). Pentozalar riboza və deoksiriboza nuklein turşularında və ATP-də olur. İki monosaxarid bir molekulda birləşirsə, birləşmə disakarid adlanır. Qamışdan və ya şəkər çuğundurundan alınan süfrə şəkəri bir molekul qlükoza və bir molekul fruktoza, süd şəkəri - qlükoza və qalaktozadan ibarətdir.
Bir çox monosaxaridlərdən əmələ gələn mürəkkəb karbohidratlara polisaxaridlər deyilir. Nişasta, glikogen, sellüloza kimi polisaxaridlərin monomeri qlükozadır. Karbohidratlar iki əsas funksiyanı yerinə yetirir: tikinti və enerji. Sellüloza bitki hüceyrələrinin divarlarını əmələ gətirir. Mürəkkəb polisaxarid xitin artropodların ekzoskeletinin əsas struktur komponenti kimi xidmət edir. Chitin göbələklərdə də tikinti funksiyasını yerinə yetirir. Karbohidratlar hüceyrədə əsas enerji mənbəyi rolunu oynayır. 1 q karbohidratın oksidləşməsi zamanı 17,6 kJ (~4,2 kkal) ayrılır. Bitkilərdəki nişasta və heyvanlarda qlikogen hüceyrələrdə toplanır və enerji ehtiyatı kimi xidmət edir.
Nuklein turşuları
Nuklein turşularının hüceyrədəki əhəmiyyəti çox böyükdür. Onların kimyəvi quruluşunun xüsusiyyətləri fərdi inkişafın müəyyən mərhələsində hər bir toxumada sintez olunan zülal molekullarının quruluşu haqqında məlumatların saxlanması, ötürülməsi və qız hüceyrələrinə miras alınması imkanlarını təmin edir. Hüceyrələrin əksər xassələri və xüsusiyyətləri zülallara bağlı olduğundan aydın olur ki, nuklein turşularının sabitliyi ən vacib şərtdir hüceyrələrin və bütün orqanizmlərin normal fəaliyyəti. Hüceyrələrin strukturunda və ya onlarda fizioloji proseslərin aktivliyində hər hansı bir dəyişiklik, beləliklə həyati fəaliyyətə təsir göstərir. Nuklein turşularının strukturunun tədqiqi orqanizmlərdə əlamətlərin irsiliyini və həm ayrı-ayrı hüceyrələrin, həm də onların fəaliyyət nümunələrini anlamaq üçün son dərəcə vacibdir. hüceyrə sistemləri- toxumalar və orqanlar.
Nuklein turşularının 2 növü var - DNT və RNT. DNT ikiqat spiral yaratmaq üçün düzülmüş iki nukleotid sarmalından ibarət polimerdir. DNT molekullarının monomerləri azotlu əsasdan (adenin, timin, guanin və ya sitozin), karbohidratdan (dezoksiriboza) və fosfor turşusu qalığından ibarət nukleotidlərdir. DNT molekulunda azotlu əsaslar qeyri-bərabər sayda H-bağları ilə bir-birinə bağlıdır və cüt-cüt düzülür: adenin (A) həmişə timin (T), guanin (G) sitozinə (C) qarşıdır.
Nukleotidlər bir-birinə təsadüfi deyil, seçici şəkildə bağlanır. Adeninin timinlə və guaninin sitozinlə seçici qarşılıqlı əlaqəsi tamamlayıcılıq adlanır. Müəyyən nukleotidlərin bir-birini tamamlayan qarşılıqlı təsiri onların molekullarındakı atomların məkanda yerləşməsinin xüsusiyyətləri ilə izah olunur ki, bu da onların yaxınlaşmasına və H-bağlarının yaranmasına imkan verir. Polinükleotid zəncirində qonşu nukleotidlər bir-birinə şəkər (dezoksiriboza) və fosfor turşusu qalığı vasitəsilə bağlanır. RNT, DNT kimi, monomerləri nukleotidlər olan bir polimerdir. Üç nukleotidin azotlu əsasları DNT-ni (A, G, C) təşkil edənlərlə eynidir; dördüncü - urasil (U) - RNT molekulunda timin əvəzinə mövcuddur. RNT nukleotidləri DNT nukleotidlərindən tərkibində olan karbohidratın strukturuna görə fərqlənir (dezoksiriboza əvəzinə riboza).
RNT zəncirində nukleotidlər bir nukleotidin ribozası ilə digərinin fosfor turşusu qalığı arasında kovalent bağlar yaratmaqla birləşir. Quruluş iki zəncirli RNT arasında fərqlənir. İki zəncirli RNT-lər bir sıra viruslarda genetik məlumatın qoruyucularıdır, yəni. Onlar xromosomların funksiyalarını yerinə yetirirlər. Tək zəncirli RNT zülalların quruluşu haqqında məlumatları xromosomdan onların sintez olunduğu yerə ötürür və zülal sintezində iştirak edir.
Tək zəncirli RNT-nin bir neçə növü var. Onların adları funksiyaları və ya hüceyrədəki yerləri ilə müəyyən edilir. Sitoplazmadakı RNT-nin çox hissəsi (80-90% -ə qədər) ribosomların tərkibində olan ribosomal RNT (rRNT). rRNT molekulları nisbətən kiçikdir və orta hesabla 10 nukleotiddən ibarətdir. Ribosomlara sintez edilməli olan zülallardakı amin turşularının ardıcıllığı haqqında məlumat daşıyan başqa bir RNT növü (mRNA). Bu RNT-lərin ölçüsü onların sintez olunduğu DNT bölgəsinin uzunluğundan asılıdır. Transfer RNT-ləri bir neçə funksiyanı yerinə yetirir. Onlar amin turşularını zülal sintezi yerinə çatdırır, köçürülmüş amin turşusuna uyğun gələn üçlüyü və RNT-ni “tanır” (tamamlayıcılıq prinsipi ilə) və amin turşusunun ribosoma üzərində dəqiq oriyentasiyasını həyata keçirirlər.
Yağlar və lipidlər
Yağlar yüksək molekullu yağ turşularının və trihidrik spirt qliserinin birləşmələridir. Yağlar suda həll olunmur - hidrofobikdir. Hüceyrədə həmişə lipoid adlanan digər mürəkkəb hidrofobik yağ kimi maddələr var. Yağların əsas funksiyalarından biri də enerjidir. 1 q yağın CO 2 və H 2 O-ya parçalanması zamanı çox miqdarda enerji ayrılır - 38,9 kJ (~ 9,3 kkal). Hüceyrədəki yağ tərkibi quru maddə kütləsinin 5-15%-i arasında dəyişir. Canlı toxuma hüceyrələrində yağın miqdarı 90%-ə qədər artır. Əsas funksiya heyvan (və qismən bitki) aləmində yağlar - saxlama.
1 q yağ tamamilə oksidləşdikdə (karbon qazına və suya) təxminən 9 kkal enerji ayrılır. (1 kkal = 1000 kal; kalori (kal, kal) - standart olaraq 1 ml suyu 1 ° C-ə qədər qızdırmaq üçün tələb olunan istilik miqdarına bərabər olan iş və enerji miqdarının sistemdən kənar vahidi atmosfer təzyiqi 101,325 kPa; 1 kkal = 4,19 kJ). 1 q zülal və ya karbohidrat oksidləşdikdə (orqanizmdə) yalnız təxminən 4 kkal/q ayrılır. Müxtəlif su orqanizmlərində - təkhüceyrəli diatomlardan tutmuş köpək balığına qədər - yağ orta bədən sıxlığını azaldaraq "üzər". Heyvan yağlarının sıxlığı təxminən 0,91-0,95 q/sm³ təşkil edir. Onurğalıların sümük toxumasının sıxlığı 1,7-1,8 q/sm³-ə, digər toxumaların əksəriyyətinin orta sıxlığı isə 1 q/sm³-ə yaxındır. Aydındır ki, ağır bir skeleti "tarazlaşdırmaq" üçün kifayət qədər çox yağ lazımdır.
Yağlar və lipidlər də tikinti funksiyasını yerinə yetirirlər: hüceyrə membranlarının bir hissəsidir. Zəif istilik keçiriciliyinə görə yağ qoruyucu funksiyaya malikdir. Bəzi heyvanlarda (möhürlərdə, balinalarda) dərialtı piy toxumasında 1 m qalınlığa qədər təbəqə əmələ gətirir. Deməli, bu maddələr həm də metabolik prosesləri tənzimləmək funksiyasına malikdir.
Bütün canlı orqanizmlər ondan ibarətdir hüceyrələr. İnsan bədənində də var hüceyrə quruluşu, bunun sayəsində böyüməsi, çoxalması və inkişafı mümkündür.
İnsan bədəni çox sayda hüceyrədən ibarətdir müxtəlif formalar və yerinə yetirilən funksiyadan asılı olan ölçülər. oxuyur hüceyrə quruluşu və funksiyası nişanlanır sitologiya.
Hər bir hüceyrə bir neçə molekul qatından ibarət membranla örtülmüşdür ki, bu da maddələrin seçici keçiriciliyini təmin edir. Hüceyrədəki membranın altında özlü yarı maye maddə - orqanoidləri olan sitoplazma var.
Mitoxondriya– hüceyrənin enerji stansiyaları, ribosomlar – zülal əmələ gəlmə yeri, endoplazmik retikulum, maddələrin daşınması funksiyasını yerinə yetirən nüvə irsi məlumatların saxlanma yeridir, nüvənin içərisində nüvədir. Ribonuklein turşusu istehsal edir. Nüvənin yaxınlığında hüceyrə bölünməsi üçün lazım olan hüceyrə mərkəzi var.
İnsan hüceyrələriüzvi və qeyri-üzvi maddələrdən ibarətdir.
Qeyri-üzvi maddələr:
Su – hüceyrə kütləsinin 80%-ni təşkil edir, maddələri həll edir, kimyəvi reaksiyalarda iştirak edir;
İon şəklində olan mineral duzlar hüceyrələr və hüceyrələrarası maddə arasında suyun paylanmasında iştirak edir. Onlar həyati vacib üzvi maddələrin sintezi üçün lazımdır.
Üzvi maddələr:
Zülallar hüceyrənin əsas maddələri, təbiətdə olan ən mürəkkəb maddələrdir. Zülallar membranların, nüvənin və orqanoidlərin bir hissəsidir və hüceyrədə struktur funksiyasını yerinə yetirir. fermentlər - zülallar, reaksiya sürətləndiriciləri;
Yağlar - membranların bir hissəsidirlər;
Karbohidratlar - həm də parçalandıqda çoxlu enerji əmələ gətirir, suda çox həll olur və buna görə də parçalandıqda enerji çox tez əmələ gəlir.
Nuklein turşuları - DNT və RNT, hüceyrə zülallarının tərkibi haqqında irsi məlumatları müəyyən edir, saxlayır və valideynlərdən nəsillərə ötürür.
İnsan bədəninin hüceyrələri bir sıra həyati xüsusiyyətlərə malikdir və müəyyən funksiyaları yerinə yetirir:
IN hüceyrələr metabolizə olunur, üzvi birləşmələrin sintezi və parçalanması ilə müşayiət olunur; maddələr mübadiləsi enerjinin çevrilməsi ilə müşayiət olunur;
Maddələr hüceyrədə əmələ gəldikdə, o, böyüyür, hüceyrə böyüməsi onların sayının artması ilə əlaqələndirilir, bu bölünmə ilə çoxalma ilə əlaqələndirilir;
Canlı hüceyrələr həyəcanlılığa malikdir;
Biri xarakterik xüsusiyyətlər hüceyrələr - hərəkət.
İnsan bədəninin hüceyrəsi Aşağıdakı həyati xüsusiyyətlər xasdır: maddələr mübadiləsi, böyümə, çoxalma və həyəcanlılıq. Bu funksiyalar əsasında bütün orqanizmin fəaliyyəti həyata keçirilir.
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi.
Canlı təbiətin əsas xassələri və təşkili səviyyələri
Canlı sistemlərin təşkili səviyyələri həyatın struktur təşkilinin tabeçiliyini və iyerarxiyasını əks etdirir:
Molekulyar genetik - fərdi biopolimerlər (DNT, RNT, zülallar);
Hüceyrə - həyatın elementar özünü çoxaldan vahidi (prokaryotlar, birhüceyrəli eukariotlar), toxumalar, orqanlar;
Orqanizm - fərdin müstəqil mövcudluğu;
Populyasiya-növ - elementar təkamül edən vahid - populyasiya;
Biogeosenotik - müxtəlif populyasiyalardan və onların yaşayış yerlərindən ibarət ekosistemlər;
Biosfer - təbiətdəki maddələrin dövranını təmin edən Yerin bütün canlı əhalisi.
Təbiət bütün müxtəlif formalarda mövcud olan bütün maddi dünyadır.
Təbiətin birliyi onun mövcudluğunun obyektivliyində, elementar tərkibinin ümumiliyində, eyni təbiətə tabeliyində təzahür edir. fiziki qanunlar, təşkilatın sistemli xarakterində.
Canlı və cansız müxtəlif təbii sistemlər bir-biri ilə bağlıdır və bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədədir. Sistemli qarşılıqlı əlaqəyə misal olaraq biosferi göstərmək olar.
Biologiya canlı sistemlərin inkişaf qanunauyğunluqlarını və həyat fəaliyyətini, onların müxtəlifliyinin və ətraf mühitə uyğunlaşma səbəblərini, digər canlı sistemləri və cansız təbiət obyektləri ilə əlaqəsini öyrənən elmlər kompleksidir.
Bioloji tədqiqatın obyekti canlı təbiətdir.
Biologiyanın tədqiqat predmeti:
İrsi məlumatların təşkili, inkişafı, maddələr mübadiləsi, ötürülməsinin ümumi və xüsusi qanunauyğunluqlarını;
Həyat formalarının və orqanizmlərin özlərinin müxtəlifliyi, eləcə də ətraf mühitlə münasibətləri.
Yerdəki həyatın bütün müxtəlifliyi təkamül prosesi və ətraf mühitin orqanizmlərə təsiri ilə izah olunur.
Həyatın mahiyyətini M.V.
Volkenşteyn Yer kürəsində biopolimerlərdən - zülallardan və nuklein turşularından qurulmuş açıq özünü tənzimləyən və özünü çoxaldan sistemlər olan canlı cisimlərin mövcudluğu kimi.
Canlı sistemlərin əsas xüsusiyyətləri:
Metabolizm;
Özünütənzimləmə;
qıcıqlanma;
Dəyişkənlik;
irsiyyət;
reproduksiya;
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi.
Hüceyrənin qeyri-üzvi maddələri
Sitologiya hüceyrələrin quruluşunu və funksiyasını öyrənən bir elmdir. Hüceyrə canlı orqanizmlərin elementar struktur və funksional vahididir. Birhüceyrəli orqanizmlərin hüceyrələri canlı sistemlərin bütün xüsusiyyətlərinə və funksiyalarına malikdir.
Hüceyrələr çoxhüceyrəli orqanizmlər strukturu və funksiyası ilə fərqlənir.
Atom tərkibi: hüceyrədə Mendeleyevin elementlərin dövri cədvəlinin 70-ə yaxın elementi var və onlardan 24-ü bütün növ hüceyrələrdə mövcuddur.
Makroelementlər - H, O, N, C, mikroelementlər - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, ultramikroelementlər - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si və s.
Molekulyar tərkibi: hüceyrədə qeyri-üzvi və üzvi birləşmələrin molekulları var.
Hüceyrənin qeyri-üzvi maddələri
Su molekulu qeyri-xətti məkan quruluşuna malikdir və qütblüdür. Suyun fiziki və kimyəvi xassələrini təyin edən ayrı-ayrı molekullar arasında hidrogen bağları yaranır.
1. Su molekulu Şək. 2. Su molekulları arasında hidrogen bağları
Suyun fiziki xüsusiyyətləri:
Su üç vəziyyətdə ola bilər - maye, bərk və qaz halında;
Su həlledicidir. Qütb su molekulları digər maddələrin qütb molekullarını həll edir. Suda həll olunan maddələrə hidrofilik deyilir. Suda həll olunmayan maddələr hidrofobikdir;
Yüksək xüsusi istilik tutumu. Su molekullarını bir arada tutan hidrogen bağlarının qırılması böyük miqdarda enerjinin udulmasını tələb edir.
Suyun bu xüsusiyyəti bədəndə istilik balansının saxlanmasını təmin edir;
Yüksək buxarlanma istiliyi. Suyun buxarlanması üçün kifayət qədər çox enerji tələb olunur. Suyun qaynama nöqtəsi bir çox digər maddələrdən daha yüksəkdir. Suyun bu xüsusiyyəti bədəni həddindən artıq istidən qoruyur;
Su molekulları içəridədir daimi hərəkət, onlar metabolik proseslər üçün vacib olan maye fazada bir-biri ilə toqquşurlar;
Koheziya və səthi gərginlik.
Hidrogen bağları suyun özlülüyünü və onun molekullarının digər maddələrin molekulları ilə yapışmasını (birləşmə) təyin edir.
Molekulların yapışqan qüvvələri sayəsində suyun səthində səth gərginliyi ilə xarakterizə olunan bir film yaranır;
Sıxlıq. Soyuduqda su molekullarının hərəkəti yavaşlayır. Molekullar arasında hidrogen bağlarının sayı maksimum olur. Suyun ən böyük sıxlığı 4°C-də olur. Dondurma zamanı su genişlənir (hidrogen bağlarının əmələ gəlməsi üçün yer lazımdır) və onun sıxlığı azalır, buna görə də su anbarını donmaqdan qoruyan buz suyun səthində üzür;
Koloidal strukturlar yaratmaq qabiliyyəti.
Su molekulları bəzi maddələrin həll olunmayan molekullarının ətrafında qabıq əmələ gətirir, iri hissəciklərin əmələ gəlməsinin qarşısını alır. Bu molekulların bu vəziyyətinə səpələnmiş (səpələnmiş) deyilir. Su molekulları ilə əhatə olunmuş maddələrin ən kiçik hissəcikləri əmələ gəlir kolloid məhlullar(sitoplazma, hüceyrələrarası mayelər).
Suyun bioloji funksiyaları:
Nəqliyyat - su hüceyrədə və bədəndə maddələrin hərəkətini, maddələrin sorulmasını və metabolik məhsulların xaric olmasını təmin edir.
Təbiətdə su tullantı məhsulları torpağa və su obyektlərinə daşıyır;
Metabolik - su bütün biokimyəvi reaksiyalar üçün mühitdir və fotosintez zamanı elektron donordur, makromolekulların monomerlərinə hidrolizi üçün lazımdır;
Təhsildə iştirak edir:
1) sürtünməni azaldan sürtkü mayeləri (sinovial - onurğalıların oynaqlarında, plevral, plevra boşluğu, perikardial - perikardial kisədə);
2) maddələrin bağırsaqlar vasitəsilə hərəkətini asanlaşdıran və tənəffüs yollarının selikli qişalarında nəmli mühit yaradan mucus;
3) orqanizmdə ifrazat (tüpürcək, göz yaşı, öd, sperma və s.) və şirələr.
Qeyri-üzvi ionlar.
Hüceyrənin qeyri-üzvi ionları: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3 kationları və Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42- anionları ilə təmsil olunur.
Hüceyrənin səthində və daxilində kation və anionların miqdarı arasındakı fərq sinir və əzələ həyəcanının əsasını təşkil edən fəaliyyət potensialının meydana gəlməsini təmin edir.
Fosfor turşusu anionları orqanizmin hüceyrədaxili mühitinin pH səviyyəsini 6-9 səviyyəsində saxlayan fosfat tampon sistemi yaradır.
Karbon turşusu və onun anionları bikarbonat tampon sistemi yaradır və hüceyrədənkənar mühitin (qan plazmasının) pH-nı 4-7 səviyyəsində saxlayır.
Azot birləşmələri mineral qidalanma, zülalların və nuklein turşularının sintezi mənbəyi kimi xidmət edir.
Fosfor atomları nuklein turşularının, fosfolipidlərin, həmçinin onurğalıların sümüklərinin və artropodların xitin örtüyünün bir hissəsidir. Kalsium ionları sümüklərin bir hissəsidir, onlar da əzələ daralması və qan laxtalanması üçün lazımdır.
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi. Qeyri-üzvi maddələr
Hüceyrənin atom və molekulyar tərkibi. Mikroskopik hüceyrədə müxtəlif kimyəvi reaksiyalarda iştirak edən bir neçə min maddə var. Kimyəvi proseslər hüceyrədə axan onun həyatının, inkişafının və fəaliyyətinin əsas şərtlərindən biridir.
Heyvan və bitki orqanizmlərinin, eləcə də mikroorqanizmlərin bütün hüceyrələri kimyəvi tərkibinə görə oxşardır ki, bu da üzvi dünyanın vəhdətindən xəbər verir.
Cədvəl hüceyrələrin atom tərkibinə dair məlumatları göstərir.
Mendeleyevin dövri cədvəlinin 109 elementinin əhəmiyyətli əksəriyyəti hüceyrələrdə aşkar edilmişdir. Bəzi elementlər hüceyrələrdə nisbətən böyük miqdarda, digərləri isə kiçik miqdarda olur. Hüceyrədə dörd elementin tərkibi xüsusilə yüksəkdir - oksigen, karbon, azot və hidrogen. Ümumilikdə, onlar hüceyrənin ümumi tərkibinin demək olar ki, 98% -ni təşkil edir. Növbəti qrup səkkiz elementdən ibarətdir, hüceyrədəki məzmunu faizin onda və yüzdə biri ilə hesablanır. Bunlar kükürd, fosfor, xlor, kalium, maqnezium, natrium, kalsium, dəmirdir.
Ümumilikdə onlar 1,9% təşkil edir. Bütün digər elementlər hüceyrədə olduqca az miqdarda (0,01% -dən az) olur.
Beləliklə, hüceyrədə yalnız canlı təbiətə xas olan heç bir xüsusi element yoxdur. Bu, canlı və cansız təbiətin əlaqə və vəhdətindən xəbər verir.
Atom səviyyəsində üzvi və qeyri-üzvi dünyanın kimyəvi tərkibi arasında heç bir fərq yoxdur. Fərqlər artıq tapılır yüksək səviyyə təşkilat - molekulyar.
Cədvəldən göründüyü kimi, canlı bədənlər cansız təbiətdə ümumi olan maddələrlə yanaşı, yalnız canlı orqanizmlərə xas olan bir çox maddələri ehtiva edir.
Su. Hüceyrənin maddələri arasında birinci yerdə su durur. Hüceyrə kütləsinin demək olar ki, 80%-ni təşkil edir. Su təkcə kəmiyyətcə deyil, hüceyrənin ən vacib komponentidir. Hüceyrənin həyatında əhəmiyyətli və müxtəlif rol oynayır.
Su hüceyrənin fiziki xüsusiyyətlərini - həcmini, elastikliyini təyin edir.
Üzvi maddələrin molekullarının quruluşunun, xüsusən də öz funksiyalarını yerinə yetirmək üçün zəruri olan zülalların quruluşunun formalaşmasında suyun böyük əhəmiyyəti var. Suyun həlledici kimi əhəmiyyəti böyükdür: bir çox maddələr xarici mühitdən hüceyrəyə sulu məhlulda daxil olur, sulu məhlulda isə tullantı məhsullar hüceyrədən çıxarılır.
Nəhayət, su bir çox kimyəvi reaksiyaların (zülalların, karbohidratların, yağların və s. parçalanması) birbaşa iştirakçısıdır.
Hüceyrənin su mühitində işləməyə uyğunlaşması, Yerdəki həyatın suda yarandığını iddia edir.
Suyun bioloji rolu onun molekulyar quruluşunun özəlliyi ilə müəyyən edilir: molekullarının polaritesi.
Karbohidratlar.
Karbohidratlar tərkibində karbon, oksigen və hidrogen atomlarından ibarət mürəkkəb üzvi birləşmələrdir.
Sadə və mürəkkəb karbohidratlar var.
Sadə karbohidratlara monosaxaridlər deyilir. Kompleks karbohidratlar monosaxaridlərin monomer rolunu oynadığı polimerlərdir.
İki monosaxarid disakarid, üçü trisaxarid, çoxu isə polisaxarid əmələ gətirir.
Bütün monosaxaridlər rəngsiz maddələrdir, suda yaxşı həll olunur. Demək olar ki, hamısının xoş şirin dadı var. Ən çox yayılmış monosaxaridlər qlükoza, fruktoza, riboza və deoksiribozadır.
2.3 Hüceyrənin kimyəvi tərkibi. Makro və mikroelementlər
Meyvə və giləmeyvə, eləcə də balın şirin dadı onların tərkibindəki qlükoza və fruktozadan asılıdır. Riboza və dezoksiriboza nuklein turşularının (səh. 158) və ATP-nin (səh.
Di- və trisaxaridlər, monosaxaridlər kimi, suda yaxşı həll olunur və şirin dadı var. Monomer vahidlərinin sayı artdıqca polisaxaridlərin həllolma qabiliyyəti azalır və şirin dadı yox olur.
Disaxaridlərdən çuğundur (və ya qamış) və süd şəkəri polisaxaridlər arasında vacibdir, nişasta (bitkilərdə), qlikogen (heyvanlarda) və lif (selüloz) geniş yayılmışdır.
Ağac demək olar ki, təmiz sellülozadır. Bu polisaxaridlərin monomeri qlükozadır.
Karbohidratların bioloji rolu. Karbohidratlar hüceyrənin müxtəlif fəaliyyət formalarını həyata keçirməsi üçün lazım olan enerji mənbəyi rolunu oynayır. Hüceyrə fəaliyyəti üçün - hərəkət, ifraz, biosintez, lüminesans və s. - enerji tələb olunur. Mürəkkəb quruluşlu, enerji ilə zəngin olan karbohidratlar hüceyrədə dərin parçalanmaya məruz qalır və nəticədə sadə, enerjisi zəif birləşmələrə - karbonmonoksit (IV) və suya (CO2 və H20) çevrilir.
Bu proses zamanı enerji ayrılır. 1 q karbohidrat parçalandıqda 17,6 kJ ayrılır.
Enerji ilə yanaşı, karbohidratlar da tikinti funksiyasını yerinə yetirir. Məsələn, bitki hüceyrələrinin divarları sellülozadan ibarətdir.
Lipidlər. Lipidlər bütün heyvan və bitki hüceyrələrində olur. Onlar bir çox hüceyrə quruluşunun bir hissəsidir.
Lipidlər suda həll olmayan, lakin benzində, efirdə və asetonda həll olunan üzvi maddələrdir.
Lipidlərdən ən çox yayılmışı və tanınmışı yağlardır.
Bununla belə, təxminən 90% yağ ehtiva edən hüceyrələr var. Heyvanlarda bu hüceyrələr dərinin altında yerləşir süd vəziləri, yağ möhürü. Yağ bütün məməlilərin südündə olur. Bəzi bitkilərin toxumlarında və meyvələrində, məsələn günəbaxan, çətənə və qozda çox miqdarda yağ var.
Hüceyrələrdə yağlardan başqa digər lipidlər də var. Misal üçün lesitin, xolesterin. Lipidlərə bəzi vitaminlər (A, O) və hormonlar (məsələn, cinsi hormonlar) daxildir.
Lipidlərin bioloji əhəmiyyəti böyük və müxtəlifdir.
İlk növbədə onların tikinti funksiyasını qeyd edək. Lipidlər hidrofobikdir. Bu maddələrin ən nazik təbəqəsi hüceyrə membranlarının bir hissəsidir. Lipidlərin ən çox yayılmışı olan yağ enerji qaynağı olaraq böyük əhəmiyyət kəsb edir. Yağlar hüceyrədə karbonmonoksit (IV) və suya oksidləşə bilər. Yağların parçalanması zamanı karbohidratların parçalanması zamanı olduğundan iki dəfə çox enerji ayrılır. Heyvanlar və bitkilər yağları saxlayır və həyat prosesində istifadə edirlər.
Mənanı daha çox qeyd etmək lazımdır. su mənbəyi kimi yağ. 1 kq yağdan onun oksidləşməsi zamanı demək olar ki, 1,1 kq su əmələ gəlir. Bu, bəzi heyvanların su olmadan kifayət qədər uzun müddət necə yaşaya biləcəyini izah edir. Söyüdlü insanlar, məsələn, susuz səhradan keçəndə 10-12 gün içməyə bilər.
Ayılar, marmotlar və digər qışlayan heyvanlar iki aydan çox içmir. Bu heyvanlar həyat üçün lazım olan suyu yağların oksidləşməsi nəticəsində əldə edirlər. Struktur və enerji funksiyalarına əlavə olaraq, lipidlər qoruyucu funksiyaları yerinə yetirir: yağ aşağı istilik keçiriciliyinə malikdir. Bəzi heyvanlarda əhəmiyyətli yığılmalar əmələ gətirərək dərinin altında yatırılır. Beləliklə, balinada dərialtı yağ təbəqəsinin qalınlığı 1 m-ə çatır ki, bu da bu heyvanın qütb dənizlərinin soyuq sularında yaşamasına imkan verir.
Biopolimerlər: zülallar, nuklein turşuları.
Bütün üzvi maddələrdən hüceyrənin əsas hissəsini (50-70%) təşkil edir zülallar. Hüceyrə membranı və hər şey daxili strukturlar zülal molekullarının iştirakı ilə qurulmuşdur. Zülal molekulları çox böyükdür, çünki onlar hər cür birləşməni meydana gətirən yüzlərlə müxtəlif monomerdən ibarətdir. Buna görə də, zülal növlərinin müxtəlifliyi və onların xüsusiyyətləri həqiqətən sonsuzdur.
Zülallar saçın, lələklərin, buynuzların, əzələ liflərinin, qidalanmanın bir hissəsidir
yumurta və toxumların və bədənin bir çox digər hissələrinin nal maddələri.
Zülal molekulu bir polimerdir. Zülal molekullarının monomerləri amin turşularıdır.
Təbiətdə 150-dən çox müxtəlif amin turşusu məlumdur, lakin yalnız 20-si adətən canlı orqanizmlərdə zülalların qurulmasında iştirak edir ilkin quruluş protein molekulları (kimyəvi formulunu göstərir).
Adətən bu uzun ip sıx bir şəkildə spiralə bükülür, onların növbələri hidrogen bağları ilə bir-birinə möhkəm bağlanır.
Bir molekulun spiral şəklində bükülmüş zənciridir ikinci dərəcəli quruluş, molekullar dələ. Belə bir protein artıq uzanmaq çətindir. Qıvrılmış zülal molekulu daha da sıx bir konfiqurasiyaya bükülür - üçüncü struktur. Bəzi zülalların daha mürəkkəb forması var - dördüncü quruluş, məsələn, hemoglobin. Belə təkrarlanan burulma nəticəsində zülal molekulunun uzun və nazik sapı qısalır, qalınlaşır və yığcam bir topağa toplanır - kürəcik Hüceyrədə öz bioloji funksiyalarını yalnız qlobulyar zülal yerinə yetirir.
Protein quruluşu, məsələn, istilik və ya kimyəvi təsir nəticəsində pozulursa, o, keyfiyyətlərini itirir və boşalır.
Bu proses denatürasiya adlanır. Denaturasiya yalnız üçüncü və ya ikincili quruluşa təsir göstərmişdirsə, o zaman geri çevrilir: yenidən spiral şəklində bükülə və üçüncü quruluşa (denaturasiya fenomeni) uyğunlaşa bilər. Bu zaman bu zülalın funksiyaları bərpa olunur. Bu ən mühüm əmlak zülallar canlı sistemlərin qıcıqlanmasının əsasını təşkil edir, yəni.
canlı hüceyrələrin xarici və ya daxili stimullara cavab vermək qabiliyyəti.
Bir çox protein rol oynayır katalizatorlar kimyəvi reaksiyalarda,
qəfəsdə keçir.
Onlar çağırılır fermentlər. Fermentlər atomların və molekulların ötürülməsində, zülalların, yağların, karbohidratların və bütün digər birləşmələrin (yəni hüceyrə mübadiləsində) parçalanması və qurulmasında iştirak edir. Canlı hüceyrələrdə və toxumalarda heç bir kimyəvi reaksiya fermentlərin iştirakı olmadan baş vermir.
Bütün fermentlərin spesifik təsiri var - onlar prosesləri sürətləndirir və ya hüceyrədəki reaksiyaları sürətləndirir.
Hüceyrədəki zülallar bir çox funksiyaları yerinə yetirir: onun quruluşunda, böyüməsində və bütün həyati proseslərdə iştirak edirlər. Zülallar olmadan hüceyrə həyatı mümkün deyil.
Nuklein turşuları ilk dəfə hüceyrələrin nüvələrində aşkar edilmişdir, buna görə də onların adını almışdır (lat.
puсleus - nüvə). Nuklein turşularının iki növü var: deoksiribonuklein turşusu (qısaldılmış DIC) və ribonuklein turşusu (RIC). Nuklein turşusu molekulları əvvəlcədən
çox uzun polimer zəncirləri (tellər), monomerlərdir
olanlar nukleotidlər.
Hər bir nukleotid bir fosfor turşusu və şəkər molekulunu (dezoksiriboza və ya riboza), həmçinin dörd azotlu əsasdan birini ehtiva edir. DNT-dəki azot əsasları adenin guanin və zumozin, Və mi.dəq,.
Deoksiribonuklein turşusu (DNT)- canlı hüceyrənin ən vacib maddəsi. DNT molekulu hüceyrənin və bütövlükdə orqanizmin irsi məlumatının daşıyıcısıdır. DNT molekulundan əmələ gəlir xromosom.
Hər bir orqanizmdə bioloji növlər hüceyrə başına müəyyən sayda DNT molekulu. DNT molekulunda nukleotidlərin ardıcıllığı da həmişə ciddi şəkildə fərdi olur. təkcə hər bir bioloji növ üçün deyil, həm də ayrı-ayrı fərdlər üçün unikaldır.
DNT molekullarının bu spesifikliyi orqanizmlərin qohumluğunun qurulması üçün əsas rolunu oynayır.
Bütün eukariotlarda DNT molekulları hüceyrə nüvəsində yerləşir. Prokariotların nüvəsi yoxdur, ona görə də onların DNT-si sitoplazmada yerləşir.
Bütün canlılar eyni tipə uyğun qurulmuş DNT makromolekullarına malikdir. Onlar nukleotidlərin azotlu əsaslarının (fermuar kimi) hidrogen bağları ilə bir yerdə saxlanılan iki polinükleotid zəncirindən (teldən) ibarətdir.
Qoşa (qoşalaşmış) spiral şəklində DNT molekulu soldan sağa doğru bükülür.
Molekulda nukleotidlərin düzülüşündəki ardıcıllıq hüceyrənin irsi məlumatını təyin edir.
DNT molekulunun quruluşu 1953-cü ildə amerikalı biokimyaçı tərəfindən kəşf edilmişdir
James Watson və ingilis fiziki Frensis Krik.
Bu kəşfə görə alimlər 1962-ci ildə Nobel mükafatına layiq görülüblər. Onlar sübut etdilər ki, molekul
DNT iki polinükleotid zəncirindən ibarətdir.
Bu zaman nukleotidlər (monomerlər) bir-biri ilə təsadüfi deyil, seçmə və azotlu birləşmələr vasitəsilə cütləşirlər. Adenin (A) həmişə timin (T), guanin (g) isə həmişə sitozin (C) ilə birləşir. Bu ikiqat zəncir sıx bir şəkildə spiralə bükülür. Nukleotidlərin selektiv şəkildə cütləşmə qabiliyyəti deyilir tamamlayıcılıq(latınca complementus - əlavə).
Replikasiya aşağıdakı kimi baş verir.
Xüsusi hüceyrə mexanizmlərinin (fermentlərin) iştirakı ilə DNT ikiqat sarmal açılır, iplər ayrılır (fermuar açılan kimi) və tədricən iki zəncirin hər birinə müvafiq nukleotidlərin tamamlayıcı yarısı əlavə olunur.
Nəticədə bir DNT molekulu yerinə iki yeni eyni molekul əmələ gəlir. Üstəlik, hər yeni əmələ gələn ikiqat zəncirli DNT molekulu bir “köhnə” nukleotid zəncirindən və bir “yeni” zəncirdən ibarətdir.
DNT məlumatın əsas daşıyıcısı olduğundan, onun dublikat qabiliyyəti hüceyrə bölündükdə həmin irsi məlumatı yeni yaranan qız hüceyrələrə ötürməyə imkan verir.
Əvvəlki12345678Sonrakı
DAHA ÇOX GÖR:
Tamponlama və osmos.
Canlı orqanizmlərdə duzlar ionlar - müsbət yüklü kationlar və mənfi yüklü anionlar şəklində həll olunmuş vəziyyətdədirlər.
Hüceyrədə və onun mühitində kationların və anionların konsentrasiyası eyni deyil. Hüceyrədə kifayət qədər çox kalium və çox az natrium var. Hüceyrədənkənar mühitdə, məsələn, qan plazmasında və dəniz suyunda, əksinə, çoxlu natrium və az kalium var. Hüceyrələrin qıcıqlanması Na+, K+, Ca2+, Mg2+ ionlarının konsentrasiyalarının nisbətindən asılıdır.
Membranın müxtəlif tərəflərində ion konsentrasiyalarının fərqi maddələrin membrandan aktiv şəkildə ötürülməsini təmin edir.
Çoxhüceyrəli heyvanların toxumalarında Ca2+ bir hissəsidir hüceyrələrarası maddə, hüceyrələrin birləşməsini və onların nizamlı düzülməsini təmin edir.
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi
Hüceyrədəki osmotik təzyiq və onun tamponlama xassələri duz konsentrasiyasından asılıdır.
Bufer hüceyrənin tərkibindəki bir az qələvi reaksiyasını sabit səviyyədə saxlamaq qabiliyyətidir.
İki tampon sistemi var:
1) fosfat tampon sistemi - fosfor turşusu anionları hüceyrədaxili mühitin pH-nı 6,9 səviyyəsində saxlayır.
2) bikarbonat tampon sistemi - karbon turşusu anionları hüceyrədənkənar mühitin pH-nı 7,4 səviyyəsində saxlayır.
Bufer məhlullarında baş verən reaksiyaların tənliklərini nəzərdən keçirək.
Hüceyrə konsentrasiyası artarsa H+ , sonra hidrogen kationu karbonat anionuna qoşulur:
Hidroksid anionlarının konsentrasiyası artdıqca, onların bağlanması baş verir:
H + OH–+ H2O.
Bu yolla karbonat anionu sabit bir mühit saxlaya bilir.
Osmotik yarımkeçirici membranla ayrılmış iki məhluldan ibarət sistemdə baş verən hadisələrə deyilir.
IN bitki hüceyrəsi Yarımkeçirici filmlərin rolunu sitoplazmanın sərhəd qatları yerinə yetirir: plazmalemma və tonoplast.
Plazmalemma hüceyrə membranına bitişik olan sitoplazmanın xarici membranıdır. Tonoplast vakuolun ətrafını əhatə edən sitoplazmanın daxili membranıdır. Vakuollar sitoplazmada hüceyrə şirəsi ilə doldurulmuş boşluqlardır - karbohidratların, üzvi turşuların, duzların, aşağı molekulyar çəki zülallarının və piqmentlərin sulu məhlulu.
Hüceyrə şirəsində və xarici mühitdə (torpaqda, su obyektlərində) maddələrin konsentrasiyası adətən eyni olmur. Maddələrin hüceyrədaxili konsentrasiyası xarici mühitdən yüksək olarsa, ətraf mühitdən gələn su əks istiqamətdə olduğundan daha sürətli sürətlə hüceyrəyə, daha dəqiqi vakuola daxil olacaqdır. Hüceyrə şirəsinin həcminin artması ilə suyun hüceyrəyə daxil olması səbəbindən onun membrana möhkəm oturan sitoplazmaya təzyiqi artır. Hüceyrə tamamilə su ilə doymuş olduqda, onun maksimum həcmi olur.
dövlət daxili gərginlik hüceyrələr, yüksək su tərkibinə və onun membranındakı hüceyrə tərkibinin inkişaf edən təzyiqinə görə Turgor adlanır, orqanların formasını (məsələn, yarpaqlar, lignified gövdələr) və kosmosdakı vəziyyətini qoruyur. onların mexaniki amillərin təsirinə qarşı müqaviməti. Su itkisi turgorun azalması və solğunluq ilə əlaqələndirilir.
Hüceyrə içəridədirsə hipertonik həll, konsentrasiyası hüceyrə şirəsinin konsentrasiyasından böyükdür, onda hüceyrə şirəsindən suyun diffuziya sürəti ətrafdakı məhluldan hüceyrəyə suyun diffuziya sürətindən çox olacaqdır.
Hüceyrədən suyun ayrılması ilə əlaqədar olaraq hüceyrə şirəsinin həcmi azalır və turgor azalır. Hüceyrə vakuolunun həcminin azalması sitoplazmanın membrandan ayrılması ilə müşayiət olunur - bu baş verir. plazmoliz.
Plazmoliz zamanı plazmolizləşmiş protoplastın forması dəyişir. Əvvəlcə protoplast hüceyrə divarının arxasında yalnız müəyyən yerlərdə, çox vaxt künclərdə qalır. Bu formanın plazmolizinə bucaq deyilir
Sonra protoplast hüceyrə divarlarından geri qalmağa davam edir, müəyyən yerlərdə onlarla əlaqə saxlayır, bu nöqtələr arasında protoplastın səthi konkav formasına malikdir;
Bu mərhələdə plazmoliz konkav deyilir. Bu tip plazmoliz qabarıq plazmoliz adlanır.
Plazmolizləşmiş hüceyrə, konsentrasiyası hüceyrə şirəsinin konsentrasiyasından az olan hipotonik məhlulda yerləşdirilirsə, ətrafdakı məhluldan su vakuola daxil olur. Vakuolun həcminin artması nəticəsində hüceyrə şirəsinin sitoplazmaya təzyiqi artacaq və bu, ilkin mövqeyini alana qədər hüceyrə divarlarına yaxınlaşmağa başlayır - bu baş verəcəkdir. deplazmoliz
Tapşırıq №3
Verilmiş mətni oxuduqdan sonra aşağıdakı suallara cavab verin.
1) bufer tutumunun təyini
2) hüceyrənin buferlik xüsusiyyətlərini hansı anionların konsentrasiyası müəyyən edir?
3) hüceyrədə tamponlamanın rolu
4) bikarbonatda baş verən reaksiyaların tənliyi tampon sistemi(maqnit lövhəsində)
5) osmosun tərifi (nümunələr verin)
6) plazmoliz və deplazmoliz slaydlarının təyini
D.I.Mendeleyevin dövri cədvəlinin 70-ə yaxın kimyəvi elementi hüceyrədə olur, lakin bu elementlərin tərkibi onların ətraf mühitdəki konsentrasiyalarından əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir ki, bu da üzvi dünyanın birliyini sübut edir.
Hüceyrədə mövcud olan kimyəvi elementlər üç böyük qrupa bölünür: makroelementlər, mezoelementlər (oliqoelementlər) və mikroelementlər.
Bunlara əsas üzvi maddələrin bir hissəsi olan karbon, oksigen, hidrogen və azot daxildir. Mezoelementlər hüceyrə kütləsinin təxminən 1,9%-ni təşkil edən kükürd, fosfor, kalium, kalsium, natrium, dəmir, maqnezium, xlordur.
Kükürd və fosfor ən vacib üzvi birləşmələrin tərkib hissəsidir. Hüceyrədə konsentrasiyası təxminən 0,1% olan kimyəvi elementlər mikroelementlər kimi təsnif edilir. Bunlar sink, yod, mis, manqan, flüor, kobalt və s.
Hüceyrə maddələri qeyri-üzvi və üzvi bölünür.
Qeyri-üzvi maddələrə su və mineral duzlar daxildir.
Fiziki-kimyəvi xassələrinə görə hüceyrədəki su həlledici, reaksiyalar üçün mühit, başlanğıc maddə və kimyəvi reaksiyaların məhsuludur, nəqliyyat və termorequlyasiya funksiyalarını yerinə yetirir, hüceyrəyə elastiklik verir, bitki hüceyrəsinin hərəkətini təmin edir.
Hüceyrədəki mineral duzlar həll olunmuş və ya həll olunmamış vəziyyətdə ola bilər.
Həll olunan duzlar ionlara parçalanır. Ən vacib kationlar maddələrin membrandan keçməsini asanlaşdıran və sinir impulslarının meydana gəlməsində və keçirilməsində iştirak edən kalium və natriumdur; əzələ liflərinin büzülməsi və qanın laxtalanması proseslərində iştirak edən kalsium, xlorofilin bir hissəsi olan maqnezium və hemoglobin də daxil olmaqla bir sıra zülalların bir hissəsi olan dəmir. Sink pankreas hormonunun molekulunun bir hissəsidir - insulin, mis fotosintez və tənəffüs prosesləri üçün lazımdır.
Ən vacib anionlar ATP və nuklein turşularının bir hissəsi olan fosfat anionu və ətraf mühitin pH-nın dəyişməsini yumşaldan karbon turşusu qalığıdır.
Kalsium və fosfor çatışmazlığı raxit xəstəliyinə, dəmir çatışmazlığı anemiyaya səbəb olur.
Hüceyrənin üzvi maddələri karbohidratlar, lipidlər, zülallar, nuklein turşuları, ATP, vitaminlər və hormonlarla təmsil olunur.
Karbohidratlar ilk növbədə üç kimyəvi elementdən ibarətdir: karbon, oksigen və hidrogen.
Onların ümumi formula Cm(H20)n. Sadə və mürəkkəb karbohidratlar var. Sadə karbohidratlar (monosakkaridlər) bir şəkər molekulundan ibarətdir. Onlar pentoza (C5) və heksoza (C6) kimi karbon atomlarının sayına görə təsnif edilirlər. Pentozalara riboza və deoksiriboza daxildir. Riboza RNT və ATP-nin bir hissəsidir. Dezoksiriboza DNT-nin tərkib hissəsidir. Heksozlar qlükoza, fruktoza, qalaktoza və s.
Onlar hüceyrə mübadiləsində fəal iştirak edir və mürəkkəb karbohidratların - oliqosakaridlərin və polisaxaridlərin bir hissəsidir. Oliqosakaridlərə (disaxaridlərə) saxaroza (qlükoza + fruktoza), laktoza və ya süd şəkəri (qlükoza + qalaktoza) və s.
Polisaxaridlərə misal olaraq nişasta, glikogen, sellüloza və xitin daxildir.
Karbohidratlar hüceyrədə plastik (tikinti), enerji (1 q karbohidratın parçalanmasının enerji dəyəri 17,6 kJ), saxlama və dəstək funksiyalarını yerinə yetirir. Karbohidratlar da kompleks lipidlərin və zülalların bir hissəsi ola bilər.
Lipidlər hidrofobik maddələr qrupudur.
Bunlara yağlar, mum steroidləri, fosfolipidlər və s.
Yağ molekulunun quruluşu
Yağ üç atomlu spirt qliserin və daha yüksək üzvi (yağ) turşularının efiridir. Yağ molekulunda hidrofilik hissəni - "baş" (qliserin qalığı) və hidrofobik hissəni - "quyruqları" (qalıqlar) ayırd etmək olar. yağ turşuları), buna görə də suda yağ molekulu ciddi şəkildə müəyyən edilmiş şəkildə istiqamətlənir: hidrofilik hissə suya, hidrofobik hissə isə ondan uzaqlaşır.
Lipidlər hüceyrədə plastik (tikinti), enerji (1 q yağın parçalanmasının enerji dəyəri 38,9 kJ), saxlama, qoruyucu (yastıqlama) və tənzimləyici (steroid hormonlar) funksiyalarını yerinə yetirir.
Zülallar monomerləri amin turşuları olan biopolimerlərdir.
Amin turşuları bir amin qrupu, bir karboksil qrupu və bir radikal ehtiva edir. Amin turşuları yalnız radikallarına görə fərqlənir. Zülalların tərkibində 20 əsas amin turşusu var. Amin turşuları bir peptid bağı yaratmaq üçün bir-birinə bağlanır.
20-dən çox amin turşusundan ibarət zəncir polipeptid və ya zülal adlanır. Zülallar dörd əsas struktur təşkil edir: birincili, ikincili, üçüncülü və dördüncülü.
İlkin quruluş bir peptid bağı ilə bağlanan amin turşularının ardıcıllığıdır.
İkinci dərəcəli quruluş, spiralın və ya qıvrımların müxtəlif növbələrinin peptid qruplarının oksigen və hidrogen atomları arasında hidrogen bağları ilə bir yerdə saxlanılan bir spiral və ya bükülmüş quruluşdur.
Üçüncü quruluş (qlobul) hidrofobik, hidrogen, disulfid və digər bağlarla bir yerdə saxlanılır.
Proteinin üçüncü quruluşu
Üçüncü quruluş bədəndəki zülalların əksəriyyəti üçün xarakterikdir, məsələn, əzələ miyoglobin.
Zülalın dördüncü quruluşu.
Dördüncü quruluş ən mürəkkəbdir, əsasən üçüncüdə olduğu kimi eyni bağlarla bağlanan bir neçə polipeptid zəncirindən əmələ gəlir.
Dördüncü quruluş hemoqlobin, xlorofil və s.
Zülallar sadə və mürəkkəb ola bilər. Sadə zülallar yalnız amin turşularından, mürəkkəb zülallarda (lipoproteinlər, xromoproteinlər, qlikoproteinlər, nukleoproteinlər və s.) zülal və qeyri-zülal hissələr var.
Məsələn, globin zülalının dörd polipeptid zəncirindən əlavə, hemoglobinin tərkibində zülal olmayan bir hissə - hem var, onun mərkəzində hemoglobinə qırmızı rəng verən bir dəmir ionu var.
Zülalların funksional fəaliyyəti ətraf mühit şəraitindən asılıdır.
Zülal molekulunun strukturunun ilkin strukturuna qədər itirilməsi denaturasiya adlanır. İkinci dərəcəli və daha yüksək strukturların bərpasının əks prosesi renaturasiyadır. Zülal molekulunun tam məhvinə məhvetmə deyilir.
Zülallar hüceyrədə bir sıra funksiyaları yerinə yetirir: plastik (tikinti), katalitik (fermentativ), enerji (1 q zülalın parçalanmasının enerji dəyəri 17,6 kJ), siqnal (reseptor), kontraktil (hərəkət), nəqliyyat, qoruyucu, tənzimləyici, saxlama.
Nuklein turşuları monomerləri nukleotidlər olan biopolimerlərdir.
Nukleotidin tərkibində azotlu əsas, pentoza şəkər qalığı və ortofosfor turşusu qalığı var. Nuklein turşularının iki növü var: ribonuklein turşusu (RNT) və deoksiribonuklein turşusu (DNT).
DNT dörd növ nukleotiddən ibarətdir: adenin (A), timin (T), guanin (G) və sitozin (C). Bu nukleotidlərin tərkibində şəkər dezoksiribozası var. DNT üçün Chargaff qaydaları:
1) DNT-də adenil nukleotidlərin sayı timidil nukleotidlərin sayına bərabərdir (A = T);
2) DNT-dəki quanil nukleotidlərin sayı sitidil nukleotidlərinin sayına bərabərdir (G = C);
3) adenil və quanil nukleotidlərinin cəmi timidil və sitidil nukleotidlərinin cəminə bərabərdir (A + G = T + C).
DNT-nin quruluşunu F.
Crick və D. Watson ( Nobel mükafatı fiziologiya və tibb 1962). DNT molekulu ikiqat sarmaldır.
Hüceyrə və onun kimyəvi tərkibi
Nukleotidlər fosfor turşusu qalıqları vasitəsilə bir-birinə bağlanaraq fosfodiester bağı əmələ gətirir, azotlu əsaslar isə içəriyə doğru yönəlir. Zəncirdəki nukleotidlər arasındakı məsafə 0,34 nm-dir.
Müxtəlif zəncirlərin nukleotidləri bir-birinə tamamlayıcılıq prinsipinə görə hidrogen rabitəsi ilə bağlanır: adenin timinlə iki hidrogen rabitəsi (A = T), guanin isə üç (G = C) ilə sitozinə bağlanır.
Nukleotid quruluşu
DNT-nin ən mühüm xüsusiyyəti replikasiya (özünü çoxaltma) qabiliyyətidir.
DNT-nin əsas funksiyası irsi məlumatların saxlanması və ötürülməsidir.
Nüvədə, mitoxondriyada və plastidlərdə cəmləşmişdir.
RNT də dörd nukleotiddən ibarətdir: adenin (A), urasil (U), guanin (G) və sitozin (C). İçindəki pentoza şəkər qalığı riboza ilə təmsil olunur.
RNT əsasən tək zəncirli molekullardır. Üç növ RNT var: messenger RNT (i-RNT), transfer RNT (t-RNT) və ribosomal RNT (r-RNT).
tRNT-nin strukturu
Onların hamısı DNT-dən i-RNT-yə yenidən yazılan irsi məlumatın həyata keçirilməsi prosesində fəal iştirak edir və sonuncuda artıq zülal sintezi həyata keçirilir, t-RNT protein sintezi prosesində amin turşularını hüceyrəyə gətirir. ribosomlar, r-RNT ribosomların özlərinin bir hissəsidir.
Canlı hüceyrənin kimyəvi tərkibi
Hüceyrənin tərkibində müxtəlif kimyəvi birləşmələr var. Onların bəziləri - qeyri-üzvi - cansız təbiətdə də var. Bununla belə, hüceyrələr ən çox üzvi birləşmələrlə xarakterizə olunur, molekulları çox mürəkkəb bir quruluşa malikdir.
Hüceyrənin qeyri-üzvi birləşmələri. Su və duzlar qeyri-üzvi birləşmələrdir. Hüceyrələrin çoxunda su var. Bütün həyat prosesləri üçün lazımdır.
Su yaxşı həlledicidir. Sulu bir məhlulda müxtəlif maddələrin kimyəvi qarşılıqlı təsiri baş verir. Çözünmüş vəziyyətdə qida maddələri hüceyrələrarası maddədən membran vasitəsilə hüceyrəyə nüfuz edir. Su həm də hüceyrədə baş verən reaksiyalar nəticəsində əmələ gələn maddələrin çıxarılmasına kömək edir.
Hüceyrələrin həyat prosesləri üçün ən vacib duzlar K, Na, Ca, Mg və s.
Hüceyrənin üzvi birləşmələri. Hüceyrə funksiyasının həyata keçirilməsində əsas rol üzvi birləşmələrə aiddir. Onların arasında ən yüksək dəyər zülallar, yağlar, karbohidratlar və nuklein turşuları var.
Zülallar hər hansı bir canlı hüceyrənin əsas və ən mürəkkəb maddələridir.
Zülal molekulunun ölçüsü molekullarınkindən yüzlərlə və minlərlə dəfə böyükdür qeyri-üzvi birləşmələr. Zülallar olmadan həyat yoxdur. Bəzi zülallar katalizator rolunu oynayaraq kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir. Belə zülallara fermentlər deyilir.
Yağlar və karbohidratlar daha az mürəkkəb quruluşa malikdir.
Onlar hüceyrənin tikinti materialıdır və bədənin həyati prosesləri üçün enerji mənbəyi kimi xidmət edirlər.
Nuklein turşuları əmələ gəlir hüceyrə nüvəsi. Onların adı buradan gəlir (Latın Nucleus - nüvə). Xromosomların bir hissəsi olaraq nuklein turşuları hüceyrənin irsi xüsusiyyətlərinin saxlanmasında və ötürülməsində iştirak edir. Nuklein turşuları zülalların əmələ gəlməsini təmin edir.
Hüceyrənin həyati xüsusiyyətləri. Hüceyrənin əsas həyati xüsusiyyəti maddələr mübadiləsidir.
Hüceyrələrarası maddədən hüceyrələrə daim qida və oksigen verilir və çürümə məhsulları buraxılır. Hüceyrəyə daxil olan maddələr biosintez proseslərində iştirak edir. Biosintez daha sadə maddələrdən zülalların, yağların, karbohidratların və onların birləşmələrinin əmələ gəlməsidir. Biosintez prosesi zamanı orqanizmin müəyyən hüceyrələrinə xas olan maddələr əmələ gəlir.
Məsələn, əzələ daralmasını təmin edən əzələ hüceyrələrində zülallar sintez olunur.
Biosintezlə eyni vaxtda hüceyrələrdə üzvi birləşmələr parçalanır. Parçalanma nəticəsində daha sadə quruluşlu maddələr əmələ gəlir. Parçalanma reaksiyasının çox hissəsi oksigenlə bağlıdır və enerji buraxır.
Hüceyrənin kimyəvi təşkili
Bu enerji hüceyrədə baş verən həyat proseslərinə sərf olunur. Biosintez və parçalanma prosesləri enerji çevrilməsi ilə müşayiət olunan maddələr mübadiləsini təşkil edir.
Hüceyrələr böyümə və çoxalma ilə xarakterizə olunur. İnsan bədənindəki hüceyrələr yarıya bölünərək çoxalır. Yaranan qız hüceyrələrinin hər biri böyüyür və ana hüceyrənin ölçüsünə çatır. Yeni hüceyrələr ana hüceyrənin funksiyasını yerinə yetirir.
Hüceyrələrin ömrü dəyişir: bir neçə saatdan on ilə qədər.
Canlı hüceyrələr ətraf mühitdəki fiziki və kimyəvi dəyişikliklərə cavab vermək qabiliyyətinə malikdir. Hüceyrələrin bu xüsusiyyətinə həyəcanlılıq deyilir. Eyni zamanda, hüceyrələr istirahət vəziyyətindən iş vəziyyətinə keçir - həyəcan. Hüceyrələrdə həyəcanlandıqda maddələrin biosintezi və parçalanma sürəti, oksigen istehlakı və temperatur dəyişir. Həyəcanlı vəziyyətdə müxtəlif hüceyrələr xarakterik funksiyalarını yerinə yetirirlər.
Glandular hüceyrələr maddələr əmələ gətirir və ifraz edir, əzələ hüceyrələri büzülür, sinir hüceyrələri zəif elektrik siqnalı meydana gəlir - sinir impulsu, hüceyrə membranlarına yayıla bilər.
Bədənin daxili mühiti.
Bədəndəki hüceyrələrin əksəriyyəti xarici mühitlə əlaqəli deyil. Onların həyat fəaliyyətini 3 növ mayedən ibarət daxili mühit təmin edir: hüceyrələrin birbaşa təmasda olduğu hüceyrələrarası (toxuma) maye, qan və limfa. Daxili mühit hüceyrələri həyati funksiyaları üçün lazım olan maddələrlə təmin edir və onun vasitəsilə çürümə məhsulları çıxarılır.
Bədənin daxili mühiti tərkibinin və fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinin nisbi sabitliyinə malikdir. Yalnız bu vəziyyətdə hüceyrələr normal fəaliyyət göstərə bilər.
Metabolizm, üzvi birləşmələrin biosintezi və parçalanması, böyümə, çoxalma, həyəcanlılıq hüceyrələrin əsas həyati xüsusiyyətləridir.
Hüceyrələrin həyati xüsusiyyətləri bədənin daxili mühitinin tərkibinin nisbi sabitliyi ilə təmin edilir.
Atlas: insan anatomiyası və fiziologiyası. Tam praktik bələdçi Elena Yuryevna Zigalova
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi
Hüceyrənin tərkibinə 100-dən çox kimyəvi element daxildir, onlardan dördü kütlənin təxminən 98%-ni təşkil edir, bu orqanogenlər: oksigen (65-75%), karbon (15-18%), hidrogen (8-10%) və azot (1,5-3,0%). Qalan elementlər üç qrupa bölünür: makroelementlər - onların bədəndəki məzmunu 0,01% -dən çoxdur); mikroelementlər (0,00001-0,01%) və ultramikroelementlər (0,00001-dən az). Makroelementlərə kükürd, fosfor, xlor, kalium, natrium, maqnezium, kalsium daxildir. Mikroelementlərə dəmir, sink, mis, yod, flüor, alüminium, mis, manqan, kobalt və s.. Ultramikroelementlərə selen, vanadium, silisium, nikel, litium, gümüş və s. Tərkibində çox az olmasına baxmayaraq, mikroelementlər və ultramikroelementlər çox mühüm rol oynayır. Əsasən maddələr mübadiləsinə təsir göstərirlər. Onlarsız hər bir hüceyrənin və bütövlükdə orqanizmin normal fəaliyyəti mümkün deyil.
düyü. 1. Ultramikroskopik hüceyrə quruluşu. 1 – sitolemma ( plazma membran); 2 – pinositotik veziküllər; 3 – sentrozom, hüceyrə mərkəzi (sitomərkəz); 4 – hialoplazma; 5 – endoplazmatik retikulum: a – dənəvər retikulumun membranı; b - ribosomlar; 6 – perinuklear boşluğun endoplazmatik retikulumun boşluqları ilə əlaqəsi; 7 - əsas; 8 – nüvə məsamələri; 9 – dənəvər olmayan (hamar) endoplazmatik retikulum; 10 – nüvəcik; 11 – daxili retikulyar aparat (Golgi kompleksi); 12 – ifrazat vakuolları; 13 – mitoxondriya; 14 – liposomlar; 15 - faqositozun üç ardıcıl mərhələsi; 16 – hüceyrə membranının (sitolemmanın) endoplazmatik retikulumun membranları ilə əlaqəsi
Hüceyrə qeyri-üzvi və üzvi maddələrdən ibarətdir. Qeyri-üzvi maddələr arasında ən çox su var. Hüceyrədəki suyun nisbi miqdarı 70-80% arasındadır. Su universal bir həlledicidir; hüceyrədəki bütün biokimyəvi reaksiyalar onun içində baş verir. Suyun iştirakı ilə termoregulyasiya aparılır. Suda həll olan maddələr (duzlar, əsaslar, turşular, zülallar, karbohidratlar, spirtlər və s.) hidrofil adlanır. Hidrofobik maddələr (yağlar və yağa bənzər maddələr) suda həll olunmur. Digər qeyri-üzvi maddələr (duzlar, turşular, əsaslar, müsbət və mənfi ionlar) 1,0-1,5% təşkil edir.
Üzvi maddələr arasında zülallar (10-20%), yağlar və ya lipidlər (1-5%), karbohidratlar (0,2-2,0%) və nuklein turşuları (1-2%) üstünlük təşkil edir. Aşağı molekulyar çəkili maddələrin tərkibi 0,5% -dən çox deyil.
Molekul dələçoxlu sayda təkrarlanan monomer vahidlərindən ibarət polimerdir. Amin turşusu zülal monomerləri (onlardan 20-si) bir-biri ilə peptid bağları ilə bağlanaraq polipeptid zəncirini (zülalın ilkin quruluşu) əmələ gətirir. O, spiral şəklində bükülür və öz növbəsində zülalın ikincil strukturunu əmələ gətirir. Polipeptid zəncirinin spesifik məkan oriyentasiyasına görə zülal molekulunun spesifikliyini və bioloji aktivliyini təyin edən zülalın üçüncü strukturu yaranır. Bir neçə üçüncü quruluş bir-biri ilə birləşərək dördüncü quruluş əmələ gətirir.
Zülallar yerinə yetirir əsas funksiyalar. Fermentlər– hüceyrədə kimyəvi reaksiyaların sürətini yüz minlərlə milyon dəfə artıran bioloji katalizatorlar zülallardır. Zülallar, bütün hüceyrə strukturlarının bir hissəsi olmaqla, plastik (tikinti) funksiyasını yerinə yetirirlər. Hüceyrə hərəkətləri də zülallar tərəfindən həyata keçirilir. Maddələrin hüceyrəyə, hüceyrədən kənara və hüceyrə daxilində daşınmasını təmin edirlər. Zülalların (antikorların) qoruyucu funksiyası vacibdir. Zülallar enerji mənbələrindən biridir.
Karbohidratlar monosaxaridlərə və polisaxaridlərə bölünür. Sonuncular, amin turşuları kimi monomerlər olan monosaxaridlərdən qurulur. Hüceyrədəki monosaxaridlər arasında ən vacibləri qlükoza, fruktoza (altı karbon atomu var) və pentozadır (beş karbon atomu). Pentozlar nuklein turşularının bir hissəsidir. Monosakkaridlər suda çox həll olunur. Polisaxaridlər suda zəif həll olunur (heyvan hüceyrələrində qlikogen, bitki hüceyrələrində nişasta və sellüloza karbohidratlar zülallarla (qlikoproteinlər), yağlar (qlikolipidlər) ilə birləşən enerji mənbəyidir); qarşılıqlı təsirlər.
TO lipidlər piylər və yağ kimi maddələr daxildir. Yağ molekulları qliserin və yağ turşularından əmələ gəlir. Yağ kimi maddələrə xolesterol, bəzi hormonlar və lesitin daxildir. Hüceyrə membranlarının əsas komponentləri olan lipidlər (onlar aşağıda təsvir edilmişdir) bununla da tikinti funksiyasını yerinə yetirirlər. Lipidlər ən vacib enerji mənbəyidir. Beləliklə, 1 q zülalın və ya karbohidratın tam oksidləşməsi 17,6 kJ enerji buraxırsa, 1 q yağın tam oksidləşməsi 38,9 kJ buraxır. Lipidlər termoregulyasiyanı həyata keçirir və orqanları qoruyur (yağ kapsulları).
Nuklein turşuları monomerlər və nukleotidlər tərəfindən əmələ gələn polimer molekullarıdır. Nukleotid purin və ya pirimidin bazasından, şəkərdən (pentoza) və fosfor turşusu qalığından ibarətdir. Bütün hüceyrələrdə iki növ nuklein turşusu var: əsasların və şəkərlərin tərkibində fərqlənən dezoksiribonuklein turşusu (DNT) və ribonuklein turşusu (RNT) (Cədvəl 1, düyü. 2).
düyü. 2. Nuklein turşularının fəza quruluşu (B. Alberts və başqalarına görə, düzəlişlə). I – RNT; II – DNT; lentlər – şəkər fosfat onurğaları; A, C, G, T, U – azotlu əsaslar, aralarındakı qəfəslər – hidrogen bağları
Bir DNT molekulu ikiqat spiral şəklində bir-birinin ətrafında bükülmüş iki polinükleotid zəncirindən ibarətdir. Hər iki zəncirin azotlu əsasları bir-birinə tamamlayıcı hidrogen bağları ilə bağlıdır. Adenin yalnız timinlə, sitozin isə guaninlə birləşir(A – T, G – C). DNT hüceyrənin sintez etdiyi zülalların spesifikliyini, yəni polipeptid zəncirindəki amin turşularının ardıcıllığını təyin edən genetik məlumatı ehtiva edir. DNT hüceyrənin bütün xüsusiyyətlərini miras yolu ilə ötürür. DNT nüvədə və mitoxondriyada olur.
Bir RNT molekulu bir polinükleotid zəncirindən əmələ gəlir. Hüceyrələrdə üç növ RNT var. DNT-nin nukleotid ardıcıllığı haqqında məlumatı ribosomlara ötürən informasiya və ya xəbərçi RNT tRNA (ingilis dilindən - "vasitəçi") (aşağıya bax).
Amin turşularını ribosomlara daşıyan transfer RNT (tRNA). Ribosomların əmələ gəlməsində iştirak edən ribosom RNT (rRNT). RNT nüvədə, ribosomlarda, sitoplazmada, mitoxondrilərdə və xloroplastlarda olur.
Cədvəl 1
Nuklein turşusu tərkibi
Hüceyrədəki kimyəvi maddələr, xüsusən də onların tərkibi kimyəvi baxımdan makro və mikroelementlərə bölünür. Bununla birlikdə, faizi 0,0000001% olan kimyəvi elementləri ehtiva edən ultramikroelementlər qrupu da var.
Tək kimyəvi birləşmələr qəfəsdə daha çox, başqaları azdır. Lakin hüceyrənin bütün əsas elementləri makroelementlər qrupuna aiddir. Prefiks makro çox şey deməkdir.
Atom səviyyəsindəki canlı orqanizmin cansız təbiət obyektlərindən heç bir fərqi yoxdur. O, cansız cisimlərlə eyni atomlardan ibarətdir. Bununla belə, canlı orqanizmdə kimyəvi elementlərin, xüsusən də əsas həyat proseslərini təmin edənlərin sayı faiz baxımından daha çoxdur.
Hüceyrə kimyəvi maddələri
dələlər
Hüceyrənin əsas maddələri zülallardır. Onlar hüceyrə kütləsinin 50%-ni tuturlar. Zülallar çox şey yerinə yetirir müxtəlif funksiyalar Canlıların bədənində zülallar da öz oxşar və funksiyalarına görə bir çox başqa maddələrdir.
Kimyəvi quruluşuna görə zülallar peptid bağları ilə bağlanmış amin turşularından ibarət biopolimerlərdir. Qeyd etmək istərdim ki, zülalların tərkibini əsasən amin turşusu qalıqları tutur.
Zülalların kimyəvi tərkibi sabit orta azot miqdarı ilə xarakterizə olunur - təxminən 16%. Qeyd etmək istərdim ki, xüsusi fermentlərin təsiri altında, həmçinin turşularla qızdırma zamanı zülallar hidrolizə məruz qalır. Bu, onların əsas xüsusiyyətlərindən biridir.
Karbohidratlar
Karbohidratlar təbiətdə çox geniş yayılmışdır və bitki və heyvanların həyatında çox mühüm rol oynayır. Onlar iştirak edirlər müxtəlif proseslər bədəndə maddələr mübadiləsi və bir çox təbii birləşmələrin tərkib hissəsidir.
Tərkibinə, quruluşuna və fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərinə görə karbohidratlar iki qrupa bölünür: sadə - bunlar monosaxaridlər və mürəkkəb - monosaxaridlərin kondensasiya məhsulları. Mürəkkəb karbohidratlar arasında iki qrup da var: oliqosakaridlər (monosaxarid qalıqlarının sayı ikidən ona qədərdir) və polisaxaridlər (monosaxarid qalıqlarının sayı ondan çox).
Lipidlər
Lipidlər orqanizmlər üçün əsas enerji mənbəyidir. Canlı orqanizmlərdə lipidlər ən azı üç əsas funksiyanı yerinə yetirirlər: onlar membranların əsas struktur komponentləridir, ümumi enerji ehtiyatıdır, həmçinin heyvanların, bitkilərin və mikroorqanizmlərin bütövlükdə qoruyucu rolunu oynayırlar.
Hüceyrədəki lipidlər sinfinə aid olan kimyəvi maddələr xüsusi xüsusiyyətə malikdir - suda həll olunmur, üzvi həlledicilərdə az həll olunur.
Nuklein turşuları
Canlı orqanizmlərin hüceyrələrində iki növ həyati vacib nuklein turşusu aşkar edilmişdir: dezoksiribonuklein turşusu (DNT) və ribonuklein turşusu (RNT). Nuklein turşuları tərkibində azot olan kompleks birləşmələrdir.
Tam hidroliz vəziyyətində, nuklein turşuları daha kiçik birləşmələrə parçalanır, yəni: azotlu əsaslar, karbohidratlar və fosfat turşusu. Nuklein turşularının natamam hidrolizi zamanı nukleozidlər və nukleotidlər yaranır. Nuklein turşularının əsas funksiyası genetik məlumatın saxlanması və bioloji aktiv maddələrin daşınmasıdır.
Bir qrup makroelementlər hüceyrə həyatının əsas mənbəyidir
Makroelementlər qrupuna oksigen, karbon, hidrogen, azot, kalium, fosfor, kükürd, maqnezium, natrium, kalsium, xlor və başqaları kimi əsas kimyəvi elementlər daxildir. Onların bir çoxu, məsələn, fosfor, azot, kükürd bədən hüceyrələrinin həyat proseslərindən məsul olan müxtəlif birləşmələrin bir hissəsidir. Bu elementlərin hər birinin öz funksiyası var, onsuz hüceyrənin mövcudluğu qeyri-mümkündür.
- Məsələn, oksigen hüceyrənin demək olar ki, bütün üzvi maddələrinə və birləşmələrinə daxildir. Çoxları üçün, xüsusən aerob orqanizmlər, oksigen bu orqanizmin hüceyrələrini tənəffüs zamanı enerji ilə təmin edən oksidləşdirici maddə kimi çıxış edir. Canlı orqanizmlərdə ən çox oksigen su molekullarında olur.
- Karbon da bir çox hüceyrə birləşmələrinin bir hissəsidir. CaCO3 molekulunun tərkibindəki karbon atomları canlı orqanizmlərin skeletinin əsasını təşkil edir. Üstəlik, karbon tənzimləyir hüceyrə funksiyaları və bitkilərin fotosintez prosesində mühüm rol oynayır.
- Hidrogen hüceyrədəki su molekullarında olur. Onun əsas rol hüceyrənin strukturunda bir çox mikroskopik bakteriyalar enerji əldə etmək üçün hidrogeni oksidləşdirir.
- Azot hüceyrənin əsas komponentlərindən biridir. Onun atomları nuklein turşularının, bir çox zülalların və amin turşularının bir hissəsidir. Azot qan təzyiqinin tənzimlənməsi prosesində N O şəklində iştirak edir və canlı orqanizmdən sidiklə xaric olur.
Kükürd və fosfor orqanizmlərin həyatı üçün heç də az əhəmiyyət kəsb etmir. Birincisi bir çox amin turşusunda və buna görə də zülallarda olur. Fosfor isə canlı orqanizmin əsas və ən böyük enerji mənbəyi olan ATP-nin əsasını təşkil edir. Üstəlik, mineral duzlar şəklində olan fosfor diş və sümük toxumalarında olur.
Kalsium və maqnezium bədən hüceyrələrinin vacib komponentləridir. Kalsium qanı laxtalandırır, buna görə də canlılar üçün çox vacibdir. O, həmçinin bir çox hüceyrədaxili prosesləri tənzimləyir. Maqnezium bədəndə DNT-nin yaradılmasında iştirak edir, üstəlik, bir çox fermentlər üçün kofaktordur.
Hüceyrənin natrium və kalium kimi makroelementlərə də ehtiyacı var. Natrium hüceyrənin membran potensialını saxlayır, kalium isə sinir impulsları və ürək əzələlərinin normal işləməsi üçün lazımdır.
Mikroelementlərin canlı orqanizm üçün əhəmiyyəti
Bütün əsas hüceyrə maddələri təkcə makroelementlərdən deyil, həm də mikroelementlərdən ibarətdir. Bunlara sink, selen, yod, mis və başqaları daxildir. Hüceyrədə, əsas maddələrin bir hissəsi olaraq, onlar kiçik miqdarda olur, lakin oynayırlar mühüm rol bədən proseslərində. Məsələn, selenium bir çox əsas prosesləri tənzimləyir, mis bir çox fermentin tərkib hissələrindən biridir, sink isə mədəaltı vəzinin əsas hormonu olan insulinin tərkibində əsas elementdir.
Hüceyrənin kimyəvi tərkibi - video
Bu video dərs “Hüceyrə: quruluş, kimyəvi birləşmə və həyat fəaliyyəti”. Hüceyrələri öyrənən elm sitologiya adlanır. Bu dərsdə bədənimizin ən kiçik struktur vahidinin quruluşunu müzakirə edəcəyik, kimyəvi tərkibini öyrənəcəyik və həyati funksiyalarının necə həyata keçirildiyini nəzərdən keçirəcəyik.
Mövzu: İnsan orqanizminə ümumi baxış
Dərs: Hüceyrə: quruluşu, kimyəvi tərkibi və həyati funksiyaları
İnsan bədəni çoxhüceyrəli nəhəng bir dövlətdir. Hüceyrə - struktur vahidi həm bitki, həm də heyvan orqanizmləri. Hüceyrələri öyrənən elmə deyilir.
Hüceyrələr forma, quruluş və funksiya baxımından son dərəcə müxtəlifdir, lakin onların hamısı ümumi bir quruluşa malikdir. Amma forması, ölçüsü və xüsusiyyətləri orqanın yerinə yetirdiyi funksiyadan asılıdır.
Hüceyrələrin mövcudluğu ilk dəfə 1665-ci ildə görkəmli ingilis fiziki, riyaziyyatçısı və mikroskopçusu Robert Huk tərəfindən bildirilmişdir.
düyü. 1.
Hukun kəşfindən bəri bütün növ heyvan və bitki növlərində hüceyrələr mikroskop altında müşahidə edilmişdir. Və onların hamısının ümumi struktur planı var idi. Ancaq işıq mikroskopu ilə yalnız sitoplazma və nüvə görünə bilərdi. Görünüş elektron mikroskop alimlərə nəinki başqalarını görməyə, həm də onların ultrastrukturunu araşdırmaq imkanı verdi.
1. Kolesov D.V., Maş R.D., Belyaev İ.N. Biologiya 8 M.: Bustard - səh. 32, tapşırıqlar və sual 2, 3, 5.
2. Hüceyrənin əsas hissələri hansılardır?
3. Hüceyrə orqanoidləri haqqında məlumat verin.
4. Mikroskopun kəşf tarixinə dair hesabat hazırlayın.
