Uy Pulpit Barcha hujayralarning tarkibi. Hujayra tuzilishi

Pulpit

Barcha hujayralarning tarkibi. Hujayra tuzilishi

Hujayra- Yerdagi hayotning elementar birligi. U tirik organizmning barcha xususiyatlariga ega: u o'sadi, ko'payadi, atrof-muhit bilan moddalar va energiya almashadi, tashqi ogohlantirishlarga ta'sir qiladi. Biologik evolyutsiyaning boshlanishi Yerda paydo bo'lishi bilan bog'liq hujayra shakllari hayot. Bir hujayrali organizmlar bir-biridan alohida mavjud bo'lgan hujayralardir. Barcha ko'p hujayrali organizmlar - hayvonlar va o'simliklarning tanasi murakkab organizmni tashkil etuvchi o'ziga xos bloklar bo'lgan ko'p yoki kamroq hujayralardan qurilgan. Hujayra yaxlit tirik tizim - alohida organizmmi yoki uning faqat bir qismini tashkil qiladimi, qat'i nazar, u barcha hujayralar uchun umumiy xususiyatlar va xususiyatlar to'plamiga ega.

Hujayraning kimyoviy tarkibi

Mendeleyev davriy sistemasining 60 ga yaqin elementi hujayralarda jonsiz tabiatda ham uchraydi. Bu tirik va jonsiz tabiatning umumiyligining isbotlaridan biridir. Tirik organizmlarda eng keng tarqalgan vodorod, kislorod, uglerod Va azot, bu hujayra massasining taxminan 98% ni tashkil qiladi. Bu vodorod, kislorod, uglerod va azotning o'ziga xos kimyoviy xossalari bilan bog'liq bo'lib, buning natijasida ular biologik funktsiyalarni bajaradigan molekulalarni shakllantirish uchun eng mos bo'lib chiqdi. Ushbu to'rtta element ikkita atomga tegishli elektronlarni juftlashtirib, juda kuchli kovalent bog'lanishlarni yaratishga qodir. Kovalent bog'langan uglerod atomlari son-sanoqsiz turli xil organik molekulalarning ramkalarini hosil qilishi mumkin. Uglerod atomlari kislorod, vodorod, azot va oltingugurt bilan osongina kovalent aloqalar hosil qilganligi sababli, organik molekulalar juda murakkablik va tuzilish xilma-xilligiga erishadilar.

To'rt asosiy elementga qo'shimcha ravishda, hujayra sezilarli miqdorda (foizning 10 va 100 kasrlarini) o'z ichiga oladi. temir, kaliy, natriy, kaltsiy, magniy, xlor, fosfor Va oltingugurt. Boshqa barcha elementlar ( sink, mis, yod, ftor, kobalt, marganets boshqalar) hujayrada juda oz miqdorda bo'ladi va shuning uchun mikroelementlar deb ataladi.

Kimyoviy elementlar noorganik va tarkibiga kiradi organik birikmalar. Noorganik birikmalarga suv, mineral tuzlar, karbonat angidrid, kislotalar va asoslar kiradi. Organik birikmalar sincaplar, nuklein kislotalar, uglevodlar, yog'lar(lipidlar) va lipoidlar.

Ba'zi oqsillarni o'z ichiga oladi oltingugurt. Ajralmas qism nuklein kislotalardir fosfor. Gemoglobin molekulasi o'z ichiga oladi temir, magniy molekula qurilishida ishtirok etadi xlorofill. Mikroelementlar tirik organizmlarda nihoyatda kam miqdorda bo'lishiga qaramay, hayot jarayonlarida muhim rol o'ynaydi. Yod qalqonsimon bez gormonining bir qismi - tiroksin, kobalt- vitamin B 12 oshqozon osti bezining orol qismining gormoni - insulinni o'z ichiga oladi. sink. Ba'zi baliqlarda mis kislorod tashuvchi pigment molekulalarida temir o'rnini egallaydi.

Noorganik moddalar

Suv

H 2 O tirik organizmlarda eng keng tarqalgan birikma. Turli hujayralardagi uning tarkibi juda katta farq qiladi: tish emalidagi 10% dan meduza tanasida 98% gacha, lekin o'rtacha tana vaznining 80% ni tashkil qiladi. Suvning hayotiy jarayonlarni qo'llab-quvvatlashdagi o'ta muhim roli uning fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan bog'liq. Molekulalarning qutbliligi va vodorod aloqalarini hosil qilish qobiliyati suvni yaxshi erituvchiga aylantiradi katta miqdor moddalar. Ko'pchilik kimyoviy reaksiyalar Hujayrada paydo bo'ladigan narsa faqat ichida sodir bo'lishi mumkin suvli eritma. Suv ko'plab kimyoviy o'zgarishlarda ham ishtirok etadi.

Suv molekulalari orasidagi vodorod bog'larining umumiy soni t ga qarab o'zgaradi °. t da ° Muz erishi bilan vodorod aloqalarining taxminan 15%, t ° 40 ° C da - yarmi yo'q qilinadi. Gaz holatiga o'tgandan so'ng, barcha vodorod aloqalari yo'q qilinadi. Bu suvning yuqori o'ziga xos issiqlik sig'imini tushuntiradi. Tashqi muhit harorati o'zgarganda, suv vodorod bog'larining yorilishi yoki yangi hosil bo'lishi tufayli issiqlikni o'zlashtiradi yoki chiqaradi. Shunday qilib, hujayra ichidagi haroratning tebranishlari ichidagidan kichikroq bo'lib chiqadi muhit. Bug'lanishning yuqori issiqligi o'simliklar va hayvonlarda issiqlik almashinuvining samarali mexanizmi asosida yotadi.

Suv erituvchi sifatida tana hujayralari hayotida muhim rol o'ynaydigan osmos hodisalarida ishtirok etadi. Osmos - erituvchi molekulalarining yarim o'tkazuvchan membrana orqali moddaning eritmasiga kirib borishi. Yarim o'tkazuvchan membranalar erituvchi molekulalarining o'tishiga imkon beradigan, ammo erigan moddalar molekulalarining (yoki ionlarning) o'tishiga yo'l qo'ymaydigan membranalardir. Shuning uchun osmos suv molekulalarining eritma yo'nalishi bo'yicha bir tomonlama tarqalishidir.

Mineral tuzlar

Katta qism noorganik moddalar hujayralar dissotsilangan yoki qattiq holatda tuzlar shaklida bo'ladi. Hujayra va uning muhitida kationlar va anionlarning konsentratsiyasi bir xil emas. Hujayra juda ko'p K va ko'p Na ni o'z ichiga oladi. Hujayradan tashqari muhitda, masalan, qon plazmasida, in dengiz suvi, aksincha, juda ko'p natriy va ozgina kaliy mavjud. Hujayralarning tirnash xususiyati Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ ionlari konsentratsiyasining nisbatiga bog'liq. Ko'p hujayrali hayvonlarning to'qimalarida K hujayralarning birlashishini va ularning tartibli joylashishini ta'minlaydigan ko'p hujayrali moddaning bir qismidir. Hujayradagi osmotik bosim va uning buferlash xususiyatlari ko'p jihatdan tuzlarning konsentratsiyasiga bog'liq. Buferlash - bu hujayraning tarkibidagi ozgina ishqoriy reaktsiyasini doimiy darajada ushlab turish qobiliyati. Hujayra ichidagi buferlash asosan H 2 PO 4 va HPO 4 2- ionlari tomonidan ta'minlanadi. Hujayradan tashqari suyuqliklarda va qonda bufer rolini H 2 CO 3 va HCO 3 - o'ynaydi. Anionlar H ionlari va gidroksid ionlarini (OH -) bog'laydi, buning natijasida hujayradan tashqari suyuqliklarning hujayra ichidagi reaktsiyasi deyarli o'zgarmaydi. Erimaydigan mineral tuzlar (masalan, Ca fosfat) kuch beradi suyak to'qimasi umurtqali hayvonlar va mollyuskalar chig'anoqlari.

Organik hujayra moddasi

Sincaplar

Hujayraning organik moddalari orasida oqsillar ham miqdori (hujayra umumiy massasining 10-12%), ham ahamiyati bo'yicha birinchi o'rinda turadi. Proteinlar yuqori molekulyar polimerlar (molekulyar og'irligi 6000 dan 1 million va undan yuqori), monomerlari aminokislotalardir. Tirik organizmlar 20 ta aminokislotadan foydalanadi, garchi ular ko'p. Har qanday aminokislota tarkibiga asosiy xususiyatlarga ega bo'lgan aminokislotalar (-NH 2) va kislotali xususiyatlarga ega bo'lgan karboksil guruhi (-COOH) kiradi. Ikkita aminokislotalar HN-CO aloqasini o'rnatish orqali bir molekulaga birlashadi va suv molekulasini chiqaradi. Bir aminokislotaning aminokislotalari bilan boshqasining karboksil guruhi o'rtasidagi bog'lanish peptid bog'i deyiladi. Proteinlar o'nlab va yuzlab aminokislotalarni o'z ichiga olgan polipeptidlardir. Turli xil oqsillarning molekulalari bir-biridan molekulyar og'irligi, soni, aminokislotalarning tarkibi va polipeptid zanjirida joylashish ketma-ketligi bilan farqlanadi. Demak, oqsillar nihoyatda xilma-xil ekanligi ayon bo'ladi, ularning barcha turdagi tirik organizmlardagi soni 10 10 - 10 12 ga teng.

O'ziga xos ketma-ketlikda peptid bog'lari bilan kovalent bog'langan aminokislota birliklari zanjiri oqsilning birlamchi tuzilishi deb ataladi. Hujayralarda oqsillar spiral tarzda o'ralgan tolalar yoki sharchalar (globulalar) kabi ko'rinadi. Bu tabiiy oqsilda polipeptid zanjiri uning tarkibidagi aminokislotalarning kimyoviy tuzilishiga qarab qat'iy belgilangan tarzda joylashtirilganligi bilan izohlanadi.

Birinchidan, polipeptid zanjiri spiral shaklida buklanadi. Qo'shni burilishlar atomlari o'rtasida tortishish sodir bo'ladi va vodorod aloqalari, xususan, qo'shni burilishlarda joylashgan NH va CO guruhlari o'rtasida hosil bo'ladi. Spiral shaklida o'ralgan aminokislotalar zanjiri oqsilning ikkilamchi tuzilishini hosil qiladi. Spiralning keyingi katlanishi natijasida har bir oqsilga xos konfiguratsiya paydo bo'lib, uchinchi tuzilish deb ataladi. Uchinchi darajali tuzilish ba'zi aminokislotalarda joylashgan hidrofobik radikallar va aminokislotalar sisteinining SH guruhlari o'rtasidagi kovalent bog'lanishlar o'rtasidagi bog'lanish kuchlarining ta'siriga bog'liq. S-S-ulanishlar). Hidrofob radikallar va sisteinli aminokislotalarning soni, shuningdek, ularning polipeptid zanjirida joylashish tartibi har bir oqsilga xosdir. Binobarin, oqsilning uchinchi darajali tuzilishining xususiyatlari uning birlamchi tuzilishi bilan belgilanadi. Protein biologik faollikni faqat uchinchi darajali tuzilish shaklida namoyon qiladi. Shuning uchun polipeptid zanjiridagi hatto bitta aminokislotani almashtirish oqsil konfiguratsiyasining o'zgarishiga va uning biologik faolligining pasayishiga yoki yo'qolishiga olib kelishi mumkin.

Ba'zi hollarda oqsil molekulalari bir-biri bilan birlashadi va faqat komplekslar shaklida o'z vazifalarini bajarishi mumkin. Shunday qilib, gemoglobin to'rt molekula majmuasi bo'lib, faqat shu shaklda kislorodni biriktirish va tashish qobiliyatiga ega.Bunday agregatlar oqsilning to'rtlamchi tuzilishini ifodalaydi. Tarkibiga ko'ra oqsillar ikkita asosiy sinfga bo'linadi - oddiy va murakkab. Oddiy oqsillar faqat aminokislotalar, nuklein kislotalar (nukleotidlar), lipidlar (lipoproteinlar), Me (metalloproteinlar), P (fosfoproteinlar) dan iborat.

Hujayradagi oqsillarning vazifalari juda xilma-xildir. Eng muhimlaridan biri qurilish funktsiyasi: oqsillar barchaning shakllanishida ishtirok etadi hujayra membranalari va hujayra organellalari, shuningdek, ichkarida hujayra tuzilmalari. Oqsillarning fermentativ (katalitik) roli nihoyatda muhim. Fermentlar hujayrada sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalarni 10 va 100 million marta tezlashtiradi. Dvigatel funktsiyasi maxsus kontraktil oqsillar tomonidan ta'minlanadi. Bu oqsillar hujayralar va organizmlar qodir bo'lgan barcha turdagi harakatlarda ishtirok etadi: oddiy hayvonlarda kiprikchalarning miltillashi va flagellalarning urishi, hayvonlarda mushaklarning qisqarishi, o'simliklardagi barglarning harakatlanishi va boshqalar. Oqsillarning transport funktsiyasi kimyoviy elementlarni biriktiring (masalan, gemoglobin O ni qo'shadi) yoki biologik faol moddalar(gormonlar) va ularni tananing to'qimalari va organlariga tashiydi. Himoya funktsiyasi begona oqsillar yoki hujayralarning tanaga kirib borishiga javoban antikorlar deb ataladigan maxsus oqsillarni ishlab chiqarish shaklida ifodalanadi. Antikorlar begona moddalarni bog'laydi va zararsizlantiradi. Proteinlar energiya manbai sifatida muhim rol o'ynaydi. To'liq bo'linish bilan 1 g. 17,6 kJ (~4,2 kkal) oqsillar ajralib chiqadi.

Uglevodlar

Uglevodlar yoki saxaridlar - organik moddalar umumiy formula bilan (CH 2 O) n. Ko'pgina uglevodlarda H atomlarining soni ikki baravar ko'p ko'proq raqam O atomlar, suv molekulalaridagi kabi. Shuning uchun bu moddalar uglevodlar deb ataldi. Tirik hujayrada uglevodlar 1-2, ba'zan 5% dan ko'p bo'lmagan miqdorda (jigarda, mushaklarda) topiladi. O'simlik hujayralari uglevodlarga eng boy bo'lib, ularning tarkibi ba'zi hollarda quruq moddalar massasining 90% ga etadi (urug'lar, kartoshka ildizlari va boshqalar).

Uglevodlar oddiy va murakkab. Oddiy uglevodlarga monosaxaridlar deyiladi. Molekuladagi uglevod atomlarining soniga qarab monosaxaridlar triozalar, tetrozalar, pentozalar yoki geksozalar deb ataladi. Oltita uglerod monosaxaridlaridan - geksozalar - eng muhimlari glyukoza, fruktoza va galaktozadir. Glyukoza qonda (0,1-0,12%) mavjud. Pentozalar riboza va deoksiriboza nuklein kislotalar va ATP tarkibida mavjud. Agar bitta molekulada ikkita monosaxarid biriksa, bu birikma disaxarid deb ataladi. Qamish yoki qand lavlagidan olingan stol shakari bir molekula glyukoza va bir molekula fruktozadan, sut shakari - glyukoza va galaktozadan iborat.

Ko'p monosaxaridlardan hosil bo'lgan murakkab uglevodlarga polisaxaridlar deyiladi. Kraxmal, glikogen, tsellyuloza kabi polisaxaridlarning monomeri glyukoza hisoblanadi. Uglevodlar ikkita asosiy funktsiyani bajaradi: qurilish va energiya. Tsellyuloza o'simlik hujayralarining devorlarini hosil qiladi. Murakkab polisaxarid xitin artropodlar ekzoskeletining asosiy tarkibiy qismi bo'lib xizmat qiladi. Chitin qo'ziqorinlarda qurilish funktsiyasini ham bajaradi. Uglevodlar hujayradagi asosiy energiya manbai rolini o'ynaydi. 1 g uglevodlarni oksidlanish jarayonida 17,6 kJ (~4,2 kkal) ajralib chiqadi. O'simliklardagi kraxmal va hayvonlardagi glikogen hujayralarda to'planib, energiya zaxirasi bo'lib xizmat qiladi.

Nuklein kislotalar

Hujayradagi nuklein kislotalarning ahamiyati juda katta. Ularning kimyoviy tuzilishining o'ziga xos xususiyatlari individual rivojlanishning ma'lum bir bosqichida har bir to'qimada sintezlanadigan oqsil molekulalarining tuzilishi to'g'risidagi ma'lumotlarni qiz hujayralarga saqlash, uzatish va meros qilib olish imkoniyatini beradi. Hujayralarning aksariyat xossalari va xususiyatlari oqsillarga bog'liq bo'lganligi sababli, nuklein kislotalarning barqarorligi aniq. eng muhim shart hujayralar va butun organizmlarning normal ishlashi. Hujayralarning tuzilishidagi yoki ulardagi fiziologik jarayonlarning faolligidagi har qanday o'zgarishlar, shu bilan hayotiy faoliyatga ta'sir qiladi. Nuklein kislotalarning tuzilishini o'rganish organizmlardagi belgilarning irsiyatini va alohida hujayralar va ularning ishlash shakllarini tushunish uchun juda muhimdir. uyali tizimlar- to'qimalar va organlar.

Nuklein kislotalarning 2 turi mavjud - DNK va RNK. DNK - bu qo'sh spiral hosil qilish uchun joylashtirilgan ikkita nukleotid spiralidan iborat polimer. DNK molekulalarining monomerlari azotli asos (adenin, timin, guanin yoki sitozin), uglevod (dezoksiriboza) va fosfor kislotasi qoldig'idan iborat nukleotidlardir. DNK molekulasidagi azotli asoslar bir-biri bilan teng bo'lmagan miqdordagi H-bog'lar bilan bog'langan va juft bo'lib joylashgan: adenin (A) doimo timinga (T), guanin (G) sitozinga (C) qarshi.

Nukleotidlar bir-biriga tasodifiy emas, balki tanlab bog'langan. Adeninning timin va guaninning sitozin bilan tanlab o'zaro ta'sir qilish qobiliyati komplementarlik deb ataladi. Ayrim nukleotidlarning bir-birini to'ldiruvchi o'zaro ta'siri ularning molekulalaridagi atomlarning fazoviy joylashuvining o'ziga xos xususiyatlari bilan izohlanadi, bu ularning yaqinlashib, H-bog'larni hosil qilishiga imkon beradi. Polinukleotid zanjirida qo'shni nukleotidlar shakar (dezoksiriboza) va fosfor kislotasi qoldig'i orqali bir-biriga bog'langan. RNK, DNK kabi, monomerlari nukleotidlar bo'lgan polimerdir. Uch nukleotidning azotli asoslari DNKni tashkil etuvchi (A, G, C) bilan bir xil; to'rtinchisi - urasil (U) - RNK molekulasida timin o'rniga mavjud. RNK nukleotidlari DNK nukleotidlaridan ular tarkibidagi uglevodlar tuzilishi (dezoksiriboza o'rniga riboza) bilan farqlanadi.

RNK zanjirida nukleotidlar bir nukleotidning ribozasi va boshqasining fosfor kislotasi qoldig'i o'rtasida kovalent bog'lanish hosil qilish orqali birlashadi. Tuzilishi ikki zanjirli RNK o'rtasida farq qiladi. Ikki zanjirli RNKlar bir qator viruslarda genetik ma'lumotlarning saqlovchilari, ya'ni. Ular xromosomalarning funktsiyalarini bajaradilar. Bir zanjirli RNK oqsillarning tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni xromosomadan sintez joyiga uzatadi va oqsil sintezida ishtirok etadi.

Bir zanjirli RNKning bir necha turlari mavjud. Ularning nomlari vazifasi yoki hujayradagi joylashuvi bilan belgilanadi. Sitoplazmadagi RNKning katta qismi (80-90% gacha) ribosomalar tarkibida joylashgan ribosoma RNK (rRNK) dir. rRNK molekulalari nisbatan kichik bo'lib, o'rtacha 10 ta nukleotiddan iborat. Ribosomalarga sintez qilinishi kerak bo'lgan oqsillardagi aminokislotalarning ketma-ketligi haqida ma'lumot olib yuruvchi RNKning (mRNK) yana bir turi. Ushbu RNKlarning kattaligi ular sintez qilingan DNK mintaqasining uzunligiga bog'liq. Transfer RNKlari bir nechta funktsiyalarni bajaradi. Ular oqsil sintezi joyiga aminokislotalarni etkazib beradilar, o'tkazilgan aminokislotalarga mos keladigan triplet va RNKni "tan oladilar" (komplementarlik printsipi bo'yicha) va ribosomada aminokislotalarning aniq yo'nalishini amalga oshiradilar.

Yog'lar va lipidlar

Yog'lar yuqori molekulyar yog 'kislotalari va uch atomli spirt glitserinning birikmalaridir. Yog'lar suvda erimaydi - ular hidrofobikdir. Hujayrada har doim lipoidlar deb ataladigan boshqa murakkab hidrofobik yog'ga o'xshash moddalar mavjud. Yog'larning asosiy funktsiyalaridan biri energiyadir. 1 g yog'larning CO 2 va H 2 O ga bo'linishi paytida ko'p miqdorda energiya chiqariladi - 38,9 kJ (~ 9,3 kkal). Hujayradagi yog 'miqdori quruq moddaning og'irligining 5-15% ni tashkil qiladi. Tirik to'qimalar hujayralarida yog' miqdori 90% gacha ko'tariladi. Asosiy funktsiya hayvon (va qisman o'simlik) dunyosidagi yog'lar - saqlash.

1 g yog 'to'liq oksidlanganda (karbonat angidrid va suvga) taxminan 9 kkal energiya ajralib chiqadi. (1 kkal = 1000 kal; kaloriya (kal, kal) - ish va energiya miqdorining tizimdan tashqari birligi, standartda 1 ml suvni 1 ° C ga isitish uchun zarur bo'lgan issiqlik miqdoriga teng. atmosfera bosimi 101,325 kPa; 1 kkal = 4,19 kJ). 1 g oqsil yoki uglevod oksidlanganda (organizmda) faqat taxminan 4 kkal/g ajralib chiqadi. Turli xil suv organizmlarida - bir hujayrali diatomlardan tortib to siqilgan akulalargacha - yog 'o'rtacha tana zichligini kamaytiradigan "suzadi". Hayvon yog'larining zichligi taxminan 0,91-0,95 g / sm³ ni tashkil qiladi. Umurtqali hayvonlarning suyak to'qimalarining zichligi 1,7-1,8 g / sm³ ga yaqin, boshqa to'qimalarning o'rtacha zichligi esa 1 g / sm³ ga yaqin. Og'ir skeletni "muvozanatlash" uchun sizga juda ko'p yog' kerakligi aniq.

Yog'lar va lipidlar ham qurilish funktsiyasini bajaradi: ular hujayra membranalarining bir qismidir. Yomon issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli yog 'himoya vazifasini bajarishga qodir. Ayrim hayvonlarda (muhrlar, kitlar) teri osti yog 'to'qimasida yotqizilib, qalinligi 1 m gacha bo'lgan qatlam hosil qiladi.Ba'zi lipoidlarning hosil bo'lishi bir qator gormonlar sintezidan oldin sodir bo'ladi. Binobarin, bu moddalar metabolik jarayonlarni tartibga solish funktsiyasiga ham ega.

Barcha tirik organizmlar quyidagilardan iborat hujayralar. Inson tanasida ham bor hujayra tuzilishi, buning natijasida uning o'sishi, ko'payishi va rivojlanishi mumkin.

Inson tanasi juda ko'p sonli hujayralardan iborat turli shakllar va bajarilgan funktsiyaga bog'liq bo'lgan o'lchamlar. O'qish hujayra tuzilishi va funktsiyasi shug'ullanadi sitologiya.

Har bir hujayra bir necha molekula qatlamlaridan tashkil topgan membrana bilan qoplangan bo'lib, u moddalarning tanlab o'tkazuvchanligini ta'minlaydi. Hujayradagi membrana ostida yopishqoq yarim suyuq modda - organoidli sitoplazma mavjud.

Mitoxondriya- hujayraning energiya stantsiyalari, ribosomalar - oqsil hosil bo'lish joyi; endoplazmatik retikulum, moddalarni tashish funktsiyasini bajaradi, yadro irsiy ma'lumotni saqlash joyi, yadro ichida yadrochadir. U ribonuklein kislotasini ishlab chiqaradi. Yadro yaqinida hujayra bo'linishi uchun zarur bo'lgan hujayra markazi mavjud.

Inson hujayralari organik va noorganik moddalardan iborat.

Noorganik moddalar:
Suv - hujayra massasining 80% ni tashkil qiladi, moddalarni eritadi, kimyoviy reaktsiyalarda ishtirok etadi;
Ion shaklidagi mineral tuzlar hujayralar va hujayralararo modda o'rtasida suv taqsimotida ishtirok etadi. Ular hayotiy organik moddalarni sintez qilish uchun zarurdir.
Organik moddalar:
Proteinlar hujayraning asosiy moddalari, tabiatda uchraydigan eng murakkab moddalardir. Proteinlar membranalar, yadro va organellalarning bir qismi bo'lib, hujayrada tizimli funktsiyani bajaradi. Fermentlar - oqsillar, reaktsiya tezlatgichlari;
Yog'lar - energiya funktsiyasini bajaradi, ular membranalarning bir qismidir;
Uglevodlar - shuningdek, parchalanganda ko'p miqdorda energiya hosil qiladi, suvda yaxshi eriydi va shuning uchun parchalanganda energiya juda tez hosil bo'ladi.
Nuklein kislotalar - DNK va RNK, ular ota-onadan avlodga hujayra oqsillarining tarkibi haqidagi irsiy ma'lumotlarni aniqlaydi, saqlaydi va uzatadi.
Inson tanasining hujayralari bir qator hayotiy xususiyatlarga ega va ma'lum funktsiyalarni bajaradi:

IN hujayralar metabolizmga kirishadi, organik birikmalarning sintezi va parchalanishi bilan birga; metabolizm energiya konvertatsiyasi bilan birga keladi;
Hujayrada moddalar hosil bo'lganda, u o'sadi, hujayra o'sishi ularning sonining ko'payishi bilan bog'liq, bu bo'linish orqali ko'payish bilan bog'liq;
Tirik hujayralar qo'zg'aluvchanlikka ega;
Bittasi xarakterli xususiyatlar hujayralar - harakat.
Inson tanasining hujayrasi Quyidagi hayotiy xususiyatlar o'ziga xosdir: metabolizm, o'sish, ko'payish va qo'zg'aluvchanlik. Ushbu funktsiyalarga asoslanib, butun organizmning faoliyati amalga oshiriladi.

Hujayraning kimyoviy tarkibi.

Tirik tabiatni tashkil etishning asosiy xossalari va darajalari

Tirik tizimlarni tashkil etish darajalari hayotning tarkibiy tuzilishining bo'ysunishi va ierarxiyasini aks ettiradi:

Molekulyar genetik - individual biopolimerlar (DNK, RNK, oqsillar);

Hujayra - hayotning elementar o'z-o'zini ko'paytirish birligi (prokaryotlar, bir hujayrali eukariotlar), to'qimalar, organlar;

Organik - individning mustaqil mavjudligi;

Populyatsiyaga xos - elementar rivojlanayotgan birlik - populyatsiya;

Biogeotsenotik - turli populyatsiyalar va ularning yashash joylaridan tashkil topgan ekotizimlar;

Biosfera - tabiatdagi moddalarning aylanishini ta'minlaydigan Yerning butun tirik aholisi.

Tabiat o'zining barcha xilma-xil shakllarida mavjud bo'lgan butun moddiy dunyodir.

Tabiatning birligi uning mavjudligining ob'ektivligida, elementar tarkibning umumiyligida, bir xilga bo'ysunishida namoyon bo'ladi. jismoniy qonunlar, tashkilotning tizimli tabiatida.

Turli xil tabiiy tizimlar, ham jonli, ham jonsiz, o'zaro bog'liq va bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi. Tizimli o'zaro ta'sirga biosfera misol bo'la oladi.

Biologiya - tirik tizimlarning rivojlanish qonuniyatlari va hayotiy faoliyati, ularning xilma-xilligi va atrof-muhitga moslashish sabablarini, boshqa tirik tizimlar va jonsiz tabiat ob'ektlari bilan munosabatlarini o'rganadigan fanlar majmuasidir.

Biologik tadqiqot ob'ekti tirik tabiatdir.

Biologiya fanining predmeti:

Irsiy axborotni tashkil etish, rivojlanish, metabolizm, uzatishning umumiy va xususiy qonuniyatlari;

Hayot shakllari va organizmlarning xilma-xilligi, shuningdek, ularning atrof-muhit bilan munosabatlari.

Yerdagi hayotning butun xilma-xilligi evolyutsiya jarayoni va atrof-muhitning organizmlarga ta'siri bilan izohlanadi.

Hayotning mohiyatini M.V.

Volkenshteyn Yerda "biopolimerlar - oqsillar va nuklein kislotalardan qurilgan ochiq o'z-o'zini tartibga soluvchi va o'z-o'zini ko'paytiruvchi tizimlar bo'lgan tirik jismlarning" mavjudligi sifatida.

Tirik tizimlarning asosiy xususiyatlari:

Moddalar almashinuvi;

O'z-o'zini tartibga solish;

asabiylashish;

O'zgaruvchanlik;

Irsiyat;

Ko'paytirish;

Hujayraning kimyoviy tarkibi.

Hujayraning noorganik moddalari

Sitologiya - hujayralarning tuzilishi va funktsiyalarini o'rganadigan fan. Hujayra tirik organizmlarning elementar strukturaviy va funksional birligidir. Bir hujayrali organizmlarning hujayralari tirik tizimlarning barcha xususiyatlari va funktsiyalariga ega.

Hujayralar ko'p hujayrali organizmlar tuzilishi va funksiyasi bilan farqlanadi.

Atom tarkibi: hujayrada Mendeleyev davriy elementlar tizimidagi 70 ga yaqin element mavjud bo'lib, ularning 24 tasi barcha turdagi hujayralarda mavjud.

Makroelementlar - H, O, N, C, mikroelementlar - Mg, Na, Ca, Fe, K, P, CI, S, ultramikroelementlar - Zn, Cu, I, F, Mn, Co, Si va boshqalar.

Molekulyar tarkibi: hujayrada noorganik va organik birikmalar molekulalari mavjud.

Hujayraning noorganik moddalari

Suv molekulasi chiziqli bo'lmagan fazoviy tuzilishga ega va qutblilikka ega. Vodorod aloqalari alohida molekulalar o'rtasida hosil bo'lib, ular suvning fizik va kimyoviy xususiyatlarini aniqlaydi.

1. Suv molekulasi rasm. 2. Suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalari

Suvning fizik xususiyatlari:

Suv uchta holatda bo'lishi mumkin - suyuq, qattiq va gazsimon;

Suv erituvchidir. Polar suv molekulalari boshqa moddalarning qutbli molekulalarini eritadi. Suvda eriydigan moddalarga gidrofil deyiladi. Suvda erimaydigan moddalar hidrofobikdir;

Yuqori o'ziga xos issiqlik quvvati. Suv molekulalarini bir-biriga bog'lab turuvchi vodorod aloqalarini uzish katta miqdorda energiyani singdirishni talab qiladi.

Suvning bu xususiyati tanadagi termal muvozanatni saqlashni ta'minlaydi;

Bug'lanishning yuqori issiqligi. Suvni bug'lantirish uchun juda ko'p energiya talab qilinadi. Suvning qaynash nuqtasi boshqa ko'plab moddalarnikidan yuqori. Suvning bu xususiyati tanani haddan tashqari issiqlikdan himoya qiladi;

Suv molekulalari mavjud doimiy harakat, ular metabolik jarayonlar uchun muhim bo'lgan suyuqlik fazasida bir-biri bilan to'qnashadi;

Kogeziya va sirt tarangligi.

Vodorod aloqalari suvning viskozitesini va uning molekulalarining boshqa moddalar molekulalari bilan yopishishini (kogeziyani) aniqlaydi.

Molekulalarning yopishtiruvchi kuchlari tufayli suv yuzasida sirt tarangligi bilan ajralib turadigan plyonka hosil bo'ladi;

Zichlik. Sovutganda suv molekulalarining harakati sekinlashadi. Molekulalar orasidagi vodorod aloqalari soni maksimal bo'ladi. Suvning eng katta zichligi 4 ° C da. Muzlaganda suv kengayadi (vodorod aloqalarini hosil qilish uchun bo'sh joy kerak) va uning zichligi pasayadi, shuning uchun muz suv yuzasida suzadi, bu suv omborini muzlashdan himoya qiladi;

Kolloid tuzilmalarni hosil qilish qobiliyati.

Suv molekulalari ba'zi moddalarning erimaydigan molekulalari atrofida qobiq hosil qilib, katta zarrachalarning paydo bo'lishiga to'sqinlik qiladi. Bu molekulalarning bunday holati dispers (tarqalgan) deb ataladi. Suv molekulalari bilan o'ralgan moddalarning eng kichik zarralari hosil bo'ladi kolloid eritmalar(sitoplazma, hujayralararo suyuqliklar).

Suvning biologik funktsiyalari:

Transport - suv moddalarning hujayra va tanadagi harakatini, moddalarning so'rilishini va metabolik mahsulotlarning chiqarilishini ta'minlaydi.

Tabiatda suv chiqindi mahsulotlarni tuproq va suv havzalariga olib boradi;

Metabolik - suv barcha biokimyoviy reaktsiyalar uchun vosita va fotosintez jarayonida elektron donor bo'lib, makromolekulalarning monomerlariga gidrolizlanishi uchun zarurdir;

Ta'limda ishtirok etadi:

1) ishqalanishni kamaytiradigan moylash suyuqliklari (sinovial - umurtqali hayvonlarning bo'g'imlarida, plevral plevra bo'shlig'i, perikardial - perikard qopchasida);

2) moddalarning ichak orqali harakatlanishini osonlashtiradigan va nafas olish yo'llarining shilliq pardalarida nam muhitni yaratadigan shilimshiq;

3) organizmdagi sekretsiyalar (so'lak, ko'z yoshlar, o't, sperma va boshqalar) va sharbatlar.

Noorganik ionlar.

Hujayraning noorganik ionlari: K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3 kationlari va Cl-, NOi2-, H2PO4-, HCO3-, HPO42- anionlari bilan ifodalanadi.

Hujayra yuzasida va ichidagi kationlar va anionlar miqdori o'rtasidagi farq nerv va mushaklarning qo'zg'alishi asosida joylashgan harakat potensialining paydo bo'lishini ta'minlaydi.

Fosfor kislotasi anionlari organizmning hujayra ichidagi muhitining pH qiymatini 6-9 darajasida ushlab turadigan fosfat bufer tizimini yaratadi.

Karbonat kislota va uning anionlari bikarbonat bufer tizimini yaratadi va hujayradan tashqari muhitning (qon plazmasi) pH darajasini 4-7 darajasida ushlab turadi.

Azotli birikmalar mineral oziqlanish, oqsillar va nuklein kislotalar sintezi manbai bo'lib xizmat qiladi.

Fosfor atomlari nuklein kislotalar, fosfolipidlar, shuningdek, umurtqali hayvonlarning suyaklari va artropodlarning xitin qoplamining bir qismidir. Kaltsiy ionlari suyak moddalarining bir qismidir, ular mushaklarning qisqarishi va qon ivishi uchun ham zarurdir.

Hujayraning kimyoviy tarkibi. Noorganik moddalar

Hujayraning atom va molekulyar tarkibi. Mikroskopik hujayrada turli xil kimyoviy reaktsiyalarda ishtirok etadigan bir necha ming moddalar mavjud. Kimyoviy jarayonlar hujayrada oqishi uning hayoti, rivojlanishi va faoliyatining asosiy shartlaridan biridir.

Hayvon va o'simlik organizmlarining barcha hujayralari, shuningdek, mikroorganizmlar kimyoviy tarkibi bo'yicha o'xshashdir, bu organik dunyoning birligini ko'rsatadi.

Jadvalda hujayralarning atom tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar ko'rsatilgan.

Mendeleyev davriy sistemasidagi 109 ta elementning katta qismi hujayralarda topilgan. Ba'zi elementlar hujayralarda nisbatan ko'p miqdorda, boshqalari esa kam miqdorda bo'ladi. Hujayradagi to'rt elementning miqdori ayniqsa yuqori - kislorod, uglerod, azot va vodorod. Hammasi bo'lib, ular hujayraning umumiy tarkibining deyarli 98% ni tashkil qiladi. Keyingi guruh sakkiz elementdan iborat bo'lib, ularning hujayradagi tarkibi foizning o'ndan va yuzdan bir qismida hisoblanadi. Bular oltingugurt, fosfor, xlor, kaliy, magniy, natriy, kaltsiy, temir.

Hammasi bo'lib ular 1,9% ni tashkil qiladi. Boshqa barcha elementlar hujayrada juda oz miqdorda (0,01% dan kam) bo'ladi.

Shunday qilib, hujayrada faqat tirik tabiatga xos bo'lgan maxsus elementlar mavjud emas. Bu tirik va jonsiz tabiatning aloqasi va birligini ko'rsatadi.

Atom darajasida organik va noorganik dunyoning kimyoviy tarkibi o'rtasida hech qanday farq yo'q. Farqlar topiladi yuqori daraja tashkilot - molekulyar.

Jadvaldan ko'rinib turibdiki, tirik jismlar jonsiz tabiatda keng tarqalgan moddalar bilan bir qatorda, faqat tirik organizmlarga xos bo'lgan ko'plab moddalarni o'z ichiga oladi.

Suv. Hujayra moddalari orasida birinchi o'rinda suv turadi. U hujayra massasining deyarli 80% ni tashkil qiladi. Suv nafaqat miqdor jihatidan emas, balki hujayraning eng muhim tarkibiy qismidir. U hujayra hayotida muhim va xilma-xil rol o'ynaydi.

Suv hujayraning fizik xususiyatlarini - uning hajmini, elastikligini aniqlaydi.

Organik moddalar molekulalarining tuzilishini, xususan, ularning funktsiyalarini bajarish uchun zarur bo'lgan oqsillarning tuzilishini shakllantirishda suv katta ahamiyatga ega. Suvning erituvchi sifatidagi ahamiyati katta: tashqi muhitdan hujayra ichiga ko'plab moddalar suvli eritmada kiradi, suvli eritmada esa hujayradan chiqindi mahsulotlar chiqariladi.

Nihoyat, suv ko'plab kimyoviy reaktsiyalarning bevosita ishtirokchisidir (oqsillar, uglevodlar, yog'lar va boshqalarning parchalanishi).

Hujayraning suv muhitida ishlashga moslashishi Yerdagi hayot suvda paydo bo'lganligini ta'kidlaydi.

Suvning biologik roli uning molekulyar tuzilishining o'ziga xosligi: molekulalarining qutbliligi bilan belgilanadi.

Uglevodlar.

Uglevodlar uglerod, kislorod va vodorod atomlarini o'z ichiga olgan murakkab organik birikmalardir.

Oddiy va murakkab uglevodlar mavjud.

Oddiy uglevodlarga monosaxaridlar deyiladi. Murakkab uglevodlar monosaxaridlar monomer rolini o'ynaydigan polimerlardir.

Ikki monosaxarid disaxaridni, uchtasi trisaxaridni va ko'pchiligi polisaxaridni hosil qiladi.

Barcha monosaxaridlar rangsiz moddalardir, suvda yaxshi eriydi. Ularning deyarli barchasi yoqimli shirin ta'mga ega. Eng keng tarqalgan monosaxaridlar glyukoza, fruktoza, riboza va deoksiribozadir.

2.3 Hujayraning kimyoviy tarkibi. Makro va mikroelementlar

Meva va rezavorlar, shuningdek, asalning shirin ta'mi ulardagi glyukoza va fruktoza tarkibiga bog'liq. Riboza va dezoksiriboza nuklein kislotalar (158-bet) va ATP (p.) tarkibiga kiradi.

Di- va trisaxaridlar, monosaxaridlar kabi, suvda yaxshi eriydi va shirin ta'mga ega. Monomer birliklari soni ortishi bilan polisaxaridlarning eruvchanligi pasayadi va shirin ta'mi yo'qoladi.

Disaxaridlardan lavlagi (yoki qamish) va sut qandi muhim, polisaxaridlar orasida kraxmal (o'simliklarda), glikogen (hayvonlarda) va tola (tsellyuloza) keng tarqalgan.

Yog'och deyarli toza tsellyuloza. Ushbu polisaxaridlarning monomeri glyukozadir.

Uglevodlarning biologik roli. Uglevodlar hujayraning turli faoliyat shakllarini amalga oshirishi uchun zarur bo'lgan energiya manbai rolini o'ynaydi. Hujayra faoliyati uchun - harakat, sekretsiya, biosintez, luminesans va boshqalar - energiya talab qilinadi. Tuzilishi murakkab, energiyaga boy uglevodlar hujayrada chuqur parchalanadi va natijada oddiy, energiyaga ega boʻlmagan birikmalarga – uglerod oksidi (IV) va suvga (CO2 va H20) aylanadi.

Bu jarayon davomida energiya chiqariladi. 1 g uglevod parchalanganda 17,6 kJ ajralib chiqadi.

Energiyadan tashqari, uglevodlar ham qurilish vazifasini bajaradi. Masalan, o'simlik hujayralarining devorlari tsellyulozadan iborat.

Lipidlar. Lipidlar barcha hayvonlar va o'simliklar hujayralarida mavjud. Ular ko'plab hujayrali tuzilmalarning bir qismidir.

Lipidlar suvda erimaydigan, lekin benzin, efir va asetonda eriydigan organik moddalardir.

Lipidlar orasida eng keng tarqalgan va taniqli yog'lardir.

Biroq, taxminan 90% yog 'o'z ichiga olgan hujayralar mavjud. Hayvonlarda bu hujayralar teri ostida joylashgan sut bezlari, moyli muhr. Yog 'barcha sutemizuvchilar sutida mavjud. Ba'zi o'simliklar urug'lari va mevalarida, masalan, kungaboqar, kanop va yong'oqda ko'p miqdorda yog'lar mavjud.

Hujayralarda yog'lardan tashqari boshqa lipidlar ham mavjud. Masalan lesitin, xolesterin. Lipidlar tarkibiga ba'zi vitaminlar (A, O) va gormonlar (masalan, jinsiy gormonlar) kiradi.

Lipidlarning biologik ahamiyati katta va xilma-xildir.

Keling, birinchi navbatda ularning qurilish funktsiyasini ta'kidlaymiz. Lipidlar hidrofobikdir. Ushbu moddalarning eng nozik qatlami hujayra membranalarining bir qismidir. Lipidlarning eng keng tarqalgani, yog ', energiya manbai sifatida katta ahamiyatga ega. Yog'lar hujayrada uglerod oksidi (IV) va suvga oksidlanishi mumkin. Yog 'parchalanishi paytida uglevodlarning parchalanishiga qaraganda ikki baravar ko'p energiya chiqariladi. Hayvonlar va o'simliklar yog'ni saqlaydi va hayot jarayonida foydalanadi.

Yana ma'nosini ta'kidlash kerak. yog 'suv manbai sifatida. 1 kg yog'dan oksidlanish jarayonida deyarli 1,1 kg suv hosil bo'ladi. Bu ba'zi hayvonlarning suvsiz ancha vaqt yashay olishini tushuntiradi. Tol odamlari, masalan, suvsiz cho'lni kesib o'tishda, 10-12 kun davomida ichmasliklari mumkin.

Ayiqlar, marmotlar va boshqa qish uyqusidagi hayvonlar ikki oydan ortiq ichishmaydi. Bu hayvonlar hayot uchun zarur bo'lgan suvni yog'larning oksidlanishi natijasida oladi. Strukturaviy va energiya funktsiyalaridan tashqari, lipidlar himoya funktsiyalarini bajaradi: yog 'past issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. U teri ostiga to'planib, ba'zi hayvonlarda sezilarli to'planishlarni hosil qiladi. Shunday qilib, kitda teri osti yog 'qatlamining qalinligi 1 m ga etadi, bu esa bu hayvonning qutb dengizlarining sovuq suvida yashashiga imkon beradi.

Biopolimerlar: oqsillar, nuklein kislotalar.

Barcha organik moddalardan hujayraning asosiy qismini (50-70%) tashkil qiladi oqsillar. Hujayra membranasi va hamma narsa ichki tuzilmalar oqsil molekulalari ishtirokida qurilgan. Protein molekulalari juda katta, chunki ular har xil birikmalarni hosil qiluvchi yuzlab turli xil monomerlardan iborat. Shuning uchun oqsillar turlarining xilma-xilligi va ularning xususiyatlari haqiqatan ham cheksizdir.

Proteinlar sochlar, patlar, shoxlar, mushak tolalari, ozuqaviy moddalarning bir qismidir

tuxum va urug'larning va tananing boshqa ko'plab qismlarining nal moddalari.

Protein molekulasi polimerdir. Protein molekulalarining monomerlari aminokislotalardir.

Tabiatda 150 dan ortiq turli xil aminokislotalar ma'lum, lekin odatda 20 tasi tirik organizmlarda oqsillarni hosil qilishda ishtirok etadi.Aminokislotalarning bir-biriga ketma-ket biriktirilgan uzun ipi. asosiy tuzilma oqsil molekulalari (uning kimyoviy formulasini ko'rsatadi).

Odatda bu uzun ip spiralga mahkam o'ralgan bo'lib, uning burilishlari vodorod aloqalari bilan bir-biriga mahkam bog'langan.

Molekulaning spiral tarzda o'ralgan ipi ikkilamchi tuzilish, molekulalar sincap. Bunday oqsilni cho'zish allaqachon qiyin. Keyin o'ralgan oqsil molekulasi yanada qattiqroq konfiguratsiyaga aylanadi - uchinchi darajali tuzilish. Ba'zi oqsillar yanada murakkab shaklga ega - to'rtlamchi tuzilish, masalan, gemoglobin. Bunday takroriy burish natijasida oqsil molekulasining uzun va ingichka iplari qisqaradi, qalinlashadi va ixcham bo'lakka to'planadi - sharsimon Hujayrada faqat globulyar oqsil o'zining biologik funktsiyalarini bajaradi.

Agar oqsil tuzilishi, masalan, isitish yoki kimyoviy ta'sir bilan buzilgan bo'lsa, u o'z xususiyatlarini yo'qotadi va bo'shashadi.

Bu jarayon denaturatsiya deb ataladi. Agar denaturatsiya faqat uchinchi yoki ikkilamchi tuzilishga ta'sir qilgan bo'lsa, u teskari bo'ladi: u yana spiralga buralib, uchinchi darajali tuzilishga mos kelishi mumkin (denaturatsiya hodisasi). Bunday holda, bu oqsilning funktsiyalari tiklanadi. Bu eng muhim mulk oqsillar tirik tizimlarning tirnash xususiyati asosida yotadi, ya'ni.

tirik hujayralarning tashqi yoki ichki ogohlantirishlarga javob berish qobiliyati.

Ko'p proteinlar rol o'ynaydi katalizatorlar kimyoviy reaksiyalarda,

qafasda o'tish.

Ular chaqiriladi fermentlar. Fermentlar atomlar va molekulalarni uzatishda, oqsillar, yog'lar, uglevodlar va boshqa barcha birikmalarning parchalanishi va qurilishida (ya'ni hujayra metabolizmida) ishtirok etadi. Tirik hujayralar va to'qimalarda hech qanday kimyoviy reaktsiya fermentlar ishtirokisiz sodir bo'lmaydi.

Barcha fermentlar o'ziga xos ta'sirga ega - ular hujayradagi jarayonlarni soddalashtiradi yoki reaktsiyalarni tezlashtiradi.

Hujayradagi oqsillar ko'p funktsiyalarni bajaradi: ular uning tuzilishida, o'sishida va barcha hayotiy jarayonlarda ishtirok etadilar. Proteinlarsiz hujayra hayoti mumkin emas.

Nuklein kislotalar birinchi marta hujayra yadrolarida topilgan, shuning uchun ular o'z nomini oldilar (lat.

pusleus - yadro). Nuklein kislotalarning ikki turi mavjud: deoksiribonuklein kislotasi (qisqartirilgan DIC) va ribonuklein kislotasi (RIC). Nuklein kislota molekulalari oldindan

juda uzun polimer zanjirlar (iplar), monomerlardir

qaysiki nukleotidlar.

Har bir nukleotid tarkibida fosfor kislotasi va shakarning bir molekulasi (dezoksiriboza yoki riboza), shuningdek, to'rtta azotli asoslardan biri mavjud. DNKdagi azot asoslari adenin guanin va zumozin, Va mi.min,.

Deoksiribonuklein kislotasi (DNK)- tirik hujayradagi eng muhim modda. DNK molekulasi hujayra va butun organizmning irsiy ma'lumotlarini tashuvchisi hisoblanadi. DNK molekulasidan hosil bo'ladi xromosoma.

Har bir organizmda biologik turlar har bir hujayrada ma'lum miqdordagi DNK molekulalari. DNK molekulasidagi nukleotidlar ketma-ketligi ham har doim qat'iy individualdir. nafaqat har bir biologik tur uchun, balki alohida shaxslar uchun ham noyobdir.

DNK molekulalarining bu o'ziga xosligi organizmlarning qarindoshligini aniqlash uchun asos bo'lib xizmat qiladi.

Barcha eukariotlardagi DNK molekulalari hujayra yadrosida joylashgan. Prokariotlarning yadrosi yo'q, shuning uchun ularning DNKsi sitoplazmada joylashgan.

Barcha tirik mavjudotlar bir xil turdagi DNK makromolekulalariga ega. Ular nukleotidlarning azotli asoslarining vodorod bog'lari (fermuar kabi) bilan birlashtirilgan ikkita polinukleotid zanjiridan (iplardan) iborat.

Qo'sh (juftlashgan) spiral shaklida DNK molekulasi chapdan o'ngga yo'nalishda buriladi.

Molekuladagi nukleotidlarning joylashish ketma-ketligi hujayraning irsiy ma'lumotlarini aniqlaydi.

DNK molekulasining tuzilishi 1953 yilda amerikalik biokimyogar tomonidan kashf etilgan

Jeyms Uotson va ingliz fizigi Frensis Krik.

Ushbu kashfiyot uchun olimlar 1962 yilda Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi. Ular molekula ekanligini isbotladilar

DNK ikkita polinukleotid zanjiridan iborat.

Bunda nukleotidlar (monomerlar) bir-biri bilan tasodifiy emas, balki tanlab va azotli birikmalar orqali juft holda bog'lanadi. Adenin (A) doimo timin (T) bilan, guanin (g) esa har doim sitozin (C) bilan birikadi. Bu juft zanjir mahkam o'ralgan spiralga o'ralgan. Nukleotidlarning tanlab juftlashish qobiliyati deyiladi bir-birini to'ldirish(lotincha komplementus - qo'shish).

Replikatsiya quyidagicha sodir bo'ladi.

Maxsus hujayra mexanizmlari (fermentlar) ishtirokida DNK qo'sh spiral bo'shatiladi, iplar ajralib chiqadi (fermuar echilishi kabi) va asta-sekin ikkita zanjirning har biriga mos keladigan nukleotidlarning to'ldiruvchi yarmi qo'shiladi.

Natijada, bitta DNK molekulasi o'rniga ikkita yangi bir xil molekula hosil bo'ladi. Bundan tashqari, har bir yangi hosil bo'lgan ikki zanjirli DNK molekulasi bitta "eski" nukleotid zanjiridan va bitta "yangi" dan iborat.

DNK ma'lumotning asosiy tashuvchisi bo'lganligi sababli, uning dublikatsiya qilish qobiliyati hujayra bo'linganda, bu irsiy ma'lumotni yangi hosil bo'lgan qiz hujayralarga o'tkazish imkonini beradi.

Oldingi12345678Keyingi

KO'PROQ:

Buferlash va osmos.
Tirik organizmlardagi tuzlar ionlar - musbat zaryadlangan kationlar va manfiy zaryadlangan anionlar shaklida erigan holatda bo'ladi.

Hujayra va uning muhitida kationlar va anionlarning konsentratsiyasi bir xil emas. Hujayra juda ko'p kaliy va juda kam natriyni o'z ichiga oladi. Hujayradan tashqari muhitda, masalan, qon plazmasida, dengiz suvida, aksincha, ko'p natriy va ozgina kaliy mavjud. Hujayralarning tirnash xususiyati Na+, K+, Ca2+, Mg2+ ionlari konsentratsiyasi nisbatiga bog'liq.

Membrananing turli tomonlarida ion konsentratsiyasining farqi moddalarning membrana bo'ylab faol o'tkazilishini ta'minlaydi.

Ko'p hujayrali hayvonlarning to'qimalarida Ca2+ ning bir qismidir hujayralararo modda, hujayralarning birlashishi va ularning tartibli joylashishini ta'minlash.

Hujayraning kimyoviy tarkibi

Hujayradagi osmotik bosim va uning buferlik xususiyatlari tuz konsentratsiyasiga bog'liq.

Bufer hujayraning tarkibidagi ozgina ishqoriy reaksiyani doimiy darajada ushlab turish qobiliyatidir.

Ikkita bufer tizimi mavjud:

1) fosfat bufer tizimi - fosfor kislotasi anionlari hujayra ichidagi muhitning pH qiymatini 6,9 da ushlab turadi.

2) bikarbonat bufer tizimi - karbonat kislota anionlari hujayradan tashqari muhitning pH darajasini 7,4 darajasida ushlab turadi.

Bufer eritmalarda sodir bo'ladigan reaksiyalar tenglamalarini ko'rib chiqaylik.

Agar hujayra konsentratsiyasi oshsa H+ , keyin vodorod kationi karbonat anioniga qo'shiladi:

Gidroksid anionlarining kontsentratsiyasi ortishi bilan ularning bog'lanishi sodir bo'ladi:

H + OH–+ H2O.

Shunday qilib, karbonat anioni doimiy muhitni saqlab turishi mumkin.

Osmotik yarim o'tkazuvchan membrana bilan ajratilgan ikkita eritmadan tashkil topgan tizimda sodir bo'ladigan hodisalarni.

IN o'simlik hujayrasi Yarim o'tkazuvchan plyonkalarning rolini sitoplazmaning chegara qatlamlari bajaradi: plazmalemma va tonoplast.

Plazmalemma - sitoplazmaning hujayra membranasiga tutashgan tashqi membranasi. Tonoplast vakuolani o'rab turgan ichki sitoplazmatik membranadir. Vakuolalar sitoplazmadagi hujayra shirasi - uglevodlar, organik kislotalar, tuzlar, past molekulyar oqsillar va pigmentlarning suvdagi eritmasi bilan to'ldirilgan bo'shliqlardir.

Hujayra shirasida va tashqi muhitda (tuproq, suv havzalari) moddalarning konsentratsiyasi odatda bir xil emas. Agar moddalarning hujayra ichidagi konsentratsiyasi tashqi muhitga nisbatan yuqori bo'lsa, atrof-muhitdan suv hujayra ichiga, aniqrog'i vakuolga, teskari yo'nalishga qaraganda tezroq kiradi. Hujayra shirasining hajmining oshishi bilan hujayra ichiga suv kirishi tufayli uning membranaga mahkam o'rnashgan sitoplazmaga bosimi ortadi. Hujayra suv bilan to'liq to'yingan bo'lsa, u maksimal hajmga ega bo'ladi.

Davlat ichki kuchlanish hujayralar tarkibida suv miqdori ko'p bo'lganligi va uning membranasidagi hujayra tarkibining rivojlanayotgan bosimi tufayli turgor deyiladi.Turgor organlarning o'z shaklini (masalan, barglar, lignifikatsiyalanmagan poyalarni) va kosmosdagi holatini saqlab turishini ta'minlaydi. ularning mexanik omillar ta'siriga chidamliligi. Suvni yo'qotish turgorning pasayishi va so'lishi bilan bog'liq.

Agar hujayra ichida bo'lsa gipertonik eritma, uning konsentratsiyasi hujayra shirasining konsentratsiyasidan katta bo'lsa, u holda hujayra shirasidan suvning tarqalish tezligi atrofdagi eritmadan hujayra ichiga suv diffuziya tezligidan oshib ketadi.

Hujayradan suv chiqishi tufayli hujayra shirasining hajmi kamayadi va turgor kamayadi. Hujayra vakuolasi hajmining pasayishi sitoplazmaning membranadan ajralishi bilan birga keladi - bu sodir bo'ladi. plazmoliz.

Plazmoliz jarayonida plazmolizlangan protoplastning shakli o'zgaradi. Dastlab, protoplast hujayra devoridan faqat ma'lum joylarda, ko'pincha burchaklarda orqada qoladi. Ushbu shakldagi plazmoliz burchakli deb ataladi

Keyin protoplast hujayra devorlaridan orqada qolishda davom etadi va ular bilan ma'lum joylarda aloqa qiladi; bu nuqtalar orasidagi protoplastning yuzasi konkav shaklga ega.

Bu bosqichda plazmoliz botiq deyiladi.Asta-sekin protoplast butun sirt bo'ylab hujayra devorlaridan ajralib chiqadi va yumaloq shaklga ega bo'ladi. Plazmolizning bu turi qavariq plazmoliz deb ataladi.

Plazmolizlangan hujayra gipotonik eritma ichiga joylashtirilsa, uning konsentratsiyasi hujayra shirasining konsentratsiyasidan kam bo'lsa, atrofdagi eritmadan suv vakuolga kiradi. Vakuola hajmining oshishi natijasida hujayra shirasining sitoplazmadagi bosimi kuchayadi, u asl holatini olmaguncha hujayra devorlariga yaqinlasha boshlaydi - bu sodir bo'ladi. deplazmoliz

Vazifa № 3

Berilgan matnni o‘qib bo‘lgach, quyidagi savollarga javob bering.

1) bufer sig'imini aniqlash

2) hujayraning buferlik xossalarini qaysi anionlarning konsentratsiyasi aniqlaydi?

3) hujayradagi buferlashning roli

4) bikarbonatda sodir bo'ladigan reaksiyalar tenglamasi bufer tizimi(magnit doskada)

5) osmos ta'rifi (misollar keltiring)

6) plazmoliz va deplazmoliz slaydlarini aniqlash

Hujayrada D.I.Mendeleyev davriy sistemasining 70 ga yaqin kimyoviy elementlari uchraydi, lekin bu elementlarning tarkibi ularning muhitdagi konsentratsiyasidan sezilarli darajada farq qiladi, bu esa organik dunyoning birligini isbotlaydi.

Hujayrada mavjud bo'lgan kimyoviy elementlar uchta katta guruhga bo'linadi: makroelementlar, mezoelementlar (oligoelementlar) va mikroelementlar.

Bularga asosiy organik moddalar tarkibiga kiruvchi uglerod, kislorod, vodorod va azot kiradi. Mezoelementlar oltingugurt, fosfor, kaliy, kaltsiy, natriy, temir, magniy, xlor bo'lib, hujayra massasining taxminan 1,9% ni tashkil qiladi.

Oltingugurt va fosfor eng muhim organik birikmalarning tarkibiy qismidir. Hujayradagi kontsentratsiyasi taxminan 0,1% bo'lgan kimyoviy elementlar mikroelementlar deb tasniflanadi. Bular sink, yod, mis, marganets, ftor, kobalt va boshqalar.

Hujayra moddalari noorganik va organiklarga bo'linadi.

Noorganik moddalarga suv va mineral tuzlar kiradi.

Hujayradagi suv o'zining fizik-kimyoviy xossalariga ko'ra erituvchi, reaksiyalar muhiti, boshlang'ich modda va kimyoviy reaksiyalar mahsuloti bo'lib, transport va termoregulyatsiya funktsiyalarini bajaradi, hujayra elastikligini beradi, o'simlik hujayrasining harakatini ta'minlaydi.

Hujayradagi mineral tuzlar erigan yoki erimagan holatda bo'lishi mumkin.

Eriydigan tuzlar ionlarga ajraladi. Eng muhim kationlar kaliy va natriy bo'lib, ular membrana bo'ylab moddalarning o'tkazilishini osonlashtiradi va nerv impulslarining paydo bo'lishi va o'tkazilishida ishtirok etadi; mushak tolalarining qisqarishi va qon ivish jarayonlarida ishtirok etadigan kaltsiy, xlorofillning bir qismi bo'lgan magniy va bir qator oqsillarning bir qismi bo'lgan temir, shu jumladan gemoglobin. Sink oshqozon osti bezi gormoni - insulin molekulasining bir qismidir, fotosintez va nafas olish jarayonlari uchun mis kerak.

Eng muhim anionlar ATP va nuklein kislotalarning bir qismi bo'lgan fosfat anioni va atrof-muhitning pH tebranishlarini yumshatuvchi karbonat kislota qoldig'idir.

Kaltsiy va fosfor etishmasligi raxitga, temir etishmasligi anemiyaga olib keladi.

Hujayraning organik moddalari uglevodlar, lipidlar, oqsillar, nuklein kislotalar, ATP, vitaminlar va gormonlar bilan ifodalanadi.

Uglevodlar asosan uchta kimyoviy elementdan iborat: uglerod, kislorod va vodorod.

Ularning umumiy formula Cm(H20)n. Oddiy va murakkab uglevodlar mavjud. Oddiy uglevodlar (monosaxaridlar) bitta shakar molekulasini o'z ichiga oladi. Ular pentoza (C5) va geksoza (C6) kabi uglerod atomlari soni bo'yicha tasniflanadi. Pentozalarga riboza va deoksiriboza kiradi. Riboza RNK va ATP tarkibiga kiradi. Dezoksiriboza DNKning tarkibiy qismidir. Geksozalar glyukoza, fruktoza, galaktoza va boshqalar.

Ular hujayra metabolizmida faol ishtirok etadilar va murakkab uglevodlar - oligosakkaridlar va polisaxaridlarning bir qismidir. Oligosakkaridlar (disaxaridlar) tarkibiga saxaroza (glyukoza + fruktoza), laktoza yoki sut shakari (glyukoza + galaktoza) va boshqalar kiradi.

Polisaxaridlarga kraxmal, glikogen, tsellyuloza va xitin misol bo'la oladi.

Uglevodlar hujayradagi plastik (qurilish), energiya (1 g uglevodlarning parchalanishining energiya qiymati 17,6 kJ), saqlash va qo'llab-quvvatlash funktsiyalarini bajaradi. Uglevodlar ham murakkab lipidlar va oqsillarning bir qismi bo'lishi mumkin.

Lipidlar hidrofobik moddalar guruhidir.

Bularga yog'lar, mum steroidlari, fosfolipidlar va boshqalar kiradi.

Yog 'molekulasining tuzilishi

Yog 'uch atomli spirt glitserin va yuqori organik (yog'li) kislotalarning efiridir. Yog 'molekulasida gidrofil qismni - "bosh" (glitserin qoldig'i) va hidrofobik qismni - "dumlar" (qoldiqlar) ajratish mumkin. yog 'kislotalari), shuning uchun suvda yog 'molekulasi qat'iy belgilangan tarzda yo'naltirilgan: gidrofil qismi suvga, hidrofobik qismi esa undan uzoqroqqa yo'naltirilgan.

Lipidlar hujayrada plastik (qurilish), energiya (1 g yog'ning parchalanishining energiya qiymati 38,9 kJ), saqlash, himoya (yostiqsimon) va tartibga solish (steroid gormonlar) funktsiyalarini bajaradi.

Proteinlar monomerlari aminokislotalar bo'lgan biopolimerlardir.

Aminokislotalar tarkibida aminokislotalar, karboksil guruhi va radikal mavjud. Aminokislotalar faqat radikallari bilan farqlanadi. Proteinlar tarkibida 20 ta asosiy aminokislotalar mavjud. Aminokislotalar bir-biri bilan peptid bog'lanish hosil qiladi.

20 dan ortiq aminokislotalardan iborat zanjir polipeptid yoki oqsil deb ataladi. Proteinlar to'rtta asosiy tuzilmani hosil qiladi: birlamchi, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi.

Birlamchi tuzilish peptid bog'i bilan bog'langan aminokislotalarning ketma-ketligidir.

Ikkilamchi struktura - bu spiral yoki burmalarning turli burilishlaridagi peptid guruhlarining kislorod va vodorod atomlari o'rtasidagi vodorod aloqalari bilan birlashtirilgan spiral yoki buklangan struktura.

Uchinchi darajali struktura (globula) hidrofobik, vodorod, disulfid va boshqa aloqalar bilan birlashtiriladi.

Proteinning uchinchi darajali tuzilishi

Uchinchi darajali tuzilish tanadagi ko'pchilik oqsillarga, masalan, mushak miyoglobiniga xosdir.

Oqsilning to'rtlamchi tuzilishi.

To'rtlamchi tuzilma eng murakkab bo'lib, asosan uchinchi darajali kabi bir xil bog'lar bilan bog'langan bir nechta polipeptid zanjirlari tomonidan hosil bo'ladi.

To'rtlamchi tuzilish gemoglobin, xlorofill va boshqalarga xosdir.

Proteinlar oddiy yoki murakkab bo'lishi mumkin. Oddiy oqsillar faqat aminokislotalardan iborat bo'lsa, murakkab oqsillar (lipoproteinlar, xromoproteinlar, glikoproteinlar, nukleoproteinlar va boshqalar) oqsil va oqsil bo'lmagan qismlarni o'z ichiga oladi.

Masalan, globin oqsilining to'rtta polipeptid zanjiridan tashqari, gemoglobin tarkibida oqsil bo'lmagan qism - gem mavjud bo'lib, uning markazida gemoglobinga qizil rang beradigan temir ioni mavjud.

Proteinlarning funktsional faolligi atrof-muhit sharoitlariga bog'liq.

Oqsil molekulasining strukturasini birlamchi tuzilishigacha yo'qotish denaturatsiya deb ataladi. Ikkilamchi va yuqori tuzilmalarni tiklashning teskari jarayoni renaturatsiya hisoblanadi. Protein molekulasining to'liq yo'q qilinishi halokat deb ataladi.

Proteinlar hujayrada bir qator funktsiyalarni bajaradi: plastik (konstruksiya), katalitik (fermentativ), energiya (1 g oqsil parchalanishining energiya qiymati 17,6 kJ), signalizatsiya (retseptor), qisqarish (motor), transport, himoya, tartibga soluvchi, saqlash.

Nuklein kislotalar biopolimerlar bo'lib, ularning monomerlari nukleotidlardir.

Nukleotid tarkibida azotli asos, pentoza shakar qoldig'i va ortofosfor kislota qoldig'i mavjud. Nuklein kislotalarning ikki turi mavjud: ribonuklein kislotasi (RNK) va deoksiribonuklein kislotasi (DNK).

DNKda to'rt turdagi nukleotidlar mavjud: adenin (A), timin (T), guanin (G) va sitozin (C). Ushbu nukleotidlar tarkibida shakar deoksiriboza mavjud. Chargaffning DNK qoidalari:

1) DNKdagi adenil nukleotidlar soni timidil nukleotidlar soniga teng (A = T);

2) DNKdagi guanil nukleotidlar soni sitidil nukleotidlar soniga teng (G = C);

3) adenil va guanil nukleotidlarining yig'indisi timidil va sitidil nukleotidlarining yig'indisiga teng (A + G = T + C).

DNK tuzilishini F. kashf etgan.

Krik va D. Uotson ( Nobel mukofoti fiziologiya va tibbiyotda 1962). DNK molekulasi ikki zanjirli spiraldir.

Hujayra va uning kimyoviy tarkibi

Nukleotidlar fosfor kislotasi qoldiqlari orqali bir-biri bilan bog'lanib, fosfodiester bog'ini hosil qiladi, azotli asoslar esa ichkariga yo'naltiriladi. Zanjirdagi nukleotidlar orasidagi masofa 0,34 nm.

Turli zanjirli nukleotidlar bir-biri bilan komplementarlik prinsipiga ko‘ra vodorod bog‘lari orqali bog‘langan: adenin timin bilan ikkita vodorod bog‘i (A = T), guanin esa sitozin bilan uchta (G = C) bog‘langan.

Nukleotid tuzilishi

DNKning eng muhim xususiyati replikatsiya qilish (o'z-o'zini ko'paytirish) qobiliyatidir.

DNKning asosiy vazifasi irsiy axborotni saqlash va uzatishdir.

U yadro, mitoxondriya va plastidlarda to'plangan.

RNK shuningdek to'rtta nukleotidni o'z ichiga oladi: adenin (A), urasil (U), guanin (G) va sitozin (C). Undagi pentoza shakar qoldig'i riboza bilan ifodalanadi.

RNK asosan bir zanjirli molekulalardir. RNKning uch turi mavjud: xabarchi RNK (i-RNK), transfer RNK (t-RNK) va ribosoma RNK (r-RNK).

tRNKning tuzilishi

Ularning barchasi DNKdan i-RNKga qayta yoziladigan irsiy ma'lumotni amalga oshirish jarayonida faol ishtirok etadilar va ikkinchisida oqsil sintezi allaqachon amalga oshirilgan, t-RNK oqsil sintezi jarayonida aminokislotalarni aminokislotalarga olib keladi. ribosomalar, r-RNK ribosomalarning o'z qismidir.

Tirik hujayraning kimyoviy tarkibi

Hujayra turli xil kimyoviy birikmalarni o'z ichiga oladi. Ulardan ba'zilari - noorganik - jonsiz tabiatda ham uchraydi. Biroq, hujayralar eng ko'p organik birikmalar bilan ajralib turadi, ularning molekulalari juda murakkab tuzilishga ega.

Hujayraning noorganik birikmalari. Suv va tuzlar noorganik birikmalardir. Hujayralarning aksariyati suvdan iborat. Bu barcha hayotiy jarayonlar uchun zarurdir.

Suv yaxshi hal qiluvchi hisoblanadi. Suvli eritmada turli moddalarning kimyoviy o'zaro ta'siri sodir bo'ladi. Erigan holatda ozuqa moddalari hujayralararo moddadan membrana orqali hujayra ichiga kiradi. Suv, shuningdek, unda sodir bo'ladigan reaktsiyalar natijasida hosil bo'lgan moddalarni hujayradan olib tashlashga yordam beradi.

Hujayralarning hayotiy jarayonlari uchun eng muhim tuzlar K, Na, Ca, Mg va boshqalardir.

Hujayraning organik birikmalari. Hujayra funktsiyasini amalga oshirishda asosiy rol organik birikmalarga tegishli. Ular orasida eng yuqori qiymat oqsillar, yog'lar, uglevodlar va nuklein kislotalarga ega.

Proteinlar har qanday tirik hujayraning asosiy va eng murakkab moddalaridir.

Protein molekulasining hajmi molekulalarnikidan yuzlab va minglab marta katta noorganik birikmalar. Proteinlarsiz hayot bo'lmaydi. Ba'zi oqsillar katalizator sifatida harakat qilib, kimyoviy reaktsiyalarni tezlashtiradi. Bunday oqsillarga fermentlar deyiladi.

Yog'lar va uglevodlar kamroq murakkab tuzilishga ega.

Ular hujayraning qurilish materiali bo'lib, organizmning hayotiy jarayonlari uchun energiya manbai bo'lib xizmat qiladi.

Nuklein kislotalar hosil bo'ladi hujayra yadrosi. Bu ularning nomi (lotincha Nucleus - yadro) kelib chiqqan. Xromosomalarning bir qismi sifatida nuklein kislotalar hujayraning irsiy xususiyatlarini saqlash va uzatishda ishtirok etadi. Nuklein kislotalar oqsillarning hosil bo'lishini ta'minlaydi.

Hujayraning hayotiy xususiyatlari. Hujayraning asosiy hayotiy xususiyati metabolizmdir.

Hujayralararo moddadan hujayralarga oziq moddalar va kislorod doimiy ravishda ta'minlanadi va parchalanish mahsulotlari chiqariladi. Hujayra ichiga kiradigan moddalar biosintez jarayonlarida ishtirok etadi. Biosintez - oddiy moddalardan oqsillar, yog'lar, uglevodlar va ularning birikmalarining hosil bo'lishi. Biosintez jarayonida tananing ayrim hujayralariga xos bo'lgan moddalar hosil bo'ladi.

Masalan, oqsillar mushaklarning qisqarishini ta'minlaydigan mushak hujayralarida sintezlanadi.

Biosintez bilan bir vaqtda organik birikmalar hujayralarda parchalanadi. Parchalanish natijasida oddiyroq tuzilishdagi moddalar hosil bo'ladi. Parchalanish reaktsiyasining aksariyati kislorodni o'z ichiga oladi va energiya chiqaradi.

Hujayraning kimyoviy tashkil etilishi

Bu energiya hujayrada sodir bo'ladigan hayotiy jarayonlarga sarflanadi. Biosintez va parchalanish jarayonlari energiya almashinuvi bilan birga keladigan metabolizmni tashkil qiladi.

Hujayralar o'sish va ko'payish bilan tavsiflanadi. Inson tanasidagi hujayralar ikkiga bo'linish orqali ko'payadi. Olingan qiz hujayralarning har biri o'sadi va ona hujayra hajmiga etadi. Yangi hujayralar ona hujayra vazifasini bajaradi.

Hujayralarning umri har xil: bir necha soatdan o'nlab yillargacha.

Tirik hujayralar atrof-muhitdagi fizik va kimyoviy o'zgarishlarga javob berishga qodir. Hujayralarning bu xususiyati qo'zg'aluvchanlik deb ataladi. Shu bilan birga, hujayralar dam olish holatidan ish holatiga o'tadi - qo'zg'alish. Hujayralarda qo'zg'alganda, moddalarning biosintezi va parchalanish tezligi, kislorod iste'moli va harorat o'zgaradi. Hayajonlangan holatda turli hujayralar o'zlarining xarakterli funktsiyalarini bajaradilar.

Bez hujayralari moddalar hosil qiladi va chiqaradi, mushak hujayralari qisqaradi, nerv hujayralari zaif elektr signali paydo bo'ladi - asab impulsi, hujayra membranalari bo'ylab tarqalishi mumkin.

Tananing ichki muhiti.

Tanadagi aksariyat hujayralar tashqi muhit bilan bog'liq emas. Ularning hayotiy faoliyati 3 turdagi suyuqlikdan iborat bo'lgan ichki muhit tomonidan ta'minlanadi: hujayralararo (to'qima) suyuqlik, ular bilan hujayralar bevosita aloqada bo'ladi, qon va limfa. Ichki muhit hujayralarni hayotiy faoliyati uchun zarur bo'lgan moddalar bilan ta'minlaydi va u orqali parchalanish mahsulotlari chiqariladi.

Tananing ichki muhiti tarkibi va fizik-kimyoviy xususiyatlarining nisbiy doimiyligiga ega. Faqat bu holatda hujayralar normal ishlashi mumkin.

Organik birikmalarning metabolizmi, biosintezi va parchalanishi, o'sishi, ko'payishi, qo'zg'aluvchanligi hujayralarning asosiy hayotiy xususiyatlari hisoblanadi.

Hujayralarning hayotiy xususiyatlari tananing ichki muhiti tarkibining nisbiy doimiyligi bilan ta'minlanadi.

Atlas: inson anatomiyasi va fiziologiyasi. To'liq amaliy qo'llanma Elena Yuryevna Zigalova

Hujayraning kimyoviy tarkibi

Hujayra tarkibi 100 dan ortiq kimyoviy elementlarni o'z ichiga oladi, ulardan to'rttasi massaning taxminan 98% ni tashkil qiladi. organogenlar: kislorod (65-75%), uglerod (15-18%), vodorod (8-10%) va azot (1,5-3,0%). Qolgan elementlar uchta guruhga bo'linadi: makroelementlar - ularning tanadagi tarkibi 0,01% dan oshadi); mikroelementlar (0,00001-0,01%) va ultramikroelementlar (0,00001 dan kam). Makroelementlarga oltingugurt, fosfor, xlor, kaliy, natriy, magniy, kaltsiy kiradi. Mikroelementlarga temir, rux, mis, yod, ftor, alyuminiy, mis, marganets, kobalt va boshqalar kiradi.Ultramikroelementlarga selen, vanadiy, kremniy, nikel, litiy, kumush va boshqalar kiradi. Ularning tarkibi juda past bo'lishiga qaramay, mikroelementlar va ultramikroelementlar juda muhim rol o'ynaydi. Ular asosan metabolizmga ta'sir qiladi. Ularsiz har bir hujayraning va umuman organizmning normal ishlashi mumkin emas.

Guruch. 1. Ultramikroskopik hujayra tuzilishi. 1 - sitolemma ( plazma membranasi); 2 – pinotsitoz pufakchalar; 3 – sentrosoma, hujayra markazi (sitomarkaz); 4 - gialoplazma; 5 – endoplazmatik retikulum: a – donador to‘rning membranasi; b - ribosomalar; 6 – perinuklear bo‘shliqning endoplazmatik retikulum bo‘shliqlari bilan bog‘lanishi; 7 - yadro; 8 – yadro teshiklari; 9 – donador bo‘lmagan (silliq) endoplazmatik retikulum; 10 – yadrocha; 11 – ichki retikulyar apparat (Golji kompleksi); 12 – sekretor vakuolalar; 13 – mitoxondriya; 14 - lipozomalar; 15 - fagotsitozning ketma-ket uchta bosqichi; 16 - hujayra membranasining (sitolemma) endoplazmatik retikulum membranalari bilan bog'lanishi

Hujayra noorganik va organik moddalardan iborat. Noorganik moddalar orasida eng katta miqdorda suv mavjud. Hujayradagi suvning nisbiy miqdori 70 dan 80% gacha. Suv universal erituvchi bo'lib, hujayradagi barcha biokimyoviy reaktsiyalar unda sodir bo'ladi. Suv ishtirokida termoregulyatsiya amalga oshiriladi. Suvda eriydigan moddalar (tuzlar, asoslar, kislotalar, oqsillar, uglevodlar, spirtlar va boshqalar) gidrofil deyiladi. Gidrofobik moddalar (yog'lar va yog'ga o'xshash moddalar) suvda erimaydi. Boshqa noorganik moddalar (tuzlar, kislotalar, asoslar, musbat va manfiy ionlar) 1,0 dan 1,5% gacha.

Organik moddalar orasida oqsillar (10-20%), yog'lar yoki lipidlar (1-5%), uglevodlar (0,2-2,0%) va nuklein kislotalar (1-2%) ustunlik qiladi. Past molekulyar og'irlikdagi moddalarning tarkibi 0,5% dan oshmaydi.

Molekula sincap monomerlarning ko'p sonli takrorlanuvchi birliklaridan tashkil topgan polimer. Aminokislota oqsil monomerlari (ulardan 20 tasi) bir-biri bilan peptid bog'lari orqali bog'lanib, polipeptid zanjirini (oqsilning birlamchi tuzilishi) hosil qiladi. U spiralga aylanadi va o'z navbatida oqsilning ikkilamchi tuzilishini hosil qiladi. Polipeptid zanjirining o'ziga xos fazoviy yo'nalishi tufayli oqsil molekulasining o'ziga xosligi va biologik faolligini aniqlaydigan uchinchi darajali oqsil tuzilishi paydo bo'ladi. Bir necha uchinchi darajali tuzilmalar bir-biri bilan qoʻshilib toʻrtlamchi tuzilmani hosil qiladi.

Proteinlar bajaradi muhim funktsiyalar. Fermentlar- hujayradagi kimyoviy reaktsiyalar tezligini yuz minglab million marta oshiradigan biologik katalizatorlar oqsillardir. Proteinlar barcha hujayra tuzilmalarining bir qismi bo'lib, plastik (konstruktsiya) funktsiyasini bajaradi. Hujayra harakati ham oqsillar tomonidan amalga oshiriladi. Ular moddalarni hujayra ichiga, hujayradan tashqariga va hujayra ichida tashishni ta'minlaydi. Oqsillarning (antikorlarning) himoya funktsiyasi muhim ahamiyatga ega. Proteinlar energiya manbalaridan biridir.

Uglevodlar monosaxaridlar va polisaxaridlarga bo'linadi. Ikkinchisi aminokislotalar singari monomerlar bo'lgan monosaxaridlardan qurilgan. Hujayradagi monosaxaridlar orasida eng muhimlari glyukoza, fruktoza (oltita uglerod atomini o'z ichiga oladi) va pentoza (beshta uglerod atomi). Pentozalar nuklein kislotalarning bir qismidir. Monosaxaridlar suvda yaxshi eriydi. Polisaxaridlar suvda yomon eriydi (hayvon hujayralarida glikogen, oʻsimlik hujayralarida kraxmal va sellyuloza).Uglevodlar energiya manbai, murakkab uglevodlar oqsillar (glikoproteinlar), yogʻlar (glikolipidlar) bilan qoʻshilib hujayra sirtlari va hujayra hosil boʻlishida ishtirok etadi. o'zaro ta'sirlar.

TO lipidlar yog'lar va yog'ga o'xshash moddalarni o'z ichiga oladi. Yog 'molekulalari glitserin va yog' kislotalaridan hosil bo'ladi. Yog'ga o'xshash moddalarga xolesterin, ba'zi gormonlar va lesitin kiradi. Hujayra membranalarining asosiy tarkibiy qismlari bo'lgan lipidlar (ular quyida tavsiflanadi), shu bilan qurilish funktsiyasini bajaradi. Lipidlar energiyaning eng muhim manbalaridir. Demak, agar 1 g oqsil yoki uglevodlarning to‘liq oksidlanishida 17,6 kJ energiya ajralib chiqsa, 1 g yog‘ning to‘liq oksidlanishida 38,9 kJ ajralib chiqadi. Lipidlar termoregulyatsiyani amalga oshiradi va organlarni himoya qiladi (yog 'kapsulalari).

Nuklein kislotalar monomerlar va nukleotidlar tomonidan hosil qilingan polimer molekulalari. Nukleotid purin yoki pirimidin asosi, shakar (pentoza) va fosfor kislotasi qoldig'idan iborat. Barcha hujayralarda nuklein kislotalarning ikki turi mavjud: asoslar va qandlar tarkibida farq qiluvchi dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) va ribonuklein kislotasi (RNK) (1-jadval, guruch. 2).

Guruch. 2. Nuklein kislotalarning fazoviy tuzilishi (B. Alberts va boshqalarga ko'ra, tahrirlangan). I - RNK; II - DNK; lentalar - shakar fosfat umurtqalari; A, C, G, T, U - azotli asoslar, ular orasidagi panjaralar - vodorod aloqalari

DNK molekulasi qo'sh spiral shaklida bir-birining atrofida o'ralgan ikkita polinukleotid zanjiridan iborat. Ikkala zanjirning azotli asoslari bir-biri bilan to'ldiruvchi vodorod bog'lari bilan bog'langan. Adenin faqat timin bilan, sitozin esa guanin bilan birlashadi(A - T, G - C). DNK hujayra tomonidan sintez qilingan oqsillarning o'ziga xosligini, ya'ni polipeptid zanjiridagi aminokislotalarning ketma-ketligini aniqlaydigan genetik ma'lumotni o'z ichiga oladi. DNK hujayraning barcha xususiyatlarini meros qilib beradi. DNK yadro va mitoxondriyada joylashgan.

RNK molekulasi bitta polinukleotid zanjiri orqali hosil bo'ladi. Hujayralarda uch xil RNK mavjud. DNKning nukleotidlar ketma-ketligi haqidagi ma'lumotlarni ribosomalarga uzatuvchi axborot yoki xabarchi RNK tRNK (inglizcha messenjerdan - "vositachi") (pastga qarang).

Aminokislotalarni ribosomalarga o'tkazuvchi RNK (tRNK) o'tkazing. Ribosomal RNK (rRNK), ribosomalarning shakllanishida ishtirok etadi. RNK yadro, ribosoma, sitoplazma, mitoxondriya va xloroplastlarda joylashgan.

1-jadval

Nuklein kislota tarkibi

Hujayradagi kimyoviy moddalar, ayniqsa ularning tarkibi, kimyoviy nuqtai nazardan makro va mikroelementlarga bo'linadi. Shu bilan birga, ultramikroelementlar guruhi ham mavjud bo'lib, ularning foizi 0,0000001% bo'lgan kimyoviy elementlarni o'z ichiga oladi.

Yolg'iz kimyoviy birikmalar qafasda ko'proq, boshqalari kamroq. Ammo hujayraning barcha asosiy elementlari makroelementlar guruhiga kiradi. Makro prefiksi ko'p narsani anglatadi.

Atom darajasidagi tirik organizm jonsiz tabiat ob'ektlaridan farq qilmaydi. U jonsiz narsalar bilan bir xil atomlardan iborat. Biroq, tirik organizmdagi kimyoviy elementlarning soni, ayniqsa, asosiy hayot jarayonlarini ta'minlovchilar, foizlarda ancha ko'p.

Hujayra kimyoviy moddalari

Sincaplar

Hujayraning asosiy moddalari oqsillardir. Ular hujayra massasining 50% ni egallaydi. Proteinlar ko'p narsani bajaradi turli funktsiyalar Tirik mavjudotlarning tanasida oqsillar o'zlarining o'xshashligi va funktsiyalari bo'yicha ko'plab boshqa moddalardir.

Kimyoviy tuzilishiga ko'ra, oqsillar peptid bog'lari bilan bog'langan aminokislotalardan tashkil topgan biopolimerlardir. Shuni ta'kidlashni istardimki, oqsillar tarkibi asosan aminokislotalar qoldiqlari bilan band.

Proteinlarning kimyoviy tarkibi doimiy o'rtacha azot miqdori bilan tavsiflanadi - taxminan 16%. Shuni ta'kidlashni istardimki, o'ziga xos fermentlar ta'sirida, shuningdek kislotalar bilan qizdirilganda, oqsillar gidrolizga moyil bo'ladi. Bu ularning asosiy xususiyatlaridan biridir.

Uglevodlar

Uglevodlar tabiatda juda keng tarqalgan bo'lib, o'simliklar va hayvonlar hayotida juda muhim rol o'ynaydi. Ular ishtirok etadilar turli jarayonlar organizmdagi metabolizm va ko'plab tabiiy birikmalarning tarkibiy qismidir.

Tarkibi, tuzilishi va fizik-kimyoviy xususiyatlariga ko'ra, uglevodlar ikki guruhga bo'linadi: oddiy - bu monosaxaridlar va murakkab - monosaxaridlarning kondensatsiya mahsulotlari. Murakkab uglevodlar orasida ikkita guruh mavjud: oligosakkaridlar (monosaxarid qoldiqlari soni ikkidan o'ngacha) va polisaxaridlar (monosaxarid qoldiqlari soni o'ndan ortiq).

Lipidlar

Lipidlar organizmlar uchun asosiy energiya manbai hisoblanadi. Tirik organizmlarda lipidlar kamida uchta asosiy funktsiyani bajaradi: ular membranalarning asosiy tarkibiy qismlari bo'lib, ular umumiy energiya zahirasi hisoblanadi, shuningdek, hayvonlar, o'simliklar va mikroorganizmlar tanasida himoya rolini o'ynaydi.

Lipidlar sinfiga kiruvchi hujayradagi kimyoviy moddalar alohida xususiyatga ega - ular suvda erimaydi va organik erituvchilarda ozgina eriydi.

Nuklein kislotalar

Tirik organizmlar hujayralarida ikki xil hayotiy nuklein kislotalar topilgan: dezoksiribonuklein kislotasi (DNK) va ribonuklein kislotasi (RNK). Nuklein kislotalar - azotni o'z ichiga olgan murakkab birikmalar.

To'liq gidroliz bo'lsa, nuklein kislotalar kichikroq birikmalarga bo'linadi, xususan: azotli asoslar, uglevodlar va fosfat kislotalar. Nuklein kislotalarning to'liq gidrolizlanishida nukleozidlar va nukleotidlar hosil bo'ladi. Nuklein kislotalarning asosiy vazifasi irsiy axborotni saqlash va biologik faol moddalarni tashishdir.

Makroelementlar guruhi hujayra hayotining asosiy manbai hisoblanadi

Makroelementlar guruhiga kislorod, uglerod, vodorod, azot, kaliy, fosfor, oltingugurt, magniy, natriy, kaltsiy, xlor va boshqalar kabi asosiy kimyoviy elementlar kiradi. Ularning ko'plari, masalan, fosfor, azot, oltingugurt tana hujayralarining hayotiy jarayonlari uchun mas'ul bo'lgan turli birikmalarning bir qismidir. Ushbu elementlarning har biri o'z funktsiyasiga ega, ularsiz hujayraning mavjudligi mumkin emas.

Masalan, kislorod hujayraning deyarli barcha organik moddalari va birikmalariga kiradi. Ko'pchilik uchun, ayniqsa aerob organizmlar, kislorod oksidlovchi vosita sifatida ishlaydi, bu organizmning hujayralarini nafas olish jarayonida energiya bilan ta'minlaydi. Tirik organizmlarda kislorodning eng katta miqdori suv molekulalarida joylashgan.
Uglerod ham ko'plab hujayra birikmalarining bir qismidir. CaCO3 molekulasidagi uglerod atomlari tirik organizmlar skeletining asosini tashkil qiladi. Bundan tashqari, uglerod tartibga soladi hujayra funktsiyalari va o'simliklar fotosintezi jarayonida muhim rol o'ynaydi.
Vodorod hujayradagi suv molekulalarida mavjud. Uning Asosiy rol hujayraning tuzilishida ko'plab mikroskopik bakteriyalar energiya olish uchun vodorodni oksidlaydi.
Azot hujayraning asosiy tarkibiy qismlaridan biridir. Uning atomlari nuklein kislotalar, ko'plab oqsillar va aminokislotalarning bir qismidir. Azot qon bosimini tartibga solish jarayonida N O shaklida ishtirok etadi va tirik organizmdan siydik bilan chiqariladi.

Oltingugurt va fosfor organizmlar hayoti uchun kam ahamiyatga ega emas. Birinchisi ko'plab aminokislotalarda va shuning uchun oqsillarda mavjud. Fosfor esa ATP ning asosini tashkil qiladi - tirik organizmning asosiy va eng katta energiya manbai. Bundan tashqari, mineral tuzlar ko'rinishidagi fosfor tish va suyak to'qimalarida mavjud.

Kaltsiy va magniy tana hujayralarining muhim tarkibiy qismidir. Kaltsiy qonni ivishiga olib keladi, shuning uchun u tirik mavjudotlar uchun juda muhimdir. Shuningdek, u ko'plab hujayra ichidagi jarayonlarni tartibga soladi. Magniy tanadagi DNKni yaratishda ishtirok etadi, bundan tashqari u ko'plab fermentlar uchun kofaktordir.

Hujayra natriy va kaliy kabi makroelementlarga ham muhtoj. Natriy hujayraning membrana salohiyatini saqlab turadi, kaliy esa nerv impulslari va yurak mushaklarining normal ishlashi uchun zarurdir.

Mikroelementlarning tirik organizm uchun ahamiyati

Barcha asosiy hujayra moddalari nafaqat makroelementlardan, balki mikroelementlardan ham iborat. Bularga sink, selen, yod, mis va boshqalar kiradi. Hujayrada asosiy moddalarning bir qismi sifatida ular juda oz miqdorda topiladi, lekin ular o'ynaydi muhim rol tanadagi jarayonlarda. Masalan, selen ko'plab asosiy jarayonlarni tartibga soladi, mis ko'plab fermentlarning tarkibiy qismlaridan biri, sink esa oshqozon osti bezining asosiy gormoni bo'lgan insulin tarkibidagi asosiy elementdir.

Hujayraning kimyoviy tarkibi - video

Ushbu video dars "Hujayra: tuzilishi," mavzusiga bag'ishlangan. Kimyoviy tarkibi va hayotiy faoliyat." Hujayralarni o'rganadigan fanga sitologiya deyiladi. Ushbu darsda biz tanamizning eng kichik tarkibiy birligining tuzilishini muhokama qilamiz, uning kimyoviy tarkibini o'rganamiz va uning hayotiy funktsiyalari qanday amalga oshirilishini ko'rib chiqamiz.

Mavzu: Inson tanasining umumiy ko'rinishi

Dars: Hujayra: tuzilishi, kimyoviy tarkibi va hayotiy funktsiyalari

Inson tanasi ulkan ko'p hujayrali davlatdir. Hujayra - strukturaviy birlik ham o'simlik, ham hayvon organizmlari. Hujayralarni o'rganadigan fan deyiladi.

Hujayralar shakli, tuzilishi va funktsiyasi jihatidan juda xilma-xildir, ammo ularning barchasi umumiy tuzilishga ega. Ammo shakli, o'lchami va xususiyatlari organ tomonidan bajariladigan funktsiyaga bog'liq.

Hujayralarning mavjudligi haqida birinchi marta 1665 yilda taniqli ingliz fizigi, matematigi va mikroskopchisi Robert Guk xabar bergan.

Guruch. 1.

Guk kashf etganidan beri hujayralar mikroskop ostida barcha turdagi hayvon va oʻsimlik turlarida kuzatilgan. Va ularning barchasi umumiy tuzilish rejasiga ega edi. Ammo yorug'lik mikroskopi bilan faqat sitoplazma va yadroni ko'rish mumkin edi. Tashqi ko'rinish elektron mikroskop olimlarga nafaqat boshqalarni ko'rish, balki ularning ultrastrukturasini ham tekshirish imkonini berdi.