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, moddalarni tashish funktsiyasini bajaradigan endoplazmatik to'r, yadro - irsiy axborotni saqlash joyi, yadro ichidagi - yadro. 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.
Hujayralar inson tanasi bir qator hayotiy xususiyatlarga ega va ma'lum funktsiyalarni bajaradi:

IN hujayralar metabolizmga kirishadi sintez va parchalanish bilan birga keladi organik birikmalar; 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'ektivligi, elementar tarkibining umumiyligi, bir xil fizik qonunlarga bo'ysunishi va tizimli tashkil etilishida namoyon bo'ladi.

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 - bu tirik tizimlarning rivojlanish qonuniyatlari va hayotiy faoliyati, ularning xilma-xilligi va moslashish sabablarini o'rganadigan fanlar majmuasi. muhit, boshqa tirik tizimlar va jonsiz narsalar bilan aloqasi.

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.

Ko'p hujayrali organizmlarning hujayralari tuzilishi va funktsiyalari bo'yicha farqlanadi.

Atom tarkibi: hujayrada Mendeleyev davriy sistemasining 70 ga yaqin elementi 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. Alohida molekulalar o'rtasida vodorod aloqalari hosil bo'lib, ular jismoniy va Kimyoviy xossalari suv.

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 doimiy harakatda bo'lib, ular suyuq fazada bir-biri bilan to'qnashadi, bu metabolik jarayonlar uchun muhimdir;

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 bog'larini 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, yirik zarrachalarning paydo bo'lishiga to'sqinlik qiladi. Bu molekulalarning bunday holati dispers (tarqalgan) deb ataladi. Suv molekulalari bilan o'ralgan moddalarning eng kichik zarralari kolloid eritmalar (sitoplazma, hujayralararo suyuqliklar) hosil qiladi.

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 bio uchun vositadir kimyoviy reaksiyalar va fotosintez jarayonida elektron donor, bu ularning monomerlari uchun makromolekulalar gidroliz uchun zarur;

Ta'limda ishtirok etadi:

1) ishqalanishni kamaytiradigan moylash suyuqliklari (sinovial - umurtqali hayvonlarning bo'g'imlarida, plevral, plevra bo'shlig'ida, perikard - 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. Hujayrada sodir bo'ladigan kimyoviy jarayonlar 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 va suvli eritmada 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 yashashiga imkon beradi. sovuq suv qutb dengizlari.

Biopolimerlar: oqsillar, nuklein kislotalar.

Barcha organik moddalardan hujayraning asosiy qismini (50-70%) tashkil qiladi oqsillar. Hujayra membranasi va uning barcha ichki tuzilmalari 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 qurishda ishtirok etadi.Aminokislotalarning bir-biriga ketma-ket bog'langan 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. Proteinlarning bu eng muhim xususiyati 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 biologik turning organizmlarida ma'lum miqdorda Har bir hujayradagi 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, in dengiz suvi, aksincha, juda 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+ hujayralararo moddaning bir qismi bo'lib, hujayralarning birlashishini va ularning tartibli joylashishini ta'minlaydi.

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.

O'simlik hujayrasida 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.

Hujayraning yuqori suv miqdori va uning membranasidagi hujayra tarkibining rivojlanayotgan bosimi tufayli yuzaga keladigan ichki taranglik holati turgor deb ataladi.Turgor organlarning o'z shakllarini (masalan, barglar, lignlanmagan poya) va kosmosdagi holati, shuningdek, ularning mexanik omillar ta'siriga chidamliligi. Suvni yo'qotish turgorning pasayishi va so'lishi bilan bog'liq.

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

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.

Agar plazmolizlangan hujayra gipotonik eritmaga joylashtirilsa, uning konsentratsiyasi kamroq konsentratsiya hujayra shirasi, atrofdagi eritmadagi suv vakuolaga 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) bikarbonat bufer tizimida sodir bo'ladigan reaktsiyalar tenglamasi (magnit taxtada)

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 moddalarni tashishni osonlashtiradi va ularning paydo bo'lishi va o'tkazilishida ishtirok etadi. nerv impulsi; 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 oqsillar, yog'lar, uglevodlar va nuklein kislotalar eng katta ahamiyatga ega.

Proteinlar har qanday tirik hujayraning asosiy va eng murakkab moddalaridir.

Protein molekulasining hajmi noorganik birikmalar molekulalaridan yuzlab va minglab marta katta. 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 hujayra yadrosida hosil bo'ladi. 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. Katta qism Parchalanish reaktsiyasi kislorod ishtirokida va energiya chiqishi bilan sodir bo'ladi.

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 moddalarni hosil qiladi va ajratadi, mushak hujayralari qisqaradi va asab hujayralarida zaif elektr signali paydo bo'ladi - asab impulsi, hujayra membranalari bo'ylab tarqalishi mumkin.

Tananing ichki muhiti.

Ko'pgina tana hujayralari u bilan bog'lanmagan tashqi muhit. 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 tarkibining nisbiy doimiyligiga ega va fizik va kimyoviy xossalari. 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.

Kimyoviy elementlar va noorganik birikmalar hujayradagi ulushiga ko'ra uch guruhga bo'linadi:

makroelementlar: vodorod, uglerod, azot, kislorod (hujayradagi kontsentratsiya - 99,9%);

mikroelementlar: natriy, magniy, fosfor, oltingugurt, xlor, kaliy, kaltsiy (hujayradagi kontsentratsiya -0,1%);

ultramikroelementlar: bor, kremniy, vanadiy, marganets, temir, kobalt, mis, rux, molibden (hujayradagi kontsentratsiya - 0,001% dan kam).

Minerallar, tuzlar va ionlar 2...6 ni tashkil qiladi % hujayra hajmi, ba'zi mineral komponentlar hujayrada ionlashtirilmagan shaklda mavjud. Masalan, uglerod bilan bog'langan temir gemoglobin, ferritin, sitoxromlar va hujayraning normal faoliyatini ta'minlash uchun zarur bo'lgan boshqa fermentlarda mavjud.

Mineral tuzlar anion va kationlarga ajraladi va shu bilan hujayraning osmotik bosimi va kislota-ishqor muvozanatini saqlaydi. Noorganik ionlar fermentativ faollik uchun zarur bo'lgan kofaktorlar bo'lib xizmat qiladi. Noorganik fosfatdan oksidlovchi fosforlanish jarayonida adenozin trifosfat (ATP) hosil bo'ladi - hujayra hayoti uchun zarur bo'lgan energiya saqlanadigan modda. Kaltsiy ionlari aylanma qonda va hujayralarda mavjud. Suyaklarda ular fosfat va karbonat ionlari bilan birikib, kristall tuzilish hosil qiladi.

Suv - u tirik materiyaning universal tarqalish muhitidir. Faol hujayralar 60-95% suvdan iborat, ammo dam oluvchi hujayralar va to'qimalarda, masalan, sporalar va urug'larda suvning ulushi odatda kamida 10-20 ni tashkil qiladi. %>. Hujayrada suv ikki shaklda mavjud: erkin va bog'langan. Erkin suv hujayradagi barcha suvning 95% ni tashkil qiladi va asosan protoplazmaning kolloid tizimi uchun erituvchi va dispersion muhit sifatida ishlatiladi. Bog'langan suv (4-5 % hujayradagi barcha suvning) oqsillar bilan vodorod va boshqa bog'lar orqali erkin bog'langan.

Organik moddalar - tarkibida uglerod bo'lgan birikmalar (karbonatlardan tashqari). Aksariyat organik moddalar monomerlar deb ataladigan takrorlanuvchi zarralardan tashkil topgan polimerlardir.

Sincaplar- hujayraning organik moddalarining asosiy qismini tashkil etuvchi biologik polimerlar, ular protoplazmaning quruq massasining taxminan 40...50% ni tashkil qiladi. Proteinlar tarkibida uglerod, vodorod, kislorod, azot, shuningdek, oltingugurt va fosfor mavjud.

Faqat aminokislotalardan tashkil topgan oqsillar oddiy oqsillar deb ataladi (gr. protosdan - birinchi, eng muhim). Ular odatda hujayrada zahira modda sifatida to'planadi. Murakkab oqsillar (proteidlar) oddiy oqsillarni uglevodlar, yog 'kislotalari va nuklein kislotalar bilan birlashtirib hosil bo'ladi. Hujayradagi barcha hayotiy jarayonlarni belgilovchi va tartibga soluvchi fermentlarning aksariyati oqsil tabiatiga ega.

Fazoviy konfiguratsiyaga qarab, oqsil molekulalarini tashkil qilishning to'rtta tizimli darajasi ajratiladi. Birlamchi tuzilish: aminokislotalar ipga boncuklar kabi bog'langan, joylashish ketma-ketligi muhim biologik ahamiyatga ega. Ikkilamchi tuzilish: molekulalar ixcham, qattiq, cho'ziluvchan bo'lmagan zarralardir; bunday oqsillarning konfiguratsiyasi spiralga o'xshaydi. Uchinchi darajali tuzilish: polipeptid zanjirlari murakkab fazoviy joylashuv natijasida globulyar oqsillar deb ataladigan ixcham strukturani hosil qiladi. To'rtlamchi tuzilish: Ikki yoki undan ortiq zanjirlardan iborat bo'lib, ular bir xil yoki boshqacha bo'lishi mumkin.

Proteinlar monomerlardan - aminokislotalardan iborat (ma'lum 40 ta aminokislotadan 20 tasi oqsillarning bir qismidir). Aminokislotalar ham kislotali (karboksil) va asosiy (amin) guruhlarni o'z ichiga olgan amfoter birikmalardir. Aminokislotalar kondensatsiyalanib, oqsil molekulasini hosil qilganda, bir aminokislotaning kislotali guruhi boshqa aminokislotalarning asosiy guruhi bilan birlashadi. Har bir oqsil turli xil tartib va ​​nisbatlarda bog'langan yuzlab aminokislota molekulalarini o'z ichiga oladi, bu protein molekulalarining funktsiyalarining xilma-xilligini belgilaydi.

Nuklein kislotalar- tirik organizmlarda irsiy (genetik) axborotni saqlash va uzatishni ta'minlovchi tabiiy yuqori molekulyar biologik polimerlar. Bu biopolimerlarning eng muhim guruhidir, garchi tarkibi protoplazma massasining 1-2% dan oshmasa.

Nuklein kislota molekulalari monomerlar - nukleotidlardan tashkil topgan uzun chiziqli zanjirlardir. Har bir nukleotidda azotli asos, monosaxarid (pentoza) va fosfor kislotasi qoldig'i mavjud. DNK ning asosiy miqdori yadroda, RNK ham yadroda, ham sitoplazmada mavjud.

Bir ipli ribonuklein kislota (RNK) molekulasi 4...6 ming nukleotidga ega bo'lib, riboza, fosfor kislotasi qoldig'i va to'rt turdagi azotli asoslardan iborat: adenin (A), guanin (G), urasil (U) va sitozin. (C). ).

DNK molekulalari dezoksiriboza, fosfor kislotasi qoldig'i va to'rt turdagi azotli asoslardan tuzilgan 10...25 ming individual nukleotidlardan iborat: adenin (A), guanin (G), urasil (U) va timin (T).

DNK molekulasi bir-birini to'ldiruvchi ikkita zanjirdan iborat bo'lib, ularning uzunligi bir necha o'nlab va hatto yuzlab mikrometrlarga etadi.

1953 yilda D. Uotson va F. Krik DNK ning fazoviy molekulyar modelini (ikki spiral) taklif qildilar. DNK genetik ma'lumotni o'tkazishga va aniq ko'paytirishga qodir - bu 20-asr biologiyasidagi eng muhim kashfiyotlardan biri bo'lib, irsiyat mexanizmini tushuntirishga imkon berdi va molekulyar biologiyaning rivojlanishiga kuchli turtki berdi.

Lipidlar- yog'ga o'xshash moddalar, tuzilishi va vazifasi har xil. Oddiy lipidlar - yog'lar, mumlar - yog' kislotalari va spirtlarning qoldiqlaridan iborat. Murakkab lipidlar - lipidlarning oqsillar (lipoproteinlar), ortofosforik kislota (fosfolipidlar), qandlar (glikolipidlar) bilan komplekslari. Ular odatda 2...3% miqdorida bo'ladi. Lipidlar strukturaviy komponentlar membranalar, ularning o'tkazuvchanligiga ta'sir qiladi, shuningdek, ATP hosil bo'lishi uchun energiya zaxirasi bo'lib xizmat qiladi.

Lipidlarning fizik-kimyoviy xossalari ularning molekulalarida ham qutbli (elektr zaryadlangan) guruhlar (-COOH, -OH, -NH va boshqalar) va qutbsiz uglevodorod zanjirlarining mavjudligi bilan belgilanadi. Ushbu tuzilish tufayli ko'pchilik lipidlar sirt faol moddalardir. Ular suvda (hidrofob radikallar va guruhlarning ko'pligi tufayli) va moylarda (qutbli guruhlar mavjudligi sababli) juda yomon eriydi.

Uglevodlar- organik birikmalar, ular murakkablik darajasiga ko'ra monosaxaridlarga (glyukoza, fruktoza), disaxaridlarga (saxaroza, maltoza va boshqalar), polisaxaridlarga (kraxmal, glikogen va boshqalar) bo'linadi. Monosaxaridlar fotosintezning asosiy mahsulotlari bo'lib, polisaxaridlar, aminokislotalar, yog' kislotalari va boshqalarning biosintezi uchun ishlatiladi. Polisaxaridlar fermentatsiya yoki nafas olish jarayonida ajralib chiqqan monosaxaridlarning keyinchalik parchalanishi bilan energiya zaxirasi sifatida saqlanadi. Hidrofil polisakkaridlarni qo'llab-quvvatlaydi suv balansi hujayralar.

Adenozin trifosfor kislotasi(ATP) azotli asos - adenin, uglevod riboza va uchta fosfor kislotasi qoldig'idan iborat bo'lib, ular orasida yuqori energiyali aloqalar mavjud.

Proteinlar, uglevodlar va yog'lar nafaqat tanani tashkil etadigan qurilish materiallari, balki energiya manbalari hamdir. Nafas olish jarayonida oqsillarni, uglevodlarni va yog'larni oksidlash orqali organizm murakkab organik birikmalar energiyasini ATP molekulasidagi energiyaga boy bog'larga aylantiradi. ATP mitoxondriyalarda sintezlanadi va keyin kiradi turli hududlar hujayralar, barcha hayotiy jarayonlarni energiya bilan ta'minlaydi.

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

Hujayraning kimyoviy tarkibi

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 membrana); 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. Noorganiklar orasida eng katta raqam suv. 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 dan tashkil topgan polimer hisoblanadi katta miqdor monomerlarning takrorlanuvchi birliklari. 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 muhim funktsiyalarni bajaradi. 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

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 o'simlik va hayvon organizmlarining tarkibiy birligidir. Hujayralarni o'rganadigan fan deyiladi.

Hujayralar shakli, tuzilishi va funktsiyasi jihatidan juda xilma-xildir, ammo ularning barchasi umumiy tuzilishga ega. Ammo shakli, hajmi 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. Elektron mikroskopning paydo bo'lishi olimlarga nafaqat boshqalarni ko'rish, balki ularning ultrastrukturasini ham tekshirish imkonini berdi.

1. Kolesov D.V., Mash R.D., Belyaev I.N. Biologiya 8 M.: Bustard - p. 32, vazifalar va savol 2, 3, 5.

2. Hujayraning asosiy qismlari nimalardan iborat?

3. Hujayra organellalari haqida gapirib bering.

4. Mikroskopning kashf etilishi tarixi haqida ma’ruza tayyorlang.

Hujayra: kimyoviy tarkibi, tuzilishi, organellalarning vazifalari.

2.3 Hujayraning kimyoviy tarkibi. Makro va mikroelementlar. Hujayrani tashkil etuvchi noorganik va organik moddalar (oqsillar, nuklein kislotalar, uglevodlar, lipidlar, ATP) tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi bog'liqlik. Kimyoviy moddalarning hujayra va inson organizmidagi roli.

Organizmlarni tashkil etuvchi kimyoviy elementlar.

Hujayraning kimyoviy tarkibi haqida gapirganda, biz kimyoviy elementlar yoki haqida gapirishimiz mumkinligini esga olish kerak kimyoviy moddalar. Keling, kimyoviy elementlardan boshlaylik.

Tirik jismlarning tarkibi bir xil narsalarni o'z ichiga oladi kimyoviy elementlar, ular ham jonsiz jismlarni hosil qiladi. Bu tirik va jonsiz materiyaning birligi haqida gapiradi. Biroq, tirik jismlarda ayrim elementlarning mazmuni sezilarli darajada farqlanadi.

Keling, asosiy elementlarni va ularning ma'nosini nomlaylik.

Uglerod (C), vodorod (H), kislorod ( O) va azot ( N) tirik organizm massasining 98% ni tashkil qiladi. Birinchi uchta element tanadagi barcha organik moddalarning bir qismidir. Azot (keyingi o'rinlarda elementlarni nazarda tutamiz) oqsillar va nuklein kislotalarning bir qismidir.

Oltingugurt ( S) ba'zi aminokislotalarning bir qismi va shuning uchun oqsillarning bir qismidir.

yod ( I) normal ishlashi uchun zarur qalqonsimon bez, chunki gormonlar tarkibiga kiradi.

fosfor ( P) hisoblanadi muhim element ATP va nuklein kislotalarning molekulalari. Va shuningdek, fosfatlar shaklida u suyak to'qimalarining bir qismidir.

Temir qon gemoglobinining bir qismi bo'lib, gaz tashishda ishtirok etadi.

magniy ( Mg) xlorofill molekulasidagi markaziy atomdir.

Kaltsiy ( Ca) erimaydigan birikmalarning bir qismi sifatida qo'llab-quvvatlovchi (suyak to'qimasi) va himoya (mollyuska qobiqlari) tuzilmalarini shakllantirishda ishtirok etadi.

kaliy ( K) va natriy ( Na) ionlar shaklida mavjud katta ahamiyatga ega ichki muhit tarkibining doimiyligini saqlash, shuningdek, asab hujayralarida nerv impulslarini shakllantirishda ishtirok etish.

Hujayra kimyoviy moddalari.

Uglevodlar .

Uglevodlarning asosiy vazifasi energiyadir. Bundan tashqari, ular qobiqning sirt qatlamining bir qismidir (glikokaliks ) hayvon hujayrasi va bakteriyalar, zamburug'lar va o'simliklarning hujayra devoriga kirib, qurilish (struktura) funktsiyasini bajaradi.

Uglevodlar tuzilishiga ko'ra monosaxaridlar, disaxaridlar va polisaxaridlarga bo'linadi. Monosaxaridlar orasida eng muhimlari glyukoza (asosiy energiya manbai), riboza (RNKning bir qismi) va dezoksiriboza (DNKning bir qismi). Asosiy polisaxaridlar o'simliklardagi tsellyuloza va kraxmal, hayvonlar va qo'ziqorinlarda glikogen va xitindir. Barcha polisakkaridlar muntazam strukturaning polimerlari, ya'ni. faqat bitta turdagi monomerdan iborat. Masalan, kraxmal, glikogen va tsellyulozaning monomeri glyukoza hisoblanadi.

Lipidlar.

Lipidlar energiya funktsiyasini ham bajaradi va shu bilan birga ular uglevodlarga qaraganda 1 g moddaga ikki baravar ko'p energiya beradi. Lekin ularning qurilish funktsiyasi ayniqsa muhimdir, chunki Bu biologik membranalarning asosini tashkil etuvchi ikki qavatli lipidlar (aniqrog'i, fosfolipidlar). Bundan tashqari, teri osti yog 'to'qimasi(uga ega bo'lganlar uchun) mexanik himoya va termoregulyatsiya funktsiyasini bajaradi.

Sincaplar.

Sincaplar - monomerlari tartibsiz tuzilishdagi biopolimerlaraminokislotalar . Proteinlar 20 turdagi aminokislotalarni o'z ichiga oladi, shu bilan birga aminokislotalar soni va ularning turli oqsil molekulalarida ulanish ketma-ketligi farq qiladi. Natijada, oqsillar juda xilma-xil tuzilishga ega va natijada turli xil xususiyat va funktsiyalarga ega.

Oqsil molekulasining tashkiliy darajalari (oqsil tuzilishi).

Quyida gemoglobin molekulasining turli darajadagi tashkil etilishi tasvirlangan klassik chizilgan. Birlamchi, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi tuzilmalar mos ravishda 1-4 raqamlari bilan ko'rsatilgan.

Proteinlarning funktsiyalari.

Qurilish funktsiyasi oqsillar eng muhimlaridan biridir, chunki ular barcha hujayra tuzilmalarining (membranalar, organellalar va sitoplazma) bir qismidir. Darhaqiqat, oqsillar organizm uchun asosiy qurilish materialidir. Organizmning o'sishi va rivojlanishi etarli miqdorda proteinsiz normal sodir bo'lmaydi. Shuning uchun o'sib borayotgan tana oqsillarni oziq-ovqatdan olishi kerak.

Enzimatik funktsiya oqsillarning ahamiyati kam emas. Hujayrada sodir bo'ladigan ko'pgina kimyoviy reaktsiyalar biologik katalizatorlar - fermentlar ishtirokisiz amalga oshirilmaydi. Deyarli barcha fermentlar tabiatda oqsillardir. Har bir ferment faqat bitta reaksiyani (yoki bir turdagi reaksiyani) tezlashtiradi. Bu fermentlarning o'ziga xosligini ifodalaydi. Bundan tashqari, fermentlar juda tor harorat oralig'ida ishlaydi. Haroratning oshishi ularning denatüratsiyasiga va katalitik faollikni yo'qotishiga olib keladi. Oddiy fermentga misol sifatida suv va kislorod almashinuvi jarayonida hosil bo'lgan vodorod periksni parchalaydigan katalazadir (2).H 2 O 2 → 2 H 2 O + O 2 ). Katalazning ta'siri qon oqayotgan yarani peroksid bilan davolashda kuzatilishi mumkin. Chiqarilgan gaz kisloroddir. Shuningdek, siz tug'ralgan kartoshka ildizlarini peroksid bilan davolashingiz mumkin. Xuddi shu narsa sodir bo'ladi.

Transport funktsiyasi oqsillar turli moddalarni tashish uchun javobgardir. Ba'zi oqsillar butun organizm miqyosida tashishni amalga oshiradi. Masalan, qondagi gemoglobin kislorod va karbonat angidridni butun tanada olib yuradi. Hujayra membranalarida joylashgan boshqa oqsillar hujayra ichiga va tashqarisiga turli moddalarni tashishni ta'minlaydi. Oddiy misol Kaliy-natriy pompasi murakkab protein kompleksi bo'lib, natriyni hujayradan tashqariga chiqaradi va kaliyni unga pompalaydi.

Dvigatel funktsiyasi oqsillarni transport oqsillari bilan aralashtirib yubormaslik kerak. Bu holda biz organizmning yoki uning alohida qismlarining bir-biriga nisbatan harakati haqida gapiramiz. Bunga misol qilib tashkil etuvchi oqsillarni keltirish mumkin mushak to'qimasi: aktin va miyozin. Ushbu oqsillarning o'zaro ta'siri mushak tolasining qisqarishini ta'minlaydi.

Himoya funktsiyasi ko'plab maxsus oqsillar tomonidan amalga oshiriladi. Qonda limfotsitlar tomonidan ishlab chiqarilgan antikorlar organizmni patogenlardan himoya qiladi. Maxsus hujayra oqsillari interferonlari virusga qarshi himoyani ta'minlaydi. Plazma protrombini qon ivishida ishtirok etadi, tanani qon yo'qotishdan himoya qiladi.

Tartibga solish funktsiyasi gormonlar bo'lgan oqsillar tomonidan amalga oshiriladi. Oddiy protein gormoni, insulin qon glyukoza darajasini tartibga soladi. Boshqa protein gormoni - o'sish gormoni.

Oqsillarning denaturatsiyasi va renaturatsiyasi.

Eng muhim xususiyat Aksariyat oqsillar fiziologik bo'lmagan sharoitlarda tuzilishida beqaror. Harorat ko'tarilganda, o'zgaradipHatrof-muhit, erituvchilar ta'siri va boshqalar. oqsilning fazoviy tuzilishini qo'llab-quvvatlovchi aloqalar yo'q qilinadi. Bo‘lyaptidenaturatsiya , ya'ni. oqsilning tabiiy tuzilishini buzish. Birinchi navbatda to'rtlamchi va uchinchi darajali tuzilmalar yo'q qilinadi. Agar noqulay omilning ta'siri to'xtamasa yoki kuchaymasa, unda ikkilamchi va hatto birlamchi struktura buziladi. Birlamchi strukturaning buzilishi - aminokislotalar orasidagi bog'larning uzilishi - oqsil molekulasi mavjudligining tugashini anglatadi. Agar birlamchi struktura saqlanib qolsa, unda qachon qulay sharoitlar oqsil o'zining fazoviy tuzilishini tiklashi mumkin, ya'ni. sodir bo'ladirenaturatsiya .

Misol uchun, ta'sir ostida tuxumni qovurayotganda yuqori harorat Tuxum oqida quyidagi o'zgarishlar sodir bo'ladi: u suyuq va shaffof bo'lib, qattiq va shaffof bo'lib qoldi. Biroq, sovutgandan so'ng, oqsil yana shaffof va suyuq bo'lmaydi. Bunday holda, renaturatsiya sodir bo'lmaydi, chunki Qovurish paytida oqsilning asosiy tuzilishi vayron qilingan.

Nuklein kislotalar.

Nuklein kislotalar , oqsillar kabi, tartibsiz tuzilishga ega polimerlardir. Nuklein kislotalarning monomerlarinukleotidlar . Nukleotidning sxematik tuzilishi 2-rasmda keltirilgan. Ko'rib turganingizdek, har bir nukleotid uchta komponentdan iborat: azotli asos (ko'pburchak), uglevod (beshburchak) va fosfor kislotasi qoldig'i (doira).

Qiyosiy xususiyatlar DNK va RNK

Irsiy axborotni saqlash va uzatish.

Hujayra hayotiy jarayonlarini tartibga solish.

Protein biosintezi (ya'ni, asosan, genetik ma'lumotni amalga oshirish jarayoni).

RNK turlari va ularning oqsil biosintezidagi roli.

Messenger RNK (mRNK) - DNK dan ribosomalarga oqsilning birlamchi tuzilishi haqida ma'lumot olib boradi.

Transfer RNK (tRNK) - aminokislotalarni ribosomalarga etkazib beradi.

Ribosomal RNK (rRNK) - ribosomalarning bir qismi, ya'ni. oqsil sintezida ham ishtirok etadi.

DNK molekulasining tuzilishi.

Zamonaviy model DNK tuzilishini D.Uotson va F.Krik taklif qilgan. DNK molekulasi bir-birining atrofida spiral tarzda o'ralgan ikkita nukleotid zanjiridan iborat. Azotli asoslar molekula ichiga shunday yo‘nalganki, bir zanjirning adeniniga qarama-qarshi har doim ikkinchi zanjirning timini, guaninga qarama-qarshi sitozin bo‘ladi. Adenin - timin va guanin - sitozin komplementar bo'lib, ularning DNK molekulasida joylashish printsipi komplementarlik printsipi deb ataladi. Adenin va timin o'rtasida ikkita, sitozin va guanin o'rtasida uchta vodorod aloqasi hosil bo'ladi. Shunday qilib, DNK molekulasidagi nukleotidlarning ikkita zanjiri ko'plab zaif vodorod aloqalari bilan bog'langan.

Bir-birini to'ldirishning oqibati bug 'A-T va G-C DNKdagi adenil (A) nukleotidlar soni har doim timidil (T) soniga tengdir. Xuddi shu tarzda, guanil (G) va sitidil (C) nukleotidlarining soni ham bir xil bo'ladi. Misol uchun, agar DNKda adeninli nukleotidlar 10% bo'lsa, u holda timinli nukleotidlar 10% va guanin va sitozin bilan 40% bo'ladi.

Yagona davlat imtihonida sinovdan o'tgan tarkib elementlari:

2.4 Hujayra tuzilishi. Hujayra qismlari va organellalarining tuzilishi va funktsiyalari o'rtasidagi bog'liqlik uning yaxlitligining asosidir.

Eukaryotik hujayraning tuzilishi

1) Hujayra tarkibini cheklaydi, himoya funktsiyasini bajaradi.

2) selektiv tashishni ta'minlaydi.

3) Ko'p hujayrali organizm hujayralari o'rtasidagi aloqani ta'minlaydi.

Yadro

Ikki qavatli membranaga ega. Ichkaridakromatin (oqsillar bilan DNK), shuningdek, bir yoki bir nechtanukleolalar (ribosoma bo'linmalarining yig'ilish joyi). Sitoplazma bilan aloqa yadro teshiklari orqali sodir bo'ladi.

1) Irsiy axborotni saqlash va uzatish.

2) Hujayra hayotiy jarayonlarini nazorat qilish va boshqarish.

Sitoplazma

Hujayraning ichki muhiti, shu jumladan suyuq qismi, organellalari va inklyuziyalari. Barcha uyali tuzilmalarni o'zaro bog'laydi

Mitoxondriya

Ular ikki qavatli membranaga ega. Ichki membrana burmalarni hosil qiladi -cristas , ATP sintez qiluvchi ferment komplekslari joylashgan. O'zlarining ribosomalari va dumaloq DNKlariga ega

ATP sintezi

Endoplazmatik retikulum (ER)

Butun hujayraga singib ketgan kanalchalar va bo'shliqlar tarmog'i. Membranadaqo'pol Ribosomalar ERda joylashgan. Membranadasilliq EPS yo'q.

Turli organiodlarni ulash orqali moddalarni tashishni amalga oshiradi. Qo'pol ER oqsillar sintezida, silliq ER esa uglevodlar va lipidlar sintezida ishtirok etadi.

Golji apparati

Yassi konteynerlar (tanklar) tizimi.

1) Sintezlangan oqsillarni to'plash, saralash, qadoqlash va hujayradan eksport qilish uchun tayyorlash.

2) Lizosomalarning hosil bo'lishi.

Lizosomalar

Turli xil fermentlar bilan to'ldirilgan pufakchalar.

Hujayra ichidagi ovqat hazm qilish.

Ribosomalar

Ular oqsillar va rRNK tomonidan hosil qilingan ikkita subbirlikdan iborat.

Protein sintezi.

Hujayra markazi

Hayvonlarda va quyi o'simliklarda u ikkitadan iboratsentriolalar to'qqizta uchlik mikronaychalardan hosil bo'ladi.

Hujayra bo'linishi va sitoskeleton shakllanishida ishtirok etadi.

Harakat organellalari (kiprikchalar, flagellalar).

Ular devori to'qqiz juft mikronaychadan iborat silindrdir. Yana ikkitasi markazda joylashgan.

Harakat.

Plastidlar (faqat o'simliklarda uchraydi)

Xromoplastlar (sariq - qizil) gullar va mevalarga rang beradi, bu esa meva va urug'larni changlatuvchilar va tarqatuvchilarni o'ziga jalb qiladi. Leykoplastlar (rangsiz) kraxmal to'playdi. Xloroplastlar (yashil) fotosintezni amalga oshiradi.

Xloroplastlar

Ular ikki qavatli membranaga ega. Ichki membrana tangalar to'plami shaklida burmalarni hosil qiladi -donalar . Alohida "tanga" -tilakoid . Ular dumaloq DNK va ribosomalarga ega.

Plazma membranasi orqali tashish.

Passiv transport energiya sarfisiz (ya'ni ATP sarfisiz) sodir bo'ladi. Asosiy turi - diffuziya. Diffuziya orqali kislorod hujayraga kiradi va karbonat angidrid chiqariladi.

Faol transport energiya xarajatlari bilan birga keladi. Asosiy usullar:

Uyali nasoslar yordamida tashish. Membranaga o'rnatilgan maxsus oqsil komplekslari ba'zi ionlarni hujayra ichiga olib o'tadi va boshqalarni pompalaydi. Masalan, kaliy-natriy nasosi hujayradan tashqariga chiqadiNa+ va yuklamalar K + . ATP o'z ishi uchun sarflanadi.

Fagotsitoz – qattiq zarrachalarning hujayra tomonidan singishi. Hujayra membranasi asta-sekin yopiladigan o'simtalar hosil qiladi va so'rilgan zarracha sitoplazmada tugaydi.

Pinotsitoz - suyuqlik tomchilarining hujayra tomonidan so'rilishi. Bu fagotsitozga o'xshash tarzda sodir bo'ladi.