สิ่งมีชีวิตทั้งหมดประกอบด้วยเซลล์ องค์ประกอบทางเคมีมีเซลล์พืชและเซลล์สัตว์มากมาย คุณสมบัติทั่วไป- เซลล์พืชมีปริมาณมาก องค์ประกอบทางเคมีซึ่งอาจเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุไม่มีชีวิตได้เช่นกัน พวกมันมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์ของสิ่งมีชีวิตรวมทั้งพืช ส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุต่างๆ เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน และไนโตรเจน โดยทั่วไปองค์ประกอบเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็น 98% ของมวลเซลล์ เนื้อหาสัมพัทธ์ขององค์ประกอบเหล่านี้ในสิ่งมีชีวิตนั้นสูงกว่าในเปลือกโลกมาก
ธาตุอื่นๆ (โพแทสเซียม แคลเซียม ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส โซเดียม ซิลิคอน คลอรีน เหล็ก แมกนีเซียม) คิดเป็นหนึ่งในสิบหรือหนึ่งในร้อยของเปอร์เซ็นต์ของ มวลรวมเซลล์พืช เนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ เช่น สังกะสี ทองแดง ไอโอดีน ในสิ่งมีชีวิตยังน้อยกว่านี้อีก (หนึ่งในพันและหนึ่งในพันของเปอร์เซ็นต์) องค์ประกอบทางเคมีรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างอนินทรีย์และ สารอินทรีย์.
สารอินทรีย์เป็นองค์ประกอบโครงสร้างที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตรวมทั้งพืชด้วย ได้แก่คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน กรดนิวคลีอิก เป็นต้น โปรตีนเป็นส่วนหนึ่งของความหลากหลาย การก่อตัวของเซลล์ควบคุมกระบวนการสำคัญและเก็บไว้สำรอง ไขมันสะสมอยู่ในเมล็ดพืชและส่วนอื่นๆ ของพืช
ความสำคัญของไขมันก็คือพลังงานที่จำเป็นสำหรับชีวิตของร่างกายพืชจะถูกปล่อยออกมาซึ่งเป็นผลมาจากการสลายไขมัน คาร์โบไฮเดรตเป็นกลุ่มหลักของสารประกอบอินทรีย์ โดยการสลายตัวของสิ่งมีชีวิตได้รับพลังงานที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ของพวกมัน
คาร์โบไฮเดรตสะสมที่พบมากที่สุดที่เกิดขึ้นในเซลล์พืชเนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสงคือแป้ง
สารประกอบนี้จำนวนมากสะสมอยู่ในเซลล์ของหัวมันฝรั่งหรือเมล็ดธัญพืช คาร์โบไฮเดรตอื่นๆ—น้ำตาล—ทำให้พืชมีรสหวาน และมีคาร์โบไฮเดรตจำพวกเซลลูโลสเป็นส่วนหนึ่ง เยื่อหุ้มเซลล์พืช. กรดนิวคลีอิกมีบทบาทสำคัญในการรักษาข้อมูลทางพันธุกรรมและส่งผ่านไปยังผู้สืบทอด
สารอนินทรีย์ในองค์ประกอบของเซลล์พืช ได้แก่ น้ำและเกลือแร่ น้ำคิดเป็น 60 ถึง 95% ของมวลเซลล์ทั้งหมด ต้องขอบคุณน้ำที่ทำให้เซลล์ได้รับความยืดหยุ่นและรูปร่างที่จำเป็น น้ำก็มีส่วนร่วมในการเผาผลาญเช่นกัน
น้ำช่วยให้มั่นใจได้ว่าสารอาหารภายในพืชจะเคลื่อนที่และเล่นได้ บทบาทที่สำคัญในการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย
ประมาณ 1-1.5% ของมวลเซลล์ประกอบด้วยเกลือแร่ รวมทั้งเกลือโพแทสเซียม โซเดียม และแคลเซียม
เกลือแมกนีเซียมและเหล็กมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากมีส่วนร่วมในการก่อตัวของคลอโรฟิลล์ เนื่องจากขาดหรือไม่มีองค์ประกอบเหล่านี้ ใบไม้จึงซีดหรือสูญเสียสีเขียว และกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะหยุดชะงักหรือถูกระงับ
ดังนั้น เซลล์พืชจึงเป็น "ห้องทดลองทางธรรมชาติ" ประเภทหนึ่งซึ่งมีการผลิตและเปลี่ยนสารประกอบทางเคมีหลายชนิด ด้วยเหตุนี้เซลล์จึงถือเป็นองค์ประกอบเบื้องต้นและ หน่วยการทำงานสิ่งมีชีวิต
วัสดุที่เกี่ยวข้อง:
เซลล์- หน่วยพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลก มันมีคุณลักษณะทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต: เติบโต, สืบพันธุ์, แลกเปลี่ยนสารและพลังงานกับสิ่งแวดล้อม, ตอบสนองต่อ สิ่งเร้าภายนอก- จุดเริ่มต้นของวิวัฒนาการทางชีววิทยาสัมพันธ์กับการปรากฏตัวของรูปแบบสิ่งมีชีวิตของเซลล์บนโลก สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวพวกมันคือเซลล์ที่อยู่แยกจากกัน ร่างกายของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ทั้งหมด - สัตว์และพืช - ถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ที่ใหญ่กว่าหรือ จำนวนที่น้อยกว่าเซลล์ซึ่งเป็นบล็อกชนิดหนึ่งที่ประกอบขึ้นเป็น สิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน- ไม่ว่าเซลล์จะเป็นระบบที่มีชีวิตครบถ้วนหรือไม่ก็ตาม สิ่งมีชีวิตที่แยกจากกันหรือประกอบขึ้นเพียงบางส่วนเท่านั้นจึงมีลักษณะและคุณสมบัติเหมือนกันกับทุกเซลล์
องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์
พบองค์ประกอบประมาณ 60 รายการในเซลล์ ตารางธาตุ Mendeleev ซึ่งพบได้ในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตเช่นกัน นี่เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์ถึงความธรรมดาของการมีชีวิตและไม่มีชีวิต ในสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตที่มีมากที่สุดได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน ซึ่งคิดเป็นประมาณ 98% ของมวลเซลล์ นี่เป็นเพราะลักษณะ คุณสมบัติทางเคมีไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน ซึ่งส่งผลให้พวกมันเหมาะสมที่สุดสำหรับการก่อตัวของโมเลกุลที่ทำหน้าที่ทางชีวภาพ ธาตุทั้งสี่นี้สามารถสร้างความแข็งแกร่งได้มาก พันธะโควาเลนต์โดยการจับคู่อิเล็กตรอนที่เป็นของสองอะตอม อะตอมของคาร์บอนที่มีพันธะโควาเลนต์สามารถสร้างโครงร่างของโมเลกุลอินทรีย์ต่างๆ นับไม่ถ้วน เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนสร้างพันธะโควาเลนต์กับออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และกำมะถันได้อย่างง่ายดาย โมเลกุลอินทรีย์บรรลุความซับซ้อนและโครงสร้างที่หลากหลายเป็นพิเศษ
นอกจากองค์ประกอบหลักทั้งสี่แล้ว เซลล์ยังมีธาตุเหล็ก โพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม แมกนีเซียม คลอรีน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน ในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน (เศษส่วนที่ 10 และ 100 ของเปอร์เซ็นต์) องค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมด (สังกะสี ทองแดง ไอโอดีน ฟลูออรีน โคบอลต์ แมงกานีส ฯลฯ) พบได้ในเซลล์ในปริมาณที่น้อยมาก จึงเรียกว่าธาตุรอง
องค์ประกอบทางเคมีเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์ ถึง สารประกอบอนินทรีย์ได้แก่น้ำ เกลือแร่ คาร์บอนไดออกไซด์ กรดและเบส สารประกอบอินทรีย์- ได้แก่ โปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต ไขมัน (ลิปิด) และลิปิด นอกจากออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอน และไนโตรเจนแล้ว อาจมีองค์ประกอบอื่นๆ ด้วย โปรตีนบางชนิดมีกำมะถัน เป็นส่วนสำคัญ กรดนิวคลีอิกคือฟอสฟอรัส โมเลกุลของฮีโมโกลบินประกอบด้วยธาตุเหล็ก แมกนีเซียมมีส่วนในการสร้างโมเลกุลคลอโรฟิลล์ องค์ประกอบย่อยแม้ว่าจะมีเนื้อหาในสิ่งมีชีวิตต่ำมาก แต่ก็มีบทบาทสำคัญในกระบวนการชีวิต ไอโอดีนเป็นส่วนหนึ่งของฮอร์โมน ต่อมไทรอยด์– ไทรอกซีน, โคบอลต์ – ในองค์ประกอบของวิตามินบี 12, ฮอร์โมนของเกาะเล็กเกาะน้อยของตับอ่อน – อินซูลิน – มีสังกะสี. ในปลาบางชนิด ทองแดงจะเข้ามาแทนที่ธาตุเหล็กในโมเลกุลเม็ดสีที่นำพาออกซิเจน
สารอนินทรีย์
น้ำ
H 2 O เป็นสารประกอบที่พบมากที่สุดในสิ่งมีชีวิต มีเนื้อหาอยู่ใน เซลล์ที่แตกต่างกันแตกต่างกันไปค่อนข้างมาก: จาก 10% ในเคลือบฟันถึง 98% ในร่างกายของแมงกะพรุน แต่โดยเฉลี่ยแล้วคิดเป็นประมาณ 80% ของน้ำหนักตัว บทบาทที่สำคัญอย่างยิ่งของน้ำในการช่วยสนับสนุนกระบวนการชีวิตก็เนื่องมาจากน้ำ คุณสมบัติทางกายภาพและเคมี- ขั้วของโมเลกุลและความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจนทำให้น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับสารจำนวนมาก ปฏิกิริยาเคมีส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในเซลล์สามารถเกิดขึ้นได้ในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น น้ำยังเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีหลายอย่างอีกด้วย
จำนวนพันธะไฮโดรเจนทั้งหมดระหว่างโมเลกุลของน้ำจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ t °. ที่ที ° เมื่อน้ำแข็งละลาย พันธะไฮโดรเจนประมาณ 15% จะถูกทำลายที่อุณหภูมิ 40°C - ครึ่งหนึ่ง เมื่อเปลี่ยนเป็นสถานะก๊าซ พันธะไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกทำลาย สิ่งนี้จะอธิบายความจุความร้อนจำเพาะสูงของน้ำ เมื่ออุณหภูมิของสภาพแวดล้อมภายนอกเปลี่ยนแปลง น้ำจะดูดซับหรือปล่อยความร้อนเนื่องจากการแตกหรือเกิดพันธะไฮโดรเจนใหม่ ด้วยวิธีนี้ ความผันผวนของอุณหภูมิภายในเซลล์จึงน้อยกว่าในสิ่งแวดล้อม ความร้อนสูงของการระเหยอยู่ภายใต้กลไกการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพในพืชและสัตว์
น้ำในฐานะตัวทำละลายมีส่วนร่วมในปรากฏการณ์ออสโมซิส ซึ่งมีบทบาทสำคัญในชีวิตของเซลล์ของร่างกาย ออสโมซิสคือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลตัวทำละลายผ่าน เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้ให้เป็นสารละลายของสารใดๆ เยื่อกึ่งซึมผ่านได้คือเยื่อที่ยอมให้โมเลกุลของตัวทำละลายทะลุผ่านได้ แต่ไม่อนุญาตให้โมเลกุลของตัวถูกละลาย (หรือไอออน) ทะลุผ่านได้ ดังนั้นออสโมซิสจึงเป็นการแพร่กระจายของโมเลกุลน้ำทางเดียวไปในทิศทางของสารละลาย
เกลือแร่
สารอนินทรีย์ส่วนใหญ่ ในเซลล์พบในรูปของเกลือในสถานะแยกตัวหรือของแข็ง ความเข้มข้นของแคตไอออนและแอนไอออนในเซลล์และในสภาพแวดล้อมไม่เท่ากัน เซลล์ประกอบด้วย K ค่อนข้างมากและมี Na ค่อนข้างมาก ในสภาพแวดล้อมนอกเซลล์ เช่น ในพลาสมาของเลือด ในน้ำทะเล ในทางกลับกัน มีโซเดียมจำนวนมากและโพแทสเซียมเพียงเล็กน้อย ความหงุดหงิดของเซลล์ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนความเข้มข้นของไอออน Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+ ในเนื้อเยื่อของสัตว์หลายเซลล์ K เป็นส่วนหนึ่งของสารหลายเซลล์ที่รับประกันการทำงานร่วมกันของเซลล์และการจัดเรียงตามลำดับ แรงดันออสโมติกในเซลล์และคุณสมบัติในการบัฟเฟอร์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือเป็นส่วนใหญ่ การบัฟเฟอร์คือความสามารถของเซลล์ในการรักษาปฏิกิริยาอัลคาไลน์เล็กน้อยของเนื้อหาให้อยู่ในระดับคงที่ บัฟเฟอร์ภายในเซลล์ส่วนใหญ่มาจากไอออน H 2 PO 4 และ HPO 4 2- ในของเหลวนอกเซลล์และในเลือดบทบาทของบัฟเฟอร์จะเล่นโดย H 2 CO 3 และ HCO 3 - แอนไอออนจับไอออน H และไฮดรอกไซด์ไอออน (OH -) เนื่องจากปฏิกิริยาภายในเซลล์ของของเหลวนอกเซลล์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลย เกลือแร่ที่ไม่ละลายน้ำ (เช่น Ca ฟอสเฟต) ให้ความแข็งแรงแก่เนื้อเยื่อกระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลังและเปลือกหอย
สารอินทรีย์ของเซลล์
กระรอก
ในบรรดาสารอินทรีย์ของเซลล์ โปรตีนเป็นอันดับแรกทั้งในด้านปริมาณ (10 - 12% ของมวลทั้งหมดของเซลล์) และความสำคัญ โปรตีนเป็นโพลีเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง (ด้วย น้ำหนักโมเลกุลตั้งแต่ 6,000 ถึง 1 ล้านขึ้นไป) โมโนเมอร์ซึ่งเป็นกรดอะมิโน สิ่งมีชีวิตใช้กรดอะมิโน 20 ชนิด แม้ว่าจะมีมากกว่านั้นก็ตาม องค์ประกอบของกรดอะมิโนใด ๆ รวมถึงหมู่อะมิโน (-NH 2) ซึ่งมีคุณสมบัติพื้นฐานและหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ซึ่งมี คุณสมบัติของกรด- กรดอะมิโนสองตัวรวมกันเป็นโมเลกุลเดียวโดยการสร้างพันธะ HN-CO และปล่อยโมเลกุลของน้ำออกมา พันธะระหว่างหมู่อะมิโนของกรดอะมิโนหนึ่งกับคาร์บอกซิลของอีกกรดหนึ่งเรียกว่าพันธะเปปไทด์ โปรตีนเป็นโพลีเปปไทด์ที่มีกรดอะมิโนนับสิบและหลายร้อยตัว โมเลกุลของโปรตีนต่างๆ ต่างกันในเรื่องน้ำหนักโมเลกุล จำนวน องค์ประกอบของกรดอะมิโน และลำดับตำแหน่งของพวกมันในสายโซ่โพลีเปปไทด์ เป็นที่ชัดเจนว่าโปรตีนมีความหลากหลายอย่างมากในสิ่งมีชีวิตทุกประเภทประมาณ 10 10 - 10 12
เรียกว่าสายโซ่ของหน่วยกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ด้วยพันธะเปปไทด์ในลำดับเฉพาะ โครงสร้างหลักกระรอก. ในเซลล์ โปรตีนมีลักษณะเหมือนเส้นใยหรือลูกบอลที่บิดเป็นเกลียว (ทรงกลม) สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าในโปรตีนธรรมชาตินั้นสายโซ่โพลีเปปไทด์นั้นถูกจัดวางในลักษณะที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัดขึ้นอยู่กับ โครงสร้างทางเคมีกรดอะมิโนที่มีอยู่
ขั้นแรก สายโซ่โพลีเปปไทด์จะพับเป็นเกลียว แรงดึงดูดเกิดขึ้นระหว่างอะตอมของวงรอบข้างเคียงและเกิดพันธะไฮโดรเจนโดยเฉพาะระหว่าง NH- และ กลุ่ม COซึ่งอยู่ในทางเลี้ยวที่อยู่ติดกัน สายโซ่ของกรดอะมิโนที่บิดเป็นเกลียวทำให้เกิดโครงสร้างรองของโปรตีน อันเป็นผลมาจากการพับของเกลียวเพิ่มเติม โครงร่างเฉพาะของโปรตีนแต่ละชนิดจึงเกิดขึ้น เรียกว่าโครงสร้างตติยภูมิ โครงสร้างระดับตติยภูมิเกิดจากการกระทำของแรงยึดเกาะระหว่างอนุมูลที่ไม่ชอบน้ำที่พบในกรดอะมิโนบางชนิดและพันธะโควาเลนต์ระหว่างกลุ่ม SH ของกรดอะมิโนซิสเทอีน ( การเชื่อมต่อ S-S- จำนวนกรดอะมิโนที่มีอนุมูลที่ไม่ชอบน้ำและซิสเตอีน รวมถึงลำดับการจัดเรียงในสายโซ่โพลีเปปไทด์นั้นมีความเฉพาะเจาะจงสำหรับโปรตีนแต่ละชนิด ดังนั้นคุณสมบัติของโครงสร้างตติยภูมิของโปรตีนจึงถูกกำหนดโดยโครงสร้างหลัก โปรตีนแสดงฤทธิ์ทางชีวภาพเฉพาะในรูปของโครงสร้างระดับตติยภูมิเท่านั้น ดังนั้นการแทนที่กรดอะมิโนแม้แต่ตัวเดียวในสายโซ่โพลีเปปไทด์สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงร่างของโปรตีนและทำให้การออกฤทธิ์ทางชีวภาพลดลงหรือสูญเสียไป
ในบางกรณีโมเลกุลโปรตีนจะรวมกันและสามารถทำหน้าที่ได้เฉพาะในรูปของสารเชิงซ้อนเท่านั้น ดังนั้นเฮโมโกลบินจึงมีความซับซ้อนประกอบด้วยโมเลกุลสี่โมเลกุลและมีเพียงรูปแบบนี้เท่านั้นที่สามารถเกาะติดและขนส่งออกซิเจนได้ มวลรวมดังกล่าวแสดงถึงโครงสร้างควอเทอร์นารีของโปรตีน ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบโปรตีนแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก - ง่ายและซับซ้อน โปรตีนเชิงเดี่ยวประกอบด้วยกรดอะมิโน, กรดนิวคลีอิก (นิวคลีโอไทด์), ลิพิด (ไลโปโปรตีน), Me (metalloproteins), P (ฟอสโฟโปรตีน)
หน้าที่ของโปรตีนในเซลล์มีความหลากหลายมาก สิ่งที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งคือหน้าที่ในการก่อสร้าง: โปรตีนมีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัวของโปรตีนทั้งหมด เยื่อหุ้มเซลล์และออร์แกเนลล์ของเซลล์ รวมถึงโครงสร้างภายในเซลล์ พิเศษเฉพาะ สำคัญมีบทบาทเป็นเอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยา) ของโปรตีน เอนไซม์เร่งตัว ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในเซลล์ 10 ki และ 100 ni ล้านครั้ง ฟังก์ชั่นมอเตอร์ได้มาจากโปรตีนหดตัวชนิดพิเศษ โปรตีนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทุกประเภทที่เซลล์และสิ่งมีชีวิตสามารถทำได้ เช่น การกะพริบของตาและการตีของแฟลเจลลาในโปรโตซัว การหดตัวของกล้ามเนื้อในสัตว์ การเคลื่อนไหวของใบในพืช เป็นต้น หน้าที่การขนส่งของโปรตีนคือการ ติดองค์ประกอบทางเคมี (เช่น เฮโมโกลบินเติม O) หรือทางชีววิทยา สารออกฤทธิ์(ฮอร์โมน) และลำเลียงไปยังเนื้อเยื่อและอวัยวะต่างๆ ของร่างกาย ฟังก์ชั่นการป้องกันแสดงออกมาในรูปแบบของการผลิตโปรตีนพิเศษที่เรียกว่าแอนติบอดีเพื่อตอบสนองต่อการแทรกซึมของโปรตีนหรือเซลล์แปลกปลอมเข้าสู่ร่างกาย แอนติบอดีจะจับและต่อต้านสารแปลกปลอม โปรตีนมีบทบาทสำคัญในการเป็นแหล่งพลังงาน ด้วยการแยกสมบูรณ์ 1g ปล่อยโปรตีนออกมา 17.6 กิโลจูล (~4.2 กิโลแคลอรี)
คาร์โบไฮเดรต
คาร์โบไฮเดรตหรือแซ็กคาไรด์เป็นสารอินทรีย์ที่มี สูตรทั่วไป(ช 2 โอ) น. คาร์โบไฮเดรตส่วนใหญ่มีจำนวนอะตอม H เป็นสองเท่า จำนวนมากขึ้น O อะตอม เช่นเดียวกับในโมเลกุลของน้ำ นั่นเป็นสาเหตุที่สารเหล่านี้ถูกเรียกว่าคาร์โบไฮเดรต ในเซลล์ที่มีชีวิต คาร์โบไฮเดรตจะพบได้ในปริมาณไม่เกิน 1-2 บางครั้งอาจอยู่ที่ 5% (ในตับ ในกล้ามเนื้อ) มีคาร์โบไฮเดรตมากที่สุด เซลล์พืชซึ่งในบางกรณีมีเนื้อหาถึง 90% ของมวลวัตถุแห้ง (เมล็ดพืช หัวมันฝรั่ง ฯลฯ )
คาร์โบไฮเดรตนั้นง่ายและซับซ้อน คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวเรียกว่าโมโนแซ็กคาไรด์ ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคาร์โบไฮเดรตในโมเลกุล โมโนแซ็กคาไรด์เรียกว่าไตรโอส, เทโทรส, เพนโตสหรือเฮกโซส ในบรรดาคาร์บอนโมโนแซ็กคาไรด์ทั้งหกชนิด - เฮกโซส - ที่สำคัญที่สุดคือกลูโคสฟรุคโตสและกาแลคโตส กลูโคสมีอยู่ในเลือด (0.1-0.12%) เพนโตสไรโบสและดีออกซีไรโบสพบได้ในกรดนิวคลีอิกและเอทีพี ถ้าโมโนแซ็กคาไรด์สองชนิดรวมกันเป็นโมเลกุลเดียว สารประกอบนั้นเรียกว่าไดแซ็กคาไรด์ น้ำตาลทรายที่ได้จากอ้อยหรือหัวบีทประกอบด้วยกลูโคสหนึ่งโมเลกุลและฟรุกโตสหนึ่งโมเลกุล น้ำตาลนม - กลูโคสและกาแลคโตส
คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่เกิดจากโมโนแซ็กคาไรด์หลายชนิดเรียกว่าโพลีแซ็กคาไรด์ โมโนเมอร์ของโพลีแซ็กคาไรด์ เช่น แป้ง ไกลโคเจน เซลลูโลส คือ กลูโคส คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่หลักสองประการ: การก่อสร้างและพลังงาน เซลลูโลสก่อตัวเป็นผนังเซลล์พืช ไคตินโพลีแซ็กคาไรด์ที่ซับซ้อนทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบโครงสร้างหลักของโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้อง ไคตินยังทำหน้าที่สร้างเชื้อราอีกด้วย คาร์โบไฮเดรตมีบทบาทเป็นแหล่งพลังงานหลักในเซลล์ ในระหว่างการออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรต 1 กรัม จะมีการปล่อย 17.6 กิโลจูล (~4.2 กิโลแคลอรี) แป้งในพืชและไกลโคเจนในสัตว์สะสมอยู่ในเซลล์และทำหน้าที่เป็นพลังงานสำรอง
กรดนิวคลีอิก
ความสำคัญของกรดนิวคลีอิกในเซลล์นั้นมีมาก ลักษณะเฉพาะของโครงสร้างทางเคมีทำให้มีความเป็นไปได้ในการจัดเก็บ ถ่ายโอน และสืบทอดข้อมูลไปยังเซลล์ลูกสาวเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนที่ถูกสังเคราะห์ในแต่ละเนื้อเยื่อในระยะหนึ่ง การพัฒนาส่วนบุคคล- เนื่องจากคุณสมบัติและคุณลักษณะส่วนใหญ่ของเซลล์ถูกกำหนดโดยโปรตีน จึงเป็นที่ชัดเจนว่าความเสถียรของกรดนิวคลีอิกจึงเป็นเงื่อนไขที่สำคัญที่สุดสำหรับการทำงานปกติของเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างหรือกิจกรรมของเซลล์ กระบวนการทางสรีรวิทยาในตัวพวกเขาจึงมีอิทธิพลต่อกิจกรรมชีวิต การศึกษาโครงสร้างของกรดนิวคลีอิกมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำความเข้าใจการถ่ายทอดลักษณะในสิ่งมีชีวิตและรูปแบบการทำงานของทั้งเซลล์แต่ละเซลล์และระบบเซลล์ - เนื้อเยื่อและอวัยวะ
กรดนิวคลีอิกมี 2 ประเภท ได้แก่ DNA และ RNA DNA เป็นพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เอนริเก้สองตัวที่จัดเรียงกันเป็นเกลียวคู่ โมโนเมอร์ของโมเลกุล DNA คือนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยฐานไนโตรเจน (อะดีนีน, ไทมีน, กวานีนหรือไซโตซีน), คาร์โบไฮเดรต (ดีออกซีไรโบส) และกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง ฐานไนโตรเจนในโมเลกุล DNA เชื่อมต่อกันด้วยพันธะ H จำนวนไม่เท่ากันและจัดเรียงเป็นคู่: อะดีนีน (A) จะต่อต้านไทมีน (T), กัวนีน (G) กับไซโตซีน (C) เสมอ
นิวคลีโอไทด์เชื่อมต่อถึงกันไม่ใช่แบบสุ่ม แต่เป็นแบบเลือกสรร ความสามารถในการเลือกอันตรกิริยาระหว่างอะดีนีนกับไทมีนและกัวนีนกับไซโตซีนเรียกว่าการเสริมกัน ปฏิกิริยาเสริมของนิวคลีโอไทด์บางชนิดอธิบายได้จากลักษณะเฉพาะของการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของอะตอมในโมเลกุล ซึ่งช่วยให้พวกมันเข้ามาใกล้และสร้างพันธะ H ได้ ในสายโซ่พอลินิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์ที่อยู่ใกล้เคียงจะเชื่อมโยงถึงกันผ่านน้ำตาล (ดีออกซีไรโบส) และกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง RNA เช่นเดียวกับ DNA คือโพลีเมอร์ที่มีโมโนเมอร์เป็นนิวคลีโอไทด์ เบสไนโตรเจนของนิวคลีโอไทด์ทั้งสามชนิดนั้นเหมือนกับเบสที่ประกอบเป็น DNA (A, G, C); ที่สี่ - uracil (U) - มีอยู่ในโมเลกุล RNA แทนที่จะเป็นไทมีน นิวคลีโอไทด์ RNA แตกต่างจากนิวคลีโอไทด์ DNA ในโครงสร้างของคาร์โบไฮเดรตที่มีอยู่ (น้ำตาลแทนดีออกซีไรโบส)
ในสายโซ่ของ RNA นิวคลีโอไทด์จะเชื่อมต่อกันด้วยการสร้างพันธะโควาเลนต์ระหว่างไรโบสของนิวคลีโอไทด์ตัวหนึ่งกับกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างของอีกตัวหนึ่ง โครงสร้างแตกต่างกันระหว่าง RNA แบบสองเกลียว RNA แบบเกลียวคู่เป็นผู้พิทักษ์ ข้อมูลทางพันธุกรรมในไวรัสจำนวนหนึ่ง เช่น พวกมันทำหน้าที่ของโครโมโซม RNA แบบเส้นเดี่ยวจะถ่ายโอนข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีนจากโครโมโซมไปยังตำแหน่งที่สังเคราะห์และมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน
RNA แบบสายเดี่ยวมีหลายประเภท ชื่อของพวกเขาถูกกำหนดโดยหน้าที่หรือตำแหน่งในเซลล์ ส่วนใหญ่ Cytoplasmic RNA (มากถึง 80-90%) คือไรโบโซม RNA (rRNA) ที่มีอยู่ในไรโบโซม โมเลกุล rRNA มีขนาดค่อนข้างเล็กและประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์เฉลี่ย 10 ตัว RNA (mRNA) อีกประเภทหนึ่งที่นำข้อมูลเกี่ยวกับลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนที่ต้องสังเคราะห์เป็นไรโบโซม ขนาดของ RNA เหล่านี้ขึ้นอยู่กับความยาวของบริเวณ DNA ที่ใช้สังเคราะห์ ถ่ายโอน RNA ทำหน้าที่หลายอย่าง โดยจะส่งกรดอะมิโนไปยังบริเวณที่สังเคราะห์โปรตีน "รับรู้" (โดยหลักการของการเสริมกัน) แฝดและ RNA ที่สอดคล้องกับกรดอะมิโนที่ถูกถ่ายโอน และดำเนินการวางแนวที่แน่นอนของกรดอะมิโนบนไรโบโซม
ไขมันและไขมัน
ไขมันเป็นสารประกอบของไขมัน กรดน้ำหนักโมเลกุลสูงและไตรไฮดริกแอลกอฮอล์กลีเซอรอล ไขมันไม่ละลายในน้ำ - พวกมันไม่ชอบน้ำ มีสารคล้ายไขมันที่ไม่ชอบน้ำที่ซับซ้อนอื่น ๆ ที่เรียกว่าไลโปอิดอยู่ในเซลล์อยู่เสมอ หน้าที่หลักอย่างหนึ่งของไขมันคือพลังงาน ในระหว่างการสลายไขมัน 1 กรัมเป็น CO 2 และ H 2 O พลังงานจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา - 38.9 kJ (~ 9.3 kcal) ปริมาณไขมันในเซลล์อยู่ในช่วง 5-15% ของมวลของแห้ง ในเซลล์เนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต ปริมาณไขมันจะเพิ่มขึ้นถึง 90% หน้าที่หลักของไขมันในโลกของสัตว์ (และพืชบางส่วน) คือการเก็บรักษา
ด้วยการออกซิเดชั่นที่สมบูรณ์ของไขมัน 1 กรัม (สูงถึง คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ) ให้พลังงานประมาณ 9 กิโลแคลอรี (1 kcal = 1,000 cal; แคลอรี่ (cal, cal) - หน่วยนอกระบบของปริมาณงานและพลังงานเท่ากับปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการทำให้น้ำ 1 มิลลิลิตรร้อนขึ้น 1 °C ตามมาตรฐาน ความดันบรรยากาศ 101.325 กิโลปาสคาล; 1 กิโลแคลอรี = 4.19 กิโลจูล) เมื่อโปรตีนหรือคาร์โบไฮเดรต 1 กรัมถูกออกซิไดซ์ (ในร่างกาย) จะปล่อยออกมาเพียงประมาณ 4 กิโลแคลอรี/กรัม ในสิ่งมีชีวิตในน้ำหลากหลายชนิด - จากเซลล์เดียว ไดอะตอมสำหรับฉลามอาบแดด ไขมันจะ "ลอย" ส่งผลให้ความหนาแน่นของร่างกายโดยเฉลี่ยลดลง ความหนาแน่นของไขมันสัตว์อยู่ที่ประมาณ 0.91-0.95 g/cm³ ความหนาแน่นของเนื้อเยื่อกระดูกของสัตว์มีกระดูกสันหลังอยู่ใกล้กับ 1.7-1.8 g/cm³ และ ความหนาแน่นเฉลี่ยผ้าอื่นๆ ส่วนใหญ่มีค่าประมาณ 1 กรัม/ซม.³ เห็นได้ชัดว่าคุณต้องการไขมันจำนวนมากเพื่อ "ปรับสมดุล" โครงกระดูกที่หนักหน่วง
ไขมันและไขมันยังทำหน้าที่สร้างอีกด้วย โดยเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากการนำความร้อนไม่ดี ไขมันจึงสามารถทำหน้าที่ป้องกันได้ ในสัตว์บางชนิด (แมวน้ำ ปลาวาฬ) จะสะสมอยู่ในเนื้อเยื่อไขมันใต้ผิวหนัง ซึ่งก่อตัวเป็นชั้นหนาถึง 1 เมตร การก่อตัวของไลโปอิดบางชนิดเกิดขึ้นก่อนการสังเคราะห์ฮอร์โมนหลายชนิด ดังนั้นสารเหล่านี้จึงมีหน้าที่ควบคุมกระบวนการเผาผลาญด้วย
สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยเซลล์ เซลล์ของสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ มีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายคลึงกัน ตารางที่ 1 นำเสนอองค์ประกอบทางเคมีหลักที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
ตารางที่ 1. เนื้อหาขององค์ประกอบทางเคมีในเซลล์
ขึ้นอยู่กับเนื้อหาในเซลล์ สามารถแยกแยะองค์ประกอบได้สามกลุ่ม กลุ่มแรกประกอบด้วยออกซิเจน คาร์บอน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน คิดเป็นเกือบ 98% ขององค์ประกอบทั้งหมดของเซลล์ กลุ่มที่สอง ได้แก่ โพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส แมกนีเซียม เหล็ก คลอรีน เนื้อหาในเซลล์คือหนึ่งในสิบและหนึ่งในร้อยของเปอร์เซ็นต์ องค์ประกอบของทั้งสองกลุ่มนี้จัดเป็น สารอาหารหลัก(จากภาษากรีก มาโคร- ใหญ่).
องค์ประกอบที่เหลือซึ่งแสดงอยู่ในเซลล์เป็นร้อยและหนึ่งในพันของเปอร์เซ็นต์จะรวมอยู่ในกลุ่มที่สาม นี้ องค์ประกอบขนาดเล็ก(จากภาษากรีก ไมโคร- เล็ก).
ไม่พบองค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์ของธรรมชาติที่มีชีวิตในห้องขัง องค์ประกอบทางเคมีที่ระบุไว้ทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตเช่นกัน สิ่งนี้บ่งบอกถึงความสามัคคีของสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต
การขาดธาตุใดธาตุหนึ่งอาจนำไปสู่การเจ็บป่วยและการเสียชีวิตของร่างกายได้ เนื่องจากแต่ละธาตุมีบทบาทเฉพาะ องค์ประกอบขนาดใหญ่ของกลุ่มแรกเป็นพื้นฐานของโพลีเมอร์ชีวภาพ - โปรตีน, คาร์โบไฮเดรต, กรดนิวคลีอิกและไขมันโดยที่สิ่งมีชีวิตนั้นเป็นไปไม่ได้ ซัลเฟอร์เป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนบางชนิด ฟอสฟอรัสเป็นส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิก เหล็กเป็นส่วนหนึ่งของฮีโมโกลบิน และแมกนีเซียมเป็นส่วนหนึ่งของคลอโรฟิลล์ แคลเซียมมีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญ
องค์ประกอบทางเคมีบางอย่างที่มีอยู่ในเซลล์รวมอยู่ด้วย สารอนินทรีย์- เกลือแร่และน้ำ
เกลือแร่ตามกฎแล้วพบในเซลล์ในรูปแบบของแคตไอออน (K +, Na +, Ca 2+, Mg 2+) และแอนไอออน (HPO 2-/4, H 2 PO -/4, CI -, HCO 3) อัตราส่วนที่กำหนดความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมซึ่งมีความสำคัญต่อชีวิตของเซลล์
(ในหลายเซลล์ สภาพแวดล้อมมีความเป็นด่างเล็กน้อย และค่า pH ของมันแทบจะไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากมีอัตราส่วนของแคตไอออนและแอนไอออนคงที่อยู่ตลอดเวลา)
สารอนินทรีย์ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตมีบทบาทอย่างมาก น้ำ.
หากไม่มีน้ำ ชีวิตก็เป็นไปไม่ได้ มันประกอบขึ้นเป็นมวลที่มีนัยสำคัญของเซลล์ส่วนใหญ่ มีน้ำจำนวนมากอยู่ในเซลล์สมองและเอ็มบริโอของมนุษย์: มีน้ำมากกว่า 80%; ในเซลล์เนื้อเยื่อไขมัน - เพียง 40.% เมื่ออายุมากขึ้น ปริมาณน้ำในเซลล์จะลดลง คนที่สูญเสียน้ำไป 20% จะเสียชีวิต
คุณสมบัติเฉพาะของน้ำเป็นตัวกำหนดบทบาทของน้ำในร่างกาย มันเกี่ยวข้องกับการควบคุมอุณหภูมิซึ่งเกิดจากความจุความร้อนสูงของน้ำ - การใช้พลังงานจำนวนมากเมื่อให้ความร้อน อะไรเป็นตัวกำหนดความจุความร้อนสูงของน้ำ?
ในโมเลกุลของน้ำ อะตอมของออกซิเจนจะถูกพันธะโควาเลนต์กับไฮโดรเจนสองอะตอม โมเลกุลของน้ำมีขั้วเนื่องจากอะตอมของออกซิเจนมีบางส่วน ประจุลบและแต่ละอะตอมของไฮโดรเจนทั้งสองอะตอมก็มี
ประจุบวกบางส่วน พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นระหว่างอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลน้ำหนึ่งกับอะตอมไฮโดรเจนของอีกโมเลกุลหนึ่ง พันธะไฮโดรเจนทำให้เกิดการเชื่อมต่อ จำนวนมากโมเลกุลของน้ำ เมื่อน้ำร้อนขึ้น พลังงานส่วนสำคัญจะถูกใช้เพื่อทำลายพันธะไฮโดรเจน ซึ่งเป็นตัวกำหนดความจุความร้อนสูง
น้ำ - ตัวทำละลายที่ดี- เนื่องจากความเป็นขั้วของพวกมัน โมเลกุลของมันจึงทำปฏิกิริยากับไอออนที่มีประจุบวกและประจุลบ ดังนั้นจึงส่งเสริมการละลายของสาร ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับน้ำ สารในเซลล์ทั้งหมดจะถูกแบ่งออกเป็นประเภทที่ชอบน้ำและไม่ชอบน้ำ
ชอบน้ำ(จากภาษากรีก พลังน้ำ- น้ำและ ฟิลเลโอ- ความรัก) เรียกว่า สารที่ละลายน้ำได้ ซึ่งรวมถึงสารประกอบไอออนิก (เช่น เกลือ) และสารประกอบที่ไม่ใช่ไอออนิกบางชนิด (เช่น น้ำตาล)
ไม่ชอบน้ำ(จากภาษากรีก พลังน้ำ- น้ำและ โฟบอส- ความกลัว) คือสารที่ไม่ละลายน้ำ สิ่งเหล่านี้รวมถึง ตัวอย่างเช่น ลิพิด
เล่นน้ำ บทบาทใหญ่ในปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ค่ะ สารละลายที่เป็นน้ำ- มันละลายผลิตภัณฑ์จากการเผาผลาญที่ร่างกายไม่ต้องการและส่งเสริมการกำจัดออกจากร่างกาย เนื้อหาเยี่ยมมากน้ำในกรงให้มัน ความยืดหยุ่น- น้ำส่งเสริมการเคลื่อนไหว สารต่างๆภายในเซลล์หรือจากเซลล์หนึ่งไปอีกเซลล์หนึ่ง
สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิตประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีที่เหมือนกัน สิ่งมีชีวิตประกอบด้วยสารอนินทรีย์ - น้ำและเกลือแร่ หน้าที่ต่างๆ ที่สำคัญอย่างยิ่งของน้ำในเซลล์ถูกกำหนดโดยลักษณะของโมเลกุล: ขั้วของน้ำ ความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจน
ส่วนประกอบอนินทรีย์ของเซลล์
พบธาตุประมาณ 90 ธาตุในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต และประมาณ 25 ธาตุอยู่ในเซลล์เกือบทั้งหมด องค์ประกอบทางเคมีแบ่งออกเป็นสามกลุ่มใหญ่ตามเนื้อหาในเซลล์: องค์ประกอบมาโคร (99%) องค์ประกอบขนาดเล็ก (1%) องค์ประกอบพิเศษขนาดเล็ก (น้อยกว่า 0.001%)
องค์ประกอบขนาดใหญ่ ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอน ไฮโดรเจน ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม ซัลเฟอร์ คลอรีน แคลเซียม แมกนีเซียม โซเดียม เหล็ก
ธาตุขนาดเล็ก ได้แก่ แมงกานีส ทองแดง สังกะสี ไอโอดีน ฟลูออรีน
ธาตุอัลตราไมโคร ได้แก่ เงิน ทอง โบรมีน และซีลีเนียม
| องค์ประกอบ | เนื้อหาในร่างกาย (%) | ความสำคัญทางชีวภาพ |
| สารอาหารหลัก: | ||
| โอ.ซี.เอช.เอ็น. | 62-3 | ประกอบด้วยอินทรียวัตถุทั้งหมดในเซลล์น้ำ |
| ฟอสฟอรัส อาร์ | 1,0 | พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของกรดนิวคลีอิก, ATP (สร้างพันธะพลังงานสูง), เอนไซม์, เนื้อเยื่อกระดูก และเคลือบฟัน |
| แคลเซียม Ca+2 | 2,5 | ในพืช มันเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ ในสัตว์ - ในองค์ประกอบของกระดูกและฟัน กระตุ้นการแข็งตัวของเลือด |
| องค์ประกอบขนาดเล็ก: | 1-0,01 | |
| ซัลเฟอร์ เอส | 0,25 | ประกอบด้วยโปรตีน วิตามิน และเอนไซม์ |
| โพแทสเซียม K+ | 0,25 | ทำให้เกิดการนำกระแสประสาท ตัวกระตุ้นของเอนไซม์สังเคราะห์โปรตีน กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง การเจริญเติบโตของพืช |
| คลอรีน ซีไอ - | 0,2 | เป็นส่วนประกอบของน้ำย่อยในรูป กรดไฮโดรคลอริก,กระตุ้นเอนไซม์ |
| โซเดียม นา+ | 0,1 | รับประกันการนำกระแสประสาท รักษาแรงดันออสโมติกในเซลล์ กระตุ้นการสังเคราะห์ฮอร์โมน |
| แมกนีเซียม มก.+2 | 0,07 | ส่วนหนึ่งของโมเลกุลคลอโรฟิลล์ที่พบในกระดูกและฟัน กระตุ้นการสังเคราะห์ DNA และการเผาผลาญพลังงาน |
| ไอโอดีน ฉัน - | 0,1 | ส่วนหนึ่งของฮอร์โมนไทรอยด์ - ไทรอกซีน ส่งผลต่อการเผาผลาญ |
| เหล็ก เฟ+3 | 0,01 | มันเป็นส่วนหนึ่งของฮีโมโกลบิน, ไมโอโกลบิน, เลนส์และกระจกตาของดวงตา, ตัวกระตุ้นเอนไซม์และเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์ ให้การขนส่งออกซิเจนไปยังเนื้อเยื่อและอวัยวะ |
| องค์ประกอบอัลตราไมโคร: | น้อยกว่า 0.01 ติดตามจำนวน | |
| ทองแดง ศรี +2 | มีส่วนร่วมในกระบวนการสร้างเม็ดเลือด, การสังเคราะห์ด้วยแสง, เร่งกระบวนการออกซิเดชั่นภายในเซลล์ | |
| แมงกานีส Mn | เพิ่มผลผลิตของพืช, กระตุ้นกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง, ส่งผลต่อกระบวนการสร้างเม็ดเลือด | |
| บ วี | ส่งผลกระทบ กระบวนการเจริญเติบโตพืช | |
| ฟลูออรีน เอฟ | มันเป็นส่วนหนึ่งของเคลือบฟันหากมีข้อบกพร่องฟันผุจะเกิดขึ้นหากมีมากเกินไปฟลูออโรซิสจะเกิดขึ้น | |
| สาร: | ||
| ยังไม่มีข้อความ 2 0 | 60-98 | แต่งหน้า สภาพแวดล้อมภายในสิ่งมีชีวิต, มีส่วนร่วมในกระบวนการไฮโดรไลซิส, จัดโครงสร้างเซลล์ ตัวทำละลายสากล ตัวเร่งปฏิกิริยา ผู้มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมี |
องค์ประกอบอินทรีย์ของเซลล์
| สาร | โครงสร้างและคุณสมบัติ | ฟังก์ชั่น |
| ไขมัน | ||
| เอสเทอร์สูงกว่า กรดไขมันและกลีเซอรีน องค์ประกอบของฟอสโฟลิปิดยังรวมถึงสารตกค้าง H 3 PO4 ด้วย พวกมันมีคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำหรือชอบน้ำและไม่ชอบน้ำและมีความเข้มของพลังงานสูง | การก่อสร้าง- สร้างชั้นบิลิพิดของเยื่อหุ้มทั้งหมด พลังงาน. การควบคุมอุณหภูมิ. ป้องกัน. ฮอร์โมน(คอร์ติโคสเตียรอยด์, ฮอร์โมนเพศ) ส่วนประกอบของวิตามิน D, E. แหล่งน้ำในร่างกาย สารอาหาร |
|
| คาร์โบไฮเดรต | ||
| โมโนแซ็กคาไรด์: กลูโคส, ฟรุกโตส, น้ำตาล, ดีออกซีไรโบส |
ละลายน้ำได้สูง | พลังงาน |
| ไดแซ็กคาไรด์: ซูโครส มอลโตส (น้ำตาลมอลต์) |
ละลายได้ในน้ำ | ส่วนประกอบ DNA, RNA, ATP |
| โพลีแซ็กคาไรด์: แป้ง, ไกลโคเจน, เซลลูโลส |
ละลายได้ไม่ดีหรือไม่ละลายในน้ำ | สารอาหารสำรอง. โครงสร้าง - เปลือกของเซลล์พืช |
| กระรอก | โพลีเมอร์ โมโนเมอร์ - กรดอะมิโน 20 ตัว | เอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ |
| โครงสร้าง I คือลำดับของกรดอะมิโนในสายโซ่โพลีเปปไทด์ บอนด์ - เปปไทด์ - CO-NH- | การก่อสร้าง - เป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างเมมเบรน, ไรโบโซม | |
| โครงสร้างที่สอง - ก-helix พันธะ - ไฮโดรเจน | มอเตอร์ (โปรตีนของกล้ามเนื้อหดตัว) | |
| โครงสร้าง III - การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ ก-เกลียว (กลม) พันธะ - ไอออนิก, โควาเลนต์, ไม่ชอบน้ำ, ไฮโดรเจน | การขนส่ง (เฮโมโกลบิน) ป้องกัน (แอนติบอดี) กฎระเบียบ (ฮอร์โมนอินซูลิน) | |
| โครงสร้าง IV ไม่ใช่ลักษณะของโปรตีนทั้งหมด การเชื่อมต่อของสายโซ่โพลีเปปไทด์หลายสายเป็นโครงสร้างส่วนบนเดียว ละลายได้ไม่ดีในน้ำ การกระทำ อุณหภูมิสูง, กรดเข้มข้นและด่างเกลือ โลหะหนักทำให้เกิดการเสียสภาพ | ||
| กรดนิวคลีอิก: | ไบโอโพลีเมอร์ ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ | |
| DNA คือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก | องค์ประกอบของนิวคลีโอไทด์: ดีออกซีไรโบส, ฐานไนโตรเจน - อะดีนีน, กัวนีน, ไซโตซีน, ไทมีน, สารตกค้าง H 3 PO 4 ความสมบูรณ์ของฐานไนโตรเจน A = T, G = C. เกลียวคู่ สามารถเพิ่มตนเองเป็นสองเท่าได้ | พวกมันสร้างโครโมโซม การจัดเก็บและการส่งข้อมูลทางพันธุกรรม รหัสพันธุกรรม- การสังเคราะห์ทางชีวภาพของ RNA และโปรตีน เข้ารหัสโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน มีอยู่ในนิวเคลียส ไมโตคอนเดรีย พลาสติด |
| RNA คือกรดไรโบนิวคลีอิก | องค์ประกอบของนิวคลีโอไทด์: น้ำตาล, ฐานไนโตรเจน - อะดีนีน, กัวนีน, ไซโตซีน, ยูราซิล, H 3 PO 4 สารตกค้าง ความสมบูรณ์ของฐานไนโตรเจน A = U, G = C หนึ่งโซ่ | |
| เมสเซนเจอร์ อาร์เอ็นเอ | การถ่ายโอนข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างหลักของโปรตีน มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน | |
| ไรโบโซมอลอาร์เอ็นเอ | สร้างร่างกายไรโบโซม | |
| ถ่ายโอนอาร์เอ็นเอ | เข้ารหัสและขนส่งกรดอะมิโนไปยังบริเวณสังเคราะห์โปรตีน - ไรโบโซม | |
| อาร์เอ็นเอของไวรัสและดีเอ็นเอ | เครื่องมือทางพันธุกรรมของไวรัส | |
เอนไซม์
หน้าที่ที่สำคัญที่สุดของโปรตีนคือการเร่งปฏิกิริยา โมเลกุลโปรตีนที่เพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ตามลำดับความสำคัญหลายระดับเรียกว่า เอนไซม์- ไม่มีกระบวนการทางชีวเคมีใดในร่างกายเกิดขึ้นโดยปราศจากการมีส่วนร่วมของเอนไซม์
ปัจจุบันมีการค้นพบเอนไซม์มากกว่า 2,000 ชนิด ประสิทธิภาพของพวกเขาสูงกว่าของหลายเท่า ตัวเร่งปฏิกิริยาอนินทรีย์ใช้ในการผลิต ดังนั้นธาตุเหล็ก 1 มิลลิกรัมในเอนไซม์คาตาเลสจะแทนที่ธาตุเหล็กอนินทรีย์ 10 ตัน คาตาเลสเพิ่มอัตราการสลายตัวของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H 2 O 2) 10 11 เท่า เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาการเกิดกรดคาร์บอนิก (CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3) เร่งปฏิกิริยา 10 7 เท่า
คุณสมบัติที่สำคัญของเอนไซม์คือความจำเพาะของการออกฤทธิ์ โดยแต่ละเอนไซม์จะกระตุ้นปฏิกิริยาที่คล้ายกันเพียงกลุ่มเดียวหรือกลุ่มเล็กๆ
เรียกว่าสารที่เอนไซม์ออกฤทธิ์ วัสดุพิมพ์- โครงสร้างของโมเลกุลของเอนไซม์และสารตั้งต้นต้องตรงกันทุกประการ สิ่งนี้จะอธิบายความจำเพาะของการทำงานของเอนไซม์ เมื่อสารตั้งต้นถูกรวมเข้ากับเอนไซม์ โครงสร้างเชิงพื้นที่ของเอนไซม์จะเปลี่ยนไป
ลำดับของอันตรกิริยาระหว่างเอนไซม์และซับสเตรตสามารถแสดงเป็นแผนผังได้:
สารตั้งต้น+เอนไซม์ - คอมเพล็กซ์เอนไซม์-สารตั้งต้น - เอนไซม์+ผลิตภัณฑ์
แผนภาพแสดงให้เห็นว่าซับสเตรตรวมตัวกับเอนไซม์เพื่อสร้างสารเชิงซ้อนของเอนไซม์-ซับสเตรต ในกรณีนี้สารตั้งต้นจะถูกเปลี่ยนเป็นสารใหม่ - ผลิตภัณฑ์ ในขั้นตอนสุดท้าย เอนไซม์จะถูกปล่อยออกมาจากผลิตภัณฑ์และทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของสารตั้งต้นอื่นอีกครั้ง
เอนไซม์จะทำงานก็ต่อเมื่อ อุณหภูมิที่แน่นอน,ความเข้มข้นของสาร,ความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม สภาวะที่เปลี่ยนแปลงนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างตติยภูมิและควอเทอร์นารีของโมเลกุลโปรตีน และผลที่ตามมาคือการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร? เพียงส่วนหนึ่งของโมเลกุลของเอนไซม์ที่เรียกว่า ศูนย์ที่ใช้งานอยู่- ศูนย์แอคทีฟประกอบด้วยกรดอะมิโน 3 ถึง 12 ตัวและเกิดขึ้นจากการดัดงอของสายโซ่โพลีเปปไทด์
ภายใต้อิทธิพล ปัจจัยต่างๆโครงสร้างของโมเลกุลของเอนไซม์เปลี่ยนไป ในกรณีนี้การกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของศูนย์ที่ใช้งานอยู่จะหยุดชะงักและเอนไซม์จะสูญเสียกิจกรรมไป
เอนไซม์คือโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ ต้องขอบคุณเอนไซม์ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมีในเซลล์จึงเพิ่มขึ้นหลายระดับ ทรัพย์สินที่สำคัญเอนไซม์ - ความจำเพาะของการออกฤทธิ์ภายใต้เงื่อนไขบางประการ
กรดนิวคลีอิก
กรดนิวคลีอิกถูกค้นพบในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 นักชีวเคมีชาวสวิส F. Miescher ผู้แยกสารออกจากนิวเคลียสของเซลล์ด้วย เนื้อหาสูงไนโตรเจนและฟอสฟอรัส และเรียกมันว่า “นิวคลิน” (จาก lat. แกนกลาง- แกน)
เก็บไว้ในกรดนิวคลีอิก ข้อมูลทางพันธุกรรมเกี่ยวกับโครงสร้างและการทำงานของทุกเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลก กรดนิวคลีอิกมีสองประเภท - DNA (กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก) และ RNA (กรดไรโบนิวคลีอิก) กรดนิวคลีอิกก็เหมือนกับโปรตีน ที่มีความเฉพาะเจาะจงต่อสายพันธุ์ กล่าวคือ สิ่งมีชีวิตในแต่ละสายพันธุ์จะมี DNA ของตัวเอง หากต้องการทราบสาเหตุของความจำเพาะของสายพันธุ์ ให้พิจารณาโครงสร้างของกรดนิวคลีอิก
โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกเป็นสายโซ่ยาวมากประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์หลายร้อยหรือหลายล้านตัว กรดนิวคลีอิกใด ๆ มีนิวคลีโอไทด์เพียงสี่ชนิดเท่านั้น หน้าที่ของโมเลกุลกรดนิวคลีอิกขึ้นอยู่กับโครงสร้าง นิวคลีโอไทด์ที่พวกมันมีอยู่ จำนวนในสายโซ่ และลำดับของสารประกอบในโมเลกุล
นิวคลีโอไทด์แต่ละชนิดประกอบด้วยองค์ประกอบสามส่วน ได้แก่ เบสไนโตรเจน คาร์โบไฮเดรต และกรดฟอสฟอริก นิวคลีโอไทด์ DNA แต่ละตัวประกอบด้วยเบสไนโตรเจนหนึ่งในสี่ประเภท (อะดีนีน - A, ไทมีน - T, กวานีน - G หรือไซโตซีน - C) เช่นเดียวกับคาร์บอนดีออกซีไรโบสและกรดฟอสฟอริกที่ตกค้าง
ดังนั้นนิวคลีโอไทด์ของ DNA จึงแตกต่างกันเฉพาะในประเภทของฐานไนโตรเจนเท่านั้น
โมเลกุล DNA ประกอบด้วย ความหลากหลายมากนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมต่อกันเป็นสายโซ่ในลำดับที่แน่นอน โมเลกุล DNA แต่ละประเภทมีจำนวนและลำดับนิวคลีโอไทด์ของตัวเอง
โมเลกุล DNA นั้นยาวมาก ตัวอย่างเช่น ในการเขียนลำดับนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA จากเซลล์มนุษย์หนึ่งเซลล์ (46 โครโมโซม) ด้วยตัวอักษร ต้องใช้หนังสือประมาณ 820,000 หน้า นิวคลีโอไทด์สามารถเกิดขึ้นได้สี่ชนิดสลับกัน ชุดอนันต์ความหลากหลายของโมเลกุล DNA คุณสมบัติเชิงโครงสร้างของโมเลกุล DNA ช่วยให้สามารถเก็บข้อมูลจำนวนมหาศาลเกี่ยวกับลักษณะทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตได้
ในปี 1953 นักชีววิทยาชาวอเมริกัน เจ. วัตสัน และนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เอฟ. คริก ได้สร้างแบบจำลองโครงสร้างของโมเลกุลดีเอ็นเอ นักวิทยาศาสตร์พบว่าโมเลกุล DNA แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยสายโซ่สองเส้นที่เชื่อมต่อกันและบิดเกลียวเป็นเกลียว เธอดูเหมือน เกลียวคู่- ในแต่ละสายนิวคลีโอไทด์สี่ประเภทสลับกันในลำดับเฉพาะ
องค์ประกอบนิวคลีโอไทด์ของ DNA แตกต่างกันไป ประเภทต่างๆแบคทีเรีย เชื้อรา พืช สัตว์ แต่จะไม่เปลี่ยนแปลงตามอายุและขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย นิวคลีโอไทด์ถูกจับคู่กัน กล่าวคือ จำนวนของอะดีนีนนิวคลีโอไทด์ในโมเลกุล DNA ใดๆ เท่ากับจำนวนของไทมิดีนนิวคลีโอไทด์ (A-T) และจำนวนของไซโตซีนนิวคลีโอไทด์เท่ากับจำนวนของนิวคลีโอไทด์กัวนีน (C-G) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าการเชื่อมต่อของสองโซ่เข้าด้วยกันในโมเลกุล DNA เป็นไปตามนั้น กฎบางอย่างกล่าวคือ: อะดีนีนของสายโซ่หนึ่งจะเชื่อมต่อกันด้วยสองเสมอ พันธะไฮโดรเจนเฉพาะกับไทมีนจากสายโซ่อื่นและกัวนีน - ด้วยพันธะไฮโดรเจนสามพันธะกับไซโตซีนนั่นคือสายนิวคลีโอไทด์ของโมเลกุล DNA หนึ่งโมเลกุลที่ประกอบกันเสริมซึ่งกันและกัน
โมเลกุลของกรดนิวคลีอิก - DNA และ RNA - ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์ของ DNA ประกอบด้วยเบสไนโตรเจน (A, T, G, C) คาร์โบไฮเดรตดีออกซีไรโบส และสารตกค้างของโมเลกุลกรดฟอสฟอริก โมเลกุล DNA นั้นเป็นเกลียวคู่ซึ่งประกอบด้วยสายโซ่สองเส้นที่เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนตามหลักการเสริมกัน หน้าที่ของ DNA คือการจัดเก็บข้อมูลทางพันธุกรรม
เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดมีโมเลกุลของ ATP - adenosine triphosphoric acid ATP เป็นสารเซลล์สากลซึ่งมีโมเลกุลที่มีพันธะที่อุดมด้วยพลังงาน โมเลกุล ATP เป็นนิวคลีโอไทด์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวซึ่งเหมือนกับนิวคลีโอไทด์อื่น ๆ ประกอบด้วยองค์ประกอบสามอย่าง: ฐานไนโตรเจน - อะดีนีน, คาร์โบไฮเดรต - น้ำตาลไรโบส แต่แทนที่จะมีเพียงอันเดียวกลับมีโมเลกุลกรดฟอสฟอริกตกค้างสามโมเลกุล (รูปที่ 12) การเชื่อมต่อที่ระบุในรูปที่มีไอคอนนั้นเต็มไปด้วยพลังงานและถูกเรียก มาโครเออร์จิค- โมเลกุล ATP แต่ละโมเลกุลประกอบด้วยพันธะพลังงานสูงสองตัว
เมื่อพันธะพลังงานสูงถูกทำลายและกรดฟอสฟอริกหนึ่งโมเลกุลถูกกำจัดออกด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ พลังงาน 40 กิโลจูล/โมลจะถูกปล่อยออกมา และ ATP จะถูกแปลงเป็น ADP - กรดอะดีโนซีน ไดฟอสฟอริก เมื่อกรดฟอสฟอริกอีกโมเลกุลหนึ่งถูกกำจัดออกไป จะปล่อยอีก 40 กิโลจูล/โมลออกมา AMP เกิดขึ้น - กรดอะดีโนซีนโมโนฟอสฟอริก ปฏิกิริยาเหล่านี้สามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ AMP สามารถแปลงเป็น ADP, ADP เป็น ATP
โมเลกุล ATP ไม่เพียงแต่ถูกทำลายเท่านั้น แต่ยังถูกสังเคราะห์ด้วย ดังนั้นเนื้อหาในเซลล์จึงค่อนข้างคงที่ ความสำคัญของ ATP ในชีวิตของเซลล์นั้นมีมหาศาล โมเลกุลเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญพลังงานที่จำเป็นต่อชีวิตของเซลล์และสิ่งมีชีวิตโดยรวม
ข้าว. 12. โครงร่างโครงสร้างของ ATP| อะดีนีน - |
โดยทั่วไปโมเลกุล RNA จะเป็นสายโซ่เดี่ยวประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์สี่ประเภท - A, U, G, C รู้จัก RNA หลักสามประเภท: mRNA, rRNA, tRNA เนื้อหาของโมเลกุล RNA ในเซลล์ไม่คงที่ แต่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน ATP เป็นสารพลังงานสากลของเซลล์ซึ่งมีพันธะที่อุดมด้วยพลังงาน ATP มีบทบาทสำคัญในการเผาผลาญพลังงานของเซลล์ RNA และ ATP พบได้ทั้งในนิวเคลียสและไซโตพลาสซึมของเซลล์
งานและการทดสอบในหัวข้อ "หัวข้อที่ 4 "องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์"
- พอลิเมอร์, โมโนเมอร์;
- คาร์โบไฮเดรต, โมโนแซ็กคาไรด์, ไดแซ็กคาไรด์, โพลีแซ็กคาไรด์;
- ไขมัน, กรดไขมัน, กลีเซอรอล;
- กรดอะมิโน, พันธะเปปไทด์, โปรตีน;
- ตัวเร่งปฏิกิริยา, เอนไซม์, ไซต์ออกฤทธิ์;
- กรดนิวคลีอิกนิวคลีโอไทด์
อัลกอริทึมสำหรับการแก้ปัญหา
ประเภทที่ 1 การคัดลอก DNA ด้วยตนเอง
หนึ่งในสายโซ่ DNA มีลำดับนิวคลีโอไทด์ดังต่อไปนี้:
อัคแทคกาต้าซีกัตแทคซีจี...
สายโซ่ที่สองของโมเลกุลเดียวกันมีลำดับนิวคลีโอไทด์แบบใด
ในการเขียนลำดับนิวคลีโอไทด์ของสายที่สองของโมเลกุล DNA เมื่อทราบลำดับของสายแรก ก็เพียงพอที่จะแทนที่ไทมีนด้วยอะดีนีน อะดีนีนด้วยไทมีน กัวนีนด้วยไซโตซีน และไซโตซีนด้วยกัวนีนก็เพียงพอแล้ว เมื่อทำการแทนที่นี้แล้ว เราจะได้ลำดับดังนี้:
ทททททททททททททททททททท...
ประเภทที่ 2 การเข้ารหัสโปรตีน
สายโซ่ของกรดอะมิโนของโปรตีนไรโบนิวคลีเอสมีจุดเริ่มต้นดังนี้ ไลซีน-กลูตามีน-ทรีโอนีน-อะลานีน-อะลานีน-อะลานีน-ไลซีน...
ยีนที่สอดคล้องกับโปรตีนนี้ขึ้นต้นด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์ใด
เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้ตารางรหัสพันธุกรรม สำหรับกรดอะมิโนแต่ละตัว เราจะพบการกำหนดรหัสของมันในรูปแบบของนิวคลีโอไทด์สามเท่าที่สอดคล้องกันแล้วจดบันทึกไว้ ด้วยการจัดเรียงแฝดสามเหล่านี้ทีละตัวตามลำดับเดียวกับกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้อง เราจะได้สูตรสำหรับโครงสร้างของส่วนของ Messenger RNA ตามกฎแล้วจะมีแฝดหลายตัวให้เลือกตามการตัดสินใจของคุณ (แต่จะมีเพียงหนึ่งในแฝดเท่านั้น) ดังนั้นอาจมีวิธีแก้ปัญหาหลายประการ
อาอาอาอาอาอาซีฉУГцГГцУГцГАAG
โปรตีนจะขึ้นต้นด้วยลำดับของกรดอะมิโนใด หากถูกเข้ารหัสด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์ต่อไปนี้:
ACCTTCCATGGCCGGT...
โดยใช้หลักการของการเสริมกัน เราพบโครงสร้างของส่วนของ Messenger RNA ที่เกิดขึ้น ส่วนนี้โมเลกุลดีเอ็นเอ:
UGGGGGUACCGGCCCA...
จากนั้นเรามาดูตารางรหัสพันธุกรรมและสำหรับนิวคลีโอไทด์สามเท่าแต่ละอัน เริ่มจากอันแรกเราจะค้นหาและเขียนกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้อง:
ซีสเตอีน-ไกลซีน-ไทโรซีน-อาร์จินีน-โพรลีน-...
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. - ชีววิทยาทั่วไป" มอสโก "การตรัสรู้", 2543
- หัวข้อที่ 4. "องค์ประกอบทางเคมีของเซลล์" §2-§7 หน้า 7-21
- หัวข้อที่ 5. "การสังเคราะห์ด้วยแสง" §16-17 หน้า 44-48
- กระทู้ 6. "การหายใจของเซลล์" §12-13 หน้า 34-38
- กระทู้ 7. "ข้อมูลทางพันธุกรรม" §14-15 หน้า 39-44
เซลล์ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมีประมาณ 70 รายการของตารางธาตุ D.I. เมนเดเลเยฟ. ขึ้นอยู่กับปริมาณขององค์ประกอบทางเคมีที่รวมอยู่ในสารที่ก่อตัวเป็นสิ่งมีชีวิตมันเป็นเรื่องธรรมดาที่จะแยกแยะกลุ่มเหล่านั้นหลายกลุ่ม
กลุ่มหนึ่ง (ประมาณ 98% ของมวลเซลล์) ประกอบด้วยธาตุแสง 4 ธาตุ ได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน พวกเขาเรียกว่าสารอาหารหลัก เหล่านี้เป็นส่วนประกอบหลักของสารประกอบอินทรีย์ทั้งหมด
อีกกลุ่มหนึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบที่เข้าสู่เซลล์ในปริมาณที่น้อยกว่า สิ่งเหล่านี้กำมะถันและฟอสฟอรัสพร้อมกับองค์ประกอบหลักเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญ - กรดนิวคลีอิก, โปรตีน, ไขมัน, คาร์โบไฮเดรต, ฮอร์โมน, โพแทสเซียม, โซเดียม, แมกนีเซียม, แมงกานีส, เหล็ก, คลอรีนก็ทำหน้าที่สำคัญในเซลล์เช่นกัน องค์ประกอบที่มีอยู่ในเซลล์ในปริมาณที่น้อยมากเรียกว่าองค์ประกอบขนาดเล็ก
เนื้อหาขององค์ประกอบบางอย่างขึ้นอยู่กับบทบาทหน้าที่ในเซลล์และสิ่งมีชีวิต ประเภทของเซลล์ และต่อๆ ไป คุณสมบัติทางชีวเคมีสิ่งมีชีวิตกลุ่มต่างๆ ในการเผาผลาญซึ่งองค์ประกอบเหล่านี้มีส่วนร่วม สิ่งที่สำคัญอย่างยิ่งก็คือความสามารถของสิ่งมีชีวิตในการควบคุมพวกมัน องค์ประกอบไอออนิก- ดังนั้นเซลล์พืชจึงมีโพแทสเซียมมากกว่าเซลล์สัตว์ โซเดียมมีอิทธิพลเหนือกว่าในสภาพแวดล้อมนอกเซลล์ของสัตว์
ขั้วของโมเลกุลและความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจนทำให้น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับสารอนินทรีย์และอินทรีย์จำนวนมาก สารดังกล่าวเรียกว่าชอบน้ำ นอกจากนี้ น้ำยังช่วยให้แน่ใจว่าทั้งการไหลเข้าของสารเข้าสู่เซลล์และการกำจัดของเสียออกจากเซลล์
น้ำมีค่าการนำความร้อนที่ดีและ ความจุความร้อนสูงซึ่งช่วยให้อุณหภูมิภายในเซลล์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิโดยรอบเปลี่ยนแปลง
สารอนินทรีย์ส่วนใหญ่ในเซลล์จะอยู่ในรูปของเกลือ ซึ่งแยกตัวออกเป็นไอออนหรืออยู่ในสถานะของแข็ง ในหมู่แรก คุ้มค่ามากมีแคตไอออน K, Na, Ca ซึ่งสร้างความหงุดหงิดให้กับสิ่งมีชีวิต คุณสมบัติการบัฟเฟอร์ของเซลล์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของเกลือภายในเซลล์ การบัฟเฟอร์คือความสามารถของเซลล์ในการรักษาปฏิกิริยาอัลคาไลน์เล็กน้อยของเนื้อหาให้อยู่ในระดับคงที่ภายใต้สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง
สารประกอบอินทรีย์ประกอบขึ้นโดยเฉลี่ย 20–30% ของมวลเซลล์ ซึ่งรวมถึงโพลีเมอร์ชีวภาพ: โปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต ลิพิด และจำนวนหนึ่ง โมเลกุลขนาดเล็ก– ฮอร์โมน เม็ดสี ATP เป็นต้น
กระรอกโปรตีนครองอันดับหนึ่งในบรรดาสารอินทรีย์ทั้งในด้านปริมาณและความสำคัญ
โปรตีนประกอบด้วยกรดอะมิโน 20 ชนิดที่แตกต่างกัน สูตรทั่วไปของพวกเขา
H 2 N─HC─COOH,
โดยที่ R คือรากของโครงสร้างต่างๆ ทางด้านซ้ายของโมเลกุลจะมีกลุ่มเอมีน H 2 N ซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฐาน ทางด้านขวาคือกลุ่มคาร์บอกซิล COOH ซึ่งเป็นกรดซึ่งเป็นลักษณะของกรดอินทรีย์ทั้งหมด ดังนั้นกรดอะมิโนจึงเป็นสารประกอบแอมโฟเทอริกที่รวมคุณสมบัติของทั้งกรดและเบสเข้าด้วยกัน เมื่อรวมกัน โมเลกุลของกรดอะมิโนจะสร้างพันธะระหว่างคาร์บอนของกรดและไนโตรเจนของกลุ่มหลัก พันธะดังกล่าวเรียกว่าโควาเลนต์ค่ะ ในกรณีนี้– พันธะเปปไทด์:
ร 2 โอ ฮอร 2 ร 1 โอ ฮอร 2
│ // \ │ │ ││ │ │
H 2 N─HC─C + N─HC─COOH → H 2 N─HC─C─N─HC─COOH + H 2 O
สารประกอบที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนตั้งแต่ 20 ตัวขึ้นไปเรียกว่าโพลีเปปไทด์ ลำดับของกรดอะมิโนในสายโซ่โพลีเปปไทด์มักเรียกว่าโครงสร้างปฐมภูมิของโปรตีน
อย่างไรก็ตาม โมเลกุลโปรตีนที่อยู่ในรูปสายโซ่ของกรดอะมิโนที่เชื่อมต่อกันตามลำดับด้วยพันธะเปปไทด์ยังไม่สามารถทำงานได้ ฟังก์ชั่นเฉพาะ- สิ่งนี้ต้องการองค์กรที่มีโครงสร้างที่สูงขึ้น โดยการสร้างพันธะไฮโดรเจนระหว่างสารตกค้างของหมู่คาร์บอกซิลและเอมีนของกรดอะมิโนชนิดต่างๆ โมเลกุลโปรตีนมีลักษณะเป็นเกลียว นี่คือโครงสร้างรองของโปรตีน แต่ในกรณีส่วนใหญ่ มีเพียงโมเลกุลที่มีโครงสร้างตติยภูมิเท่านั้นที่สามารถทำได้ บทบาททางชีววิทยา- โครงสร้างระดับตติยภูมิเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างอนุมูล โดยเฉพาะอนุมูลของกรดอะมิโนซิสเทอีนซึ่งมีกำมะถันอยู่ อะตอมกำมะถันของกรดอะมิโนสองตัวที่อยู่ในระยะห่างจากกันเชื่อมต่อกันทำให้เกิดพันธะที่เรียกว่าไดซัลไฟด์หรือพันธะ S - S การจัดเรียงโพลีเปปไทด์เอนริเก้เป็นทรงกลม (ลูกบอล) เรียกว่าโครงสร้างตติยภูมิของโปรตีน (รูปที่ 1)
ฟังก์ชั่นบางอย่างของร่างกายจะดำเนินการโดยการมีส่วนร่วมของโปรตีนที่มีระดับองค์กรที่สูงขึ้น - โครงสร้างควอเทอร์นารี ตัวอย่างเช่น เฮโมโกลบิน อินซูลิน
การสูญเสียโครงสร้างโครงสร้างของโมเลกุลโปรตีนเรียกว่าการสูญเสียสภาพธรรมชาติ (จากภาษาละติน denaturare - ไปจนถึงการกีดกันคุณสมบัติทางธรรมชาติ)
การเปลี่ยนสภาพเป็นคุณสมบัติของโปรตีนในการฟื้นฟูโครงสร้างที่สูญหายไปอย่างสมบูรณ์หากการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมไม่นำไปสู่การทำลายโครงสร้างหลัก
หน้าที่ที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของโปรตีนในเซลล์คือ การก่อสร้าง: โปรตีนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมดในออร์แกเนลล์ของเซลล์ เช่นเดียวกับโครงสร้างภายนอกเซลล์
สิ่งที่สำคัญที่สุดก็คือ ฟังก์ชั่นตัวเร่งปฏิกิริยาโปรตีน ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพทั้งหมด - เอนไซม์-สารธรรมชาติของโปรตีน พวกมันเร่งปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์นับหมื่นครั้ง เอนไซม์จะกระตุ้นปฏิกิริยาเดียวเท่านั้น ได้แก่ มันมีความเฉพาะเจาะจงมาก
ฟังก์ชั่นมอเตอร์ร่างกายได้รับจากโปรตีนที่หดตัว โปรตีนเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวทุกประเภทที่เซลล์และสิ่งมีชีวิตสามารถทำได้: การกะพริบของตาและการตีแฟลเจลลาในโปรโตซัว การหดตัวของกล้ามเนื้อในสัตว์
ฟังก์ชั่นการขนส่งโปรตีนประกอบด้วยการเกาะติดองค์ประกอบทางเคมี (เช่น ออกซิเจน) หรือสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ (ฮอร์โมน) แล้วถ่ายโอนไปยัง เนื้อเยื่อต่างๆและอวัยวะของร่างกาย
เมื่อโปรตีนหรือจุลินทรีย์จากต่างประเทศเข้าสู่ร่างกาย โปรตีนพิเศษ - แอนติบอดี - จะถูกสร้างขึ้นในเซลล์เม็ดเลือดขาว - เม็ดเลือดขาว พวกมันจับและต่อต้านสารที่ผิดปกติต่อร่างกาย นี่เป็นการแสดงออกถึง ฟังก์ชั่นการป้องกัน โปรตีน
โปรตีนยังทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานอย่างหนึ่งในเซลล์อีกด้วย เช่น ดำเนินการ ฟังก์ชั่นพลังงาน- เมื่อโปรตีน 1 กรัมถูกทำลายจนหมด พลังงานจะถูกปล่อยออกมา 17.6 กิโลจูล
คาร์โบไฮเดรตคาร์โบไฮเดรตหรือแซ็กคาไรด์เป็นสารอินทรีย์ที่มีสูตรทั่วไป C n (H 2 O) m
คาร์โบไฮเดรตแบ่งออกเป็นแบบง่ายและซับซ้อน คาร์โบไฮเดรตเชิงเดี่ยวคือโมโนแซ็กคาไรด์ ขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุล โมโนแซ็กคาไรด์เรียกว่าไตรโอส, เทโทรส, เพนโตส (ไรโบสและดีออกซีไรโบส), เฮกโซส (กลูโคส, กาแลคโตส)
คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อนที่เกิดจากโมโนแซ็กคาไรด์หลายชนิดเรียกว่าโพลีแซ็กคาไรด์
คาร์โบไฮเดรตทำหน้าที่หลักสองประการ: การก่อสร้าง(ไคติน) และ พลังงาน(แป้งในพืชและไกลโคเจนในสัตว์ถือเป็นพลังงานสำรอง) คาร์โบไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานหลักในเซลล์ ในระหว่างการออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรต 1 กรัม พลังงาน 17.6 กิโลจูลจะถูกปล่อยออกมา
ไขมันไขมันหรือไขมันเป็นส่วนผสมของกรดไขมันที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงและกลีเซอรอลไตรไฮดริกแอลกอฮอล์ ไขมันไม่ละลายในน้ำ - พวกมันไม่ชอบน้ำ เซลล์มักมีสารคล้ายไขมันอื่นๆ อยู่ด้วย เช่น ลิโพด์
หน้าที่หลักอย่างหนึ่งของไขมันก็คือ พลังงาน- ในระหว่างการสลายไขมัน 1 กรัม พลังงานจะถูกปล่อยออกมา 38.9 กิโลจูล ปริมาณไขมันในเซลล์อยู่ที่ 5-15% ของมวลของแห้ง
ลิพิดและลิพิดทำหน้าที่และ ฟังก์ชั่นการก่อสร้าง: เป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ เนื่องจากการนำความร้อนไม่ดี ไขมันจึงสามารถทำหน้าที่ได้ ฉนวนความร้อน- การก่อตัวของไลโปอิดบางชนิดเกิดขึ้นก่อนการสังเคราะห์ฮอร์โมนหลายชนิด ดังนั้นสารเหล่านี้จึงมีหน้าที่เช่นกัน การควบคุมกระบวนการเผาผลาญ.
กรดนิวคลีอิกนิวคลีอิก (จาก lat. นิวเคลียส- แกนกลาง) กรด - สารประกอบอินทรีย์เชิงซ้อน ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส
กรดนิวคลีอิกมีสองประเภท - DNA และ RNA สามารถพบได้ทั้งในนิวเคลียสและในไซโตพลาสซึมและออร์แกเนลล์ของมัน
DNA คือกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก เป็นโพลีเมอร์ชีวภาพที่ประกอบด้วยสายพอลินิวคลีโอไทด์สองเส้นเชื่อมต่อถึงกัน โมโนเมอร์ - นิวคลีโอไทด์ที่ประกอบเป็นสายโซ่ DNA แต่ละสาย - เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน DNA ประกอบด้วยฐานไนโตรเจนสี่ฐาน: อนุพันธ์ พิวรีน- อะดีนีน (A) และกัวนีน (G) และอนุพันธ์ ไพริมิดีน -ไซโตซีน (C) และไทมีน (T), น้ำตาลเพนทาอะตอมมิกเพนโทส - ดีออกซีไรโบส,เช่นเดียวกับส่วนที่เหลือ กรดฟอสฟอริก (รูปที่ 2).
ในแต่ละสายโซ่ นิวคลีโอไทด์จะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะโควาเลนต์ โดยดีออกซีไรโบสของนิวคลีโอไทด์หนึ่งจะเชื่อมต่อกับกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างของนิวคลีโอไทด์ตัวถัดไป สายโซ่ทั้งสองนั้นรวมกันเป็นโมเลกุลเดียวโดยพันธะไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นระหว่างฐานไนโตรเจนที่ประกอบเป็นนิวคลีโอไทด์ที่ก่อตัว วงจรที่แตกต่างกัน- โครงสร้างเชิงพื้นที่ของฐานไนโตรเจนจะแตกต่างกัน และจำนวนของพันธะดังกล่าวระหว่างฐานไนโตรเจนที่ต่างกันก็ไม่เท่ากัน เป็นผลให้สามารถเชื่อมต่อกันเป็นคู่เท่านั้น: อะดีนีนฐานไนโตรเจน (A) ของสายพอลินิวคลีโอไทด์หนึ่งสายจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนสองพันธะกับไทมีน (T) ของสายโซ่อีกเส้นหนึ่งเสมอ และกัวนีน (G) เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนสามพันธะเสมอ ด้วยไซโตซีนฐานไนโตรเจน (C) ของสายพอลินิวคลีโอไทด์ที่อยู่ตรงข้ามกัน ความสามารถในการเลือกรวมนิวคลีโอไทด์ซึ่งส่งผลให้เกิดคู่ A-T และ G-C นี้เรียกว่า การเสริมกัน(รูปที่ 15) หากทราบลำดับของฐานในสายโซ่เดียว (เช่น T-C-A-T-G) ต้องขอบคุณหลักการของการเสริมกัน (การเติมเต็ม) ลำดับเบสที่ตรงกันข้าม (A-G-T-A-C) ก็จะกลายเป็นที่รู้จักเช่นกัน
รูปที่ 2 ส่วนของโมเลกุล DNA การเชื่อมต่อเสริมของนิวคลีโอไทด์ของสายโซ่ต่างๆ
สายโซ่นิวคลีโอไทด์ก่อตัวเป็นเอนริเก้ขนาดใหญ่ทางขวา โดยมี 10 เบสในแต่ละเทิร์น ลำดับการเชื่อมต่อของนิวคลีโอไทด์ในสายโซ่หนึ่งนั้นตรงกันข้ามกับอีกสายหนึ่งนั่นคือ เส้นที่ประกอบเป็นโมเลกุล DNA หนึ่งโมเลกุลมีหลายทิศทาง , หรือตรงกันข้าม : ลำดับของพันธะระหว่างนิวคลีโอไทด์ในสองสายโซ่มุ่งตรงเข้ามา ฝั่งตรงข้าม: 5" -3" และ 3" -5". กลุ่มนิวคลีโอไทด์ของน้ำตาล-ฟอสเฟตอยู่ด้านนอก และฐานไนโตรเจนอยู่ด้านใน โซ่บิดเบี้ยวสัมพันธ์กันและรอบตัว แกนทั่วไป, ก่อตัวเป็นเกลียวคู่ โครงสร้างของโมเลกุลนี้ได้รับการดูแลโดยพันธะไฮโดรเจนเป็นหลัก (รูปที่ 3)
โครงสร้างรอง DNA ก่อตั้งขึ้นครั้งแรกโดยนักชีววิทยาชาวอเมริกัน เจ. วัตสัน และนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เอฟ. คริก
รูปที่ 3 แผนผังโครงสร้างของเกลียวคู่ของ DNA: ก- แบบจำลองระนาบ โครงกระดูกน้ำตาลฟอสเฟตจะแสดงด้วยเส้นหนา บี -แบบจำลองปริมาตร
เมื่อ DNA ถูกรวมเข้ากับโปรตีนบางชนิด (ฮิสโตน) ระดับของการทำให้เป็นเกลียวของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น - DNA superhelix จะปรากฏขึ้นความหนาจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและความยาวจะลดลง (รูปที่ 4) หน่วยของการบดอัดของโมเลกุล DNA คือนิวคลีโอโซม , พื้นฐานคือโมเลกุลฮิสโตน 8 โมเลกุล ชนิดละ 2 ชนิด (H2A, H2B, NZ และ H4) พื้นผิวของโมเลกุลโปรตีนเหล่านี้แบกรับ ประจุบวกและสร้างกรอบที่โมเลกุล DNA ที่มีประจุลบสามารถบิดตัวได้ นิวคลีโอโซมแต่ละตัวมีคู่เบสตั้งแต่ 146 ถึง 200 คู่ ฮิสโตนประเภทที่ห้า - H1 - เชื่อมต่อกับส่วนของ DNA ที่เชื่อมโยงนิวคลีโอโซมหนึ่งไปยังอีกอันหนึ่ง DNA ดังกล่าวเรียกว่าเชิงเส้นหรือการเชื่อมต่อ - ตัวเชื่อมโยง . นิวคลีโอ
โซมาตั้งอยู่ตาม DNA ในระยะหนึ่งซึ่งแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับชนิดของเซลล์ - ตั้งแต่ 20 ถึง 50 นาโนเมตร สิ่งนี้จะสร้างโครงสร้างคล้ายเม็ดบีด โดยที่แต่ละเม็ดเป็นนิวคลีโอโซม
ข้าว. 4 รูปแบบของการสร้าง DNA superhelix
ดีเอ็นเอเชิงเส้น
ในทางกลับกัน นิวคลีโอโซมและลิงเกอร์ DNA จะถูกบรรจุเป็นไฟบริล ซึ่งก่อตัวเป็นลูปในโครโมโซม มากกว่า ระดับสูงการทำให้เป็นเกลียวสามารถลดความยาวของโมเลกุล DNA ได้อย่างมาก พอจะกล่าวได้ว่าความยาวรวมของโมเลกุล DNA ที่ประกอบเป็นโครโมโซมของมนุษย์คือ 1.74 ม. ซึ่งอยู่ในเซลล์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5-7 ไมครอน โมเลกุลดังกล่าวซึ่ง "อัดแน่น" ด้วยโปรตีนอย่างระมัดระวังสามารถสังเกตได้ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงในระหว่างการแบ่งเซลล์ในรูปแบบของลำตัวยาวที่มีสีอย่างดี -x โรโมโซม
อาร์เอ็นเอ- กรดไรโบนิวคลีอิกอาร์เอ็นเอเช่นเดียวกับดีเอ็นเอ , เป็นโพลีเมอร์ที่มีโมโนเมอร์เป็นนิวคลีโอไทด์ใกล้กับนิวคลีโอไทด์ DNA เบสไนโตรเจนของนิวคลีโอไทด์ทั้งสามนั้นเหมือนกับเบสที่ประกอบเป็น DNA (อะดีนีน, กวานีน, ไซโตซีน) เบสที่สี่คือ ยูราซิล(U) มีอยู่ในโมเลกุล RNA เท่านั้น (แทนที่จะเป็นไทมีน) นิวคลีโอไทด์ RNA แตกต่างจากนิวคลีโอไทด์ DNA ในโครงสร้างของคาร์โบไฮเดรตที่พวกมันมีอยู่: รวมถึงเพนโตสอีกตัวหนึ่ง - น้ำตาล(แทนดีโซ-ไซริโบส) ในสายโซ่ของนิวคลีโอไทด์ RNA พวกมันเชื่อมต่อกันเนื่องจากการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ระหว่างไรโบสของนิวคลีโอไทด์หนึ่งกับกรดฟอสฟอริกที่ตกค้างของอีกตัวหนึ่ง
ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของพวกมัน RNA แบบเกลียวคู่และเกลียวเดี่ยวมีความโดดเด่น RNA แบบเกลียวคู่จะเก็บข้อมูลทางพันธุกรรมไว้ในไวรัสจำนวนหนึ่ง เช่น พวกมันทำหน้าที่ของโครโมโซม mRNA สายเดี่ยวนำข้อมูลเกี่ยวกับลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีน (เช่น เกี่ยวกับโครงสร้างของโปรตีน) จากโครโมโซมไปยังตำแหน่งที่สังเคราะห์ และเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน
 |
มะเดื่อ 5 โครงร่างโครงสร้างของ tRNA: A, B, C, D - พื้นที่ของการเชื่อมต่อเสริมภายในโมเลกุล RNA เดียว ดี- ไซต์ (แอคทีฟเซ็นเตอร์) ของการเชื่อมต่อกับกรดอะมิโน อี- ไซต์ (ศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่) ของการเชื่อมต่อเสริมกับโมเลกุลและ RNA (แอนติโคดอน)
RNA แบบสายเดี่ยวมีหลายประเภท ชื่อของพวกเขาถูกกำหนดโดยหน้าที่หรือตำแหน่งในเซลล์ RNA ส่วนใหญ่ในไซโตพลาสซึม (มากถึง 80 - 90%) คือไรโบโซมอล RNA (rRNA) ที่มีอยู่ในไรโบโซม โมเลกุล rRNA มีขนาดค่อนข้างเล็กและประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 3 - 5,000 ตัว RNA อีกประเภทหนึ่งคือ Messenger RNA (mRNA) ซึ่งนำข้อมูลเกี่ยวกับลำดับของกรดอะมิโนในโปรตีนที่ต้องสังเคราะห์เป็นไรโบโซม ขนาดของ RNA เหล่านี้ขึ้นอยู่กับความยาวของส่วน DNA ที่ถูกสังเคราะห์ โมเลกุลและ RNA สามารถประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ได้ 300 - 30,000 ตัว ถ่ายโอน RNA (tRNA) รวมถึงนิวคลีโอไทด์ 76 - 85 (รูปที่) และทำหน้าที่หลายอย่าง พวกมันส่งกรดอะมิโนไปยังบริเวณที่สังเคราะห์โปรตีนและดำเนินการปฐมนิเทศที่แม่นยำของกรดอะมิโน (ตามหลักการเสริม) บนไรโบโซม tRNA มีศูนย์กลางที่ทำงานอยู่สองแห่ง โดยแห่งหนึ่งเชื่อมต่อกับกรดอะมิโนจำเพาะ และอีกแห่งประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์ 3 ตัว ทำหน้าที่เชื่อมต่อเสริมกับโมเลกุล mRNA บริเวณนี้เรียกว่า แอนติโคดอน
องค์ประกอบของตารางธาตุของ Mendeleev ประมาณ 60 ชนิดซึ่งพบในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตนั้นพบในเซลล์ นี่เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์ถึงความธรรมดาของการมีชีวิตและไม่มีชีวิต ในสิ่งมีชีวิต สิ่งมีชีวิตที่มีมากที่สุดได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน คาร์บอน และไนโตรเจน ซึ่งคิดเป็นประมาณ 98% ของมวลเซลล์ นี่เป็นเพราะคุณสมบัติทางเคมีที่แปลกประหลาดของไฮโดรเจนออกซิเจนคาร์บอนและไนโตรเจนซึ่งส่งผลให้พวกมันเหมาะสมที่สุดสำหรับการก่อตัวของโมเลกุลที่ทำหน้าที่ทางชีวภาพ องค์ประกอบทั้งสี่นี้สามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมากได้โดยการจับคู่อิเล็กตรอนที่เป็นของอะตอมสองอะตอม อะตอมของคาร์บอนที่มีพันธะโควาเลนต์สามารถสร้างโครงร่างของโมเลกุลอินทรีย์ต่างๆ นับไม่ถ้วน เนื่องจากอะตอมของคาร์บอนสร้างพันธะโควาเลนต์กับออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และซัลเฟอร์ได้ง่าย โมเลกุลอินทรีย์จึงมีความซับซ้อนและมีความหลากหลายทางโครงสร้างเป็นพิเศษ
นอกจากองค์ประกอบหลักทั้ง 4 เซลล์ในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจนแล้ว (10 ส
และ 100 ส
เศษส่วนของเปอร์เซ็นต์) ประกอบด้วยเหล็ก โพแทสเซียม โซเดียม แคลเซียม แมกนีเซียม คลอรีน ฟอสฟอรัส และกำมะถัน องค์ประกอบอื่นๆ ทั้งหมด (สังกะสี ทองแดง ไอโอดีน ฟลูออรีน โคบอลต์ แมงกานีส ฯลฯ) พบได้ในเซลล์ในปริมาณที่น้อยมาก จึงเรียกว่าธาตุรอง
องค์ประกอบทางเคมีเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอนินทรีย์และอินทรีย์ สารประกอบอนินทรีย์ ได้แก่ น้ำ เกลือแร่ คาร์บอนไดออกไซด์ กรดและเบส สารประกอบอินทรีย์ได้แก่ โปรตีน กรดนิวคลีอิก คาร์โบไฮเดรต ไขมัน (ลิพิด) และลิปิด นอกจากออกซิเจน ไฮโดรเจน คาร์บอน และไนโตรเจนแล้ว อาจมีองค์ประกอบอื่นๆ ด้วย โปรตีนบางชนิดมีกำมะถัน ฟอสฟอรัสเป็นส่วนประกอบของกรดนิวคลีอิก โมเลกุลของฮีโมโกลบินประกอบด้วยธาตุเหล็ก แมกนีเซียมมีส่วนในการสร้างโมเลกุลคลอโรฟิลล์ องค์ประกอบย่อยแม้ว่าจะมีเนื้อหาในสิ่งมีชีวิตต่ำมาก แต่ก็มีบทบาทสำคัญในกระบวนการชีวิต ไอโอดีนเป็นส่วนหนึ่งของฮอร์โมนไทรอยด์ - ไทรอกซีน โคบอลต์เป็นส่วนหนึ่งของวิตามินบี 12
ฮอร์โมนของส่วนเกาะเล็ก ๆ ของตับอ่อน - อินซูลิน - มีสังกะสี ในปลาบางชนิด ทองแดงจะเข้ามาแทนที่ธาตุเหล็กในโมเลกุลเม็ดสีที่นำพาออกซิเจน
บทความอื่น ๆ :
ต้นกำเนิดโมโนฟีเลติกของมนุษยชาติ: ทฤษฎีเรื่องโพลีเซนทริสม์และโมโนฟิเลติก
ในประวัติศาสตร์มานุษยวิทยา คำถามที่ว่าเผ่าพันธุ์มนุษย์ทั้งหมดสืบเชื้อสายมาจากรากเหง้าเดียวกันหรือหลายเชื้อชาติ รากที่แตกต่างกัน, ถูกใส่ ในรูปแบบต่างๆ: ในสมัยพุทธศตวรรษที่ 18 ถึงกลางพุทธศตวรรษที่ 19 – ในระนาบของระบบเชิงระบบ เริ่มตั้งแต่วินาที...
ปัจจัยทางธรรมชาติของการก่อตัวของเชื้อชาติ
บทบาทคืออะไร ปัจจัยทางธรรมชาติรูปแบบการแข่งขัน? ผู้เชี่ยวชาญเปรียบเทียบความแปรผันทางภูมิศาสตร์ของลักษณะบางอย่างด้วย ลักษณะภูมิอากาศ- เป็นผลให้ได้รับความสัมพันธ์เชิงบวกที่น่าเชื่อระหว่างความกว้างของจมูกกับค่าเฉลี่ย...
ดีที่สุด
คางคกที่เล็กที่สุดคือคางคกอกดำ (Bufo taitanus beiranus) ที่พบในแอฟริกา ชิ้นงานที่ใหญ่ที่สุดมีความยาว 24 มม. “กบตัวเล็กที่สุด” กบตัวเล็กที่สุดและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่เล็กที่สุดก็คือคนแคระคิวบา...