Kemična zgradba celice. Zgradba celice. Kemična sestava celice. Makro- in mikroelementi
Video lekcija 2: Zgradba, lastnosti in funkcije organskih spojin Pojem biopolimeri
Predavanje: Kemična sestava celice. Makro- in mikroelementi. Razmerje zgradbe in delovanja anorganskih in organskih snovi
Kemična sestava celice
Ugotovljeno je bilo, da se v celicah živih organizmov v obliki netopnih spojin in ionov nenehno nahaja približno 80 kemičnih elementov. Vsi so glede na koncentracijo razdeljeni v 2 veliki skupini:
makrohranila, katerih vsebnost ni nižja od 0,01%;
elementi v sledovih - katerih koncentracija je manjša od 0,01%.
V kateri koli celici je vsebnost mikroelementov manjša od 1%, makroelementov več kot 99%.
Makrohranila:
Natrij, kalij in klor - zagotavljajo številne biološke procese - turgor (notranji celični tlak), pojav živčnih električnih impulzov.
Dušik, kisik, vodik, ogljik. To so glavne sestavine celice.
Fosfor in žveplo sta pomembni sestavini peptidov (beljakovin) in nukleinskih kislin.
Kalcij je osnova vseh skeletnih tvorb - zob, kosti, školjk, celičnih sten. Sodeluje tudi pri krčenju mišic in strjevanju krvi.
Magnezij je sestavni del klorofila. Sodeluje pri sintezi beljakovin.
Železo je sestavni del hemoglobina, sodeluje pri fotosintezi, določa delovanje encimov.
elementi v sledovih vsebovane v zelo nizkih koncentracijah, so pomembne za fiziološke procese:
Cink je sestavni del insulina;
Baker - sodeluje pri fotosintezi in dihanju;
Kobalt je sestavni del vitamina B12;
Jod sodeluje pri uravnavanju metabolizma. Je pomembna sestavina ščitničnih hormonov;
Fluor je sestavni del zobne sklenine.
Neravnovesje v koncentraciji mikro in makro elementov vodi v presnovne motnje, razvoj kroničnih bolezni. Pomanjkanje kalcija - vzrok za rahitis, železa - anemija, dušika - pomanjkanje beljakovin, joda - zmanjšanje intenzivnosti presnovnih procesov.
Razmislite o razmerju organskih in anorganskih snovi v celici, njihovi strukturi in funkcijah.
Celice vsebujejo ogromno mikro in makromolekul, ki pripadajo različnim kemijskim razredom.
Anorganske snovi celice
voda. Od celotne mase živega organizma predstavlja največji odstotek - 50-90% in sodeluje v skoraj vseh življenjskih procesih:
termoregulacija;
kapilarnih procesov, saj je univerzalno polarno topilo, vpliva na lastnosti intersticijske tekočine, intenzivnost metabolizma. Glede na vodo delimo vse kemične spojine na hidrofilne (topne) in lipofilne (topne v maščobah).
Intenzivnost metabolizma je odvisna od njegove koncentracije v celici - več vode, hitreje potekajo procesi. Človeško telo izgubi 12% vode - zahteva obnovitev pod nadzorom zdravnika, z izgubo 20% - nastopi smrt.
mineralne soli. V živih sistemih je v raztopljeni obliki (po disociaciji na ione) in neraztopljeni. Raztopljene soli sodelujejo pri:
transport snovi skozi membrano. Kovinski kationi zagotavljajo "kalijevo-natrijevo črpalko" s spreminjanjem osmotskega tlaka celice. Zaradi tega voda z raztopljenimi snovmi hiti v celico ali jo zapušča in odnaša nepotrebne;
tvorba živčnih impulzov elektrokemične narave;
krčenje mišic;
strjevanje krvi;
so del beljakovin;
fosfatni ion je sestavni del nukleinskih kislin in ATP;
karbonatni ion – vzdržuje Ph v citoplazmi.
Netopne soli v obliki celih molekul tvorijo strukture lupin, školjk, kosti, zob.
Organska snov celice
Skupna lastnost organskih snovi- prisotnost ogljikove skeletne verige. To so biopolimeri in majhne molekule preproste strukture.
Glavni razredi, ki jih najdemo v živih organizmih:
Ogljikovi hidrati. V celicah jih najdemo različne vrste – enostavni sladkorji in netopni polimeri (celuloza). V odstotkih je njihov delež v suhi snovi rastlin do 80%, živali - 20%. Imajo pomembno vlogo pri življenjski podpori celic:
Fruktoza in glukoza (monosladkor) - ju telo hitro absorbira, vključujeta se v presnovo in sta vir energije.
Riboza in deoksiriboza (monosladkor) sta ena od treh glavnih sestavin DNK in RNK.
Laktoza (se nanaša na disaharide) - sintetizira živalsko telo, je del mleka sesalcev.
Saharoza (disaharid) - vir energije, nastaja v rastlinah.
Maltoza (disaharid) - zagotavlja kalitev semen.
Enostavni sladkorji opravljajo tudi druge funkcije: signalizacijo, zaščito, transport.
Polimerni ogljikovi hidrati so v vodi topen glikogen, pa tudi netopna celuloza, hitin in škrob. Imajo pomembno vlogo pri presnovi, izvajajo strukturne, skladiščne, zaščitne funkcije.
lipidi ali maščobe. V vodi so netopni, vendar se med seboj dobro mešajo in topijo v nepolarnih tekočinah (kisik ne vsebujejo npr. kerozin ali ciklični ogljikovodiki so nepolarna topila). Lipidi so v telesu potrebni za oskrbo z energijo – ko oksidirajo, nastaneta energija in voda. Maščobe so energijsko zelo učinkovite - s pomočjo 39 kJ na gram, ki se sprostijo pri oksidaciji, lahko dvignete breme, težko 4 tone, na višino 1 m.Maščoba zagotavlja tudi zaščitno in toplotnoizolacijsko funkcijo - pri živalih je njena gostota plast pomaga ohranjati toploto v hladni sezoni. Maščobam podobne snovi ščitijo perje vodnih ptic pred mokroto, zagotavljajo zdrav sijoč videz in elastičnost živalskega krzna ter opravljajo pokrovno funkcijo na listih rastlin. Nekateri hormoni imajo lipidno strukturo. Maščobe so osnova strukture membran.
Beljakovine ali beljakovine
so heteropolimeri biogene strukture. Sestavljeni so iz aminokislin, katerih strukturne enote so: amino skupina, radikal in karboksilna skupina. Lastnosti aminokislin in njihove medsebojne razlike določajo radikale. Zaradi amfoteričnih lastnosti lahko med seboj tvorijo vezi. Beljakovine so lahko sestavljene iz nekaj ali sto aminokislin. Skupaj struktura beljakovin vključuje 20 aminokislin, njihove kombinacije določajo raznolikost oblik in lastnosti beljakovin. Približno ducat aminokislin je esencialnih - v živalskem telesu se ne sintetizirajo in njihov vnos zagotavlja rastlinska hrana. V prebavnem traktu se beljakovine razgradijo na posamezne monomere, ki se uporabljajo za sintezo lastnih beljakovin.
Strukturne značilnosti beljakovin:
primarna struktura - aminokislinska veriga;
sekundarno - veriga, zavita v spiralo, kjer se med zavoji tvorijo vodikove vezi;
terciarni - spirala ali več njih, zložena v globulo in povezana s šibkimi vezmi;
kvaternar ne obstaja v vseh beljakovinah. To je več globul, povezanih z nekovalentnimi vezmi.
Trdnost struktur se lahko poruši in nato obnovi, medtem ko beljakovina začasno izgubi svoje značilne lastnosti in biološko aktivnost. Nepopravljivo je le uničenje primarne strukture.
Beljakovine opravljajo številne funkcije v celici:
pospeševanje kemičnih reakcij
(encimska ali katalitična funkcija, od katerih je vsaka odgovorna za specifično posamezno reakcijo);
transport - prenos ionov, kisika, maščobnih kislin skozi celične membrane;
zaščitni- krvne beljakovine, kot sta fibrin in fibrinogen, so prisotne v krvni plazmi v neaktivni obliki, na mestu ran pod delovanjem kisika tvorijo krvne strdke. Protitelesa zagotavljajo imunost.
strukturno– peptidi so deloma ali so osnova celičnih membran, kit in drugih vezivnih tkiv, las, volne, kopit in nohtov, kril in zunanjih ovojov. Aktin in miozin zagotavljata kontraktilno aktivnost mišic;
regulativni- proteini-hormoni zagotavljajo humoralno regulacijo;
energija - med odsotnostjo hranil telo začne razgrajevati lastne beljakovine, kar moti proces lastne vitalne aktivnosti. Zato si telo po dolgotrajni lakoti ne more vedno opomoči brez zdravniške pomoči.
Nukleinska kislina. Obstajata 2 od njih - DNA in RNA. RNA je več vrst - informacijska, transportna, ribosomska. Konec 19. stoletja jo je odprl Švicar F. Fischer.
DNK je deoksiribonukleinska kislina. Vsebuje jedro, plastide in mitohondrije. Strukturno je linearen polimer, ki tvori dvojno vijačnico komplementarnih nukleotidnih verig. Zamisel o njegovi prostorski strukturi so leta 1953 ustvarili Američani D. Watson in F. Crick.
Njegove monomerne enote so nukleotidi, ki imajo v osnovi skupno strukturo:
fosfatne skupine;
deoksiriboza;
dušikove baze (spadajo v skupino purinov - adenin, gvanin, pirimidin - timin in citozin.)
V strukturi polimerne molekule so nukleotidi združeni v parih in komplementarni, kar je posledica različnega števila vodikovih vezi: adenin + timin - dve, gvanin + citozin - tri vodikove vezi.
Vrstni red nukleotidov kodira strukturna aminokislinska zaporedja beljakovinskih molekul. Mutacija je sprememba vrstnega reda nukleotidov, saj bodo kodirane proteinske molekule drugačne strukture.
RNA je ribonukleinska kislina. Strukturne značilnosti njegove razlike od DNK so:
namesto timinskega nukleotida - uracil;
riboza namesto deoksiriboze.
Prenosna RNA - to je polimerna veriga, ki je zložena v ravnini v obliki lista detelje, njena glavna naloga je dostaviti aminokisline ribosomom.
Matrična (informacijska) RNA nenehno nastaja v jedru, komplementaren kateremu koli delu DNA. To je strukturna matrica, na podlagi katere se bo na ribosomu sestavila beljakovinska molekula. Od celotne vsebnosti molekul RNA je ta vrsta 5%.
Ribosomski- Odgovoren za proces sestavljanja proteinske molekule. Sintetizira se v nukleolu. V kletki je 85%.
ATP je adenozin trifosfat. To je nukleotid, ki vsebuje:
3 ostanki fosforne kisline;
Kot posledica kaskadnih kemičnih procesov se dihanje sintetizira v mitohondrijih. Glavna funkcija je energija, ena kemična vez v njej vsebuje skoraj toliko energije, kot je dobimo z oksidacijo 1 g maščobe.
Celice, ki tvorijo tkiva rastlin in živali, se zelo razlikujejo po obliki, velikosti in notranji strukturi. Vendar pa vsi kažejo podobnosti v glavnih značilnostih procesov vitalne aktivnosti, metabolizma, razdražljivosti, rasti, razvoja in sposobnosti spreminjanja.
Biološke transformacije, ki se pojavljajo v celici, so neločljivo povezane s tistimi strukturami žive celice, ki so odgovorne za opravljanje ene ali druge funkcije. Takšne strukture imenujemo organeli.
Celice vseh vrst vsebujejo tri glavne, neločljivo povezane komponente:
- strukture, ki tvorijo njeno površino: zunanja membrana celice ali celična membrana ali citoplazemska membrana;
- citoplazma s celim kompleksom specializiranih struktur - organelov (endoplazmatski retikulum, ribosomi, mitohondriji in plastidi, Golgijev kompleks in lizosomi, celični center), ki so stalno prisotni v celici, in začasnih tvorb, imenovanih vključki;
- jedro - ločeno od citoplazme s porozno membrano in vsebuje jedrski sok, kromatin in nukleolus.
Zgradba celice
Površinski aparat celice (citoplazemske membrane) rastlin in živali ima nekaj značilnosti.
Pri enoceličnih organizmih in levkocitih zunanja membrana zagotavlja prodiranje ionov, vode in majhnih molekul drugih snovi v celico. Proces prodiranja trdnih delcev v celico imenujemo fagocitoza, vstop kapljic tekočih snovi pa pinocitoza.
Zunanja plazemska membrana uravnava izmenjavo snovi med celico in zunanjim okoljem.
V evkariontskih celicah so organeli, pokriti z dvojno membrano - mitohondriji in plastidi. Vsebujejo lastno DNK in aparat za sintezo beljakovin, razmnožujejo se z delitvijo, to pomeni, da imajo določeno avtonomijo v celici. Poleg ATP se v mitohondrijih sintetizira majhna količina beljakovin. Plastidi so značilni za rastlinske celice in se razmnožujejo z delitvijo.
| Vrste celic | Zgradba in funkcije zunanje in notranje plasti celične membrane | ||
|---|---|---|---|
| zunanja plast (kemijska sestava, funkcije) |
notranja plast - plazemska membrana |
||
| kemična sestava | funkcije | ||
| rastlinske celice | Sestavljen iz vlaknin. Ta plast služi kot okvir celice in opravlja zaščitno funkcijo. | Dve plasti beljakovin, med njimi - plast lipidov | Omejuje notranje okolje celice od zunanjega in ohranja te razlike |
| živalske celice | Zunanja plast (glikokaliks) je zelo tanka in elastična. Sestavljen je iz polisaharidov in beljakovin. Izvaja zaščitno funkcijo. | Tudi | Posebni encimi plazemske membrane uravnavajo prodiranje številnih ionov in molekul v celico ter njihovo sproščanje v zunanje okolje. |
Enomembranski organeli vključujejo endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks, lizosome, različne vrste vakuol.
Sodobna raziskovalna sredstva so omogočila biologom, da ugotovijo, da je treba vsa živa bitja glede na zgradbo celice razdeliti na organizme "nejedrne" - prokarionte in "jedrske" - evkarionte.
Prokariontske bakterije in modrozelene alge, pa tudi virusi, imajo samo en kromosom, ki ga predstavlja molekula DNA (redkeje RNA), ki se nahaja neposredno v citoplazmi celice.
| Glavni organoidi | Struktura | Funkcije |
|---|---|---|
| citoplazma | Notranji poltekoči medij drobnozrnate strukture. Vsebuje jedro in organele |
|
| EPS - endoplazmatski retikulum | Sistem membran v citoplazmi, ki tvori kanale in večje votline, je ER dveh vrst: zrnat (hrapav), na katerem je veliko ribosomov, in gladek |
|
| Ribosomi | Majhna telesa s premerom 15-20 mm | Izvedite sintezo beljakovinskih molekul, njihovo sestavljanje iz aminokislin |
| Mitohondrije | Imajo sferične, filiformne, ovalne in druge oblike. Znotraj mitohondrijev so gube (dolžine od 0,2 do 0,7 mikronov). Zunanji pokrov mitohondrijev je sestavljen iz dveh membran: zunanja je gladka, notranja pa tvori izrastke-križe, na katerih se nahajajo dihalni encimi. |
|
| Plastidi - značilni samo za rastlinske celice, obstajajo tri vrste: | celični organeli z dvojno membrano | |
| kloroplasti | So zelene, ovalne oblike, od citoplazme omejene z dvema troslojnima membranama. Znotraj kloroplasta so obrazi, kjer je skoncentriran ves klorofil | Izkoristite svetlobno energijo sonca in ustvarite organske snovi iz anorganskih |
| kromoplasti | Rumena, oranžna, rdeča ali rjava, nastala kot posledica kopičenja karotena | Različnim delom rastlin dajte rdečo in rumeno barvo |
| levkoplasti | Brezbarvni plastidi (najdemo jih v koreninah, gomoljih, čebulicah) | Shranjujejo rezervna hranila. |
| Golgijev kompleks | Lahko ima drugačno obliko in je sestavljen iz votlin, omejenih z membranami in tubuli, ki segajo od njih z mehurčki na koncu |
|
| Lizosomi | Okrogla telesa s premerom približno 1 µm. Na površini imajo membrano (kožo), znotraj katere je kompleks encimov | Izvajajo prebavno funkcijo - prebavijo delce hrane in odstranijo odmrle organele |
| Organeli celičnega gibanja |
|
|
| Celične inkluzije | To so nestalne sestavine celice – ogljikovi hidrati, maščobe in beljakovine. | Rezervna hranila, ki se uporabljajo v življenju celice |
| Celični center | Sestavljen je iz dveh majhnih telesc - centriola in centrosfere - zgoščenega področja citoplazme | Ima pomembno vlogo pri delitvi celic |
Evkarionti imajo veliko bogastvo organelov, imajo jedra, ki vsebujejo kromosome v obliki nukleoproteinov (kompleks DNK s histonskim proteinom). Evkarionti vključujejo večino sodobnih rastlin in živali, tako enoceličnih kot večceličnih.
Obstajata dve ravni celične organizacije:
- prokarionti - njihovi organizmi so zelo preprosto urejeni - to so enocelične ali kolonialne oblike, ki sestavljajo kraljestvo šibrenic, modrozelenih alg in virusov
- evkariontske - enocelične kolonialne in večcelične oblike, od praživali - koreničniki, bičkovci, migetalkarji - do višjih rastlin in živali, ki sestavljajo kraljestvo rastlin, kraljestvo gliv, kraljestvo živali
| Glavni organeli | Struktura | Funkcije |
|---|---|---|
| Jedro rastlinskih in živalskih celic | Okrogla ali ovalna oblika | |
| Jedrna ovojnica je sestavljena iz 2 membran z porami |
|
|
| Jedrski sok (karioplazma) - poltekoča snov | Okolje, v katerem se nahajajo nukleoli in kromosomi | |
| Nukleoli so sferične ali nepravilne oblike | Sintetizirajo RNK, ki je del ribosoma | |
| Kromosomi so goste, podolgovate ali nitaste tvorbe, ki so vidne le med celično delitvijo. | Vsebujejo DNK, ki vsebuje dedne informacije, ki se prenašajo iz roda v rod |
Vsi celični organeli so kljub posebnostim njihove strukture in funkcij med seboj povezani in "delujejo" za celico kot en sam sistem, v katerem je citoplazma povezava.
Posebni biološki objekti, ki zasedajo vmesni položaj med živo in neživo naravo, so virusi, ki jih je leta 1892 odkril D. I. Ivanovski, trenutno pa so predmet posebne znanosti - virologije.
Virusi se razmnožujejo samo v celicah rastlin, živali in ljudi ter povzročajo različne bolezni. Virusi imajo zelo preprosto zgradbo in so sestavljeni iz nukleinske kisline (DNA ali RNA) in beljakovinskega ovoja. Zunaj gostiteljske celice virusni delec ne kaže nobenih življenjskih funkcij: ne hrani se, ne diha, ne raste, se ne razmnožuje.
Iz tečaja botanike in zoologije vasvedeti, da telesa rastlin in trebuhnih zgrajenih iz celic. organizemTudi človek je sestavljen iz celic.Zaradi celične struktureorganizem, njegova rast je mogoča, enkratrazmnoževanje, popravilo organovin tkanin ter druge oblike dejavnosti nost.
Oblika in velikost celic sta odvisni od funkcije, ki jo organ opravlja.Glavni instrument za študijstruktura celice je mikroosprey Svetlobni mikroskop omogočaupoštevajte celico s povečanjem do približno tri tisočkrat;elektronski mikroskop, v katerem se namesto svetlobe uporablja tok elektronov – stotisočkrat.Citologija se ukvarja s proučevanjem zgradbe in funkcij celic (iz gr."cytos" - celica).
Zgradba celice.
Vsaka celica je sestavljena iz citoplazme in jedra terzunaj je prekrit z membrano,loči eno celico odsosednji. Vesoljemed membranami sosednjih celicnapolnjena s tekočo medceličnino. Glavna funkcija mema brane je to skozi premikanje različnih snovicelica do celice in takopride do izmenjave snovina način celic in medceličnine družbe.
Citoplazma - viskozna poltekočina nekaj snovi. Citoplazma vsebuje številne najmanjše strukture celice - organeli, ki opravljajo kratosebne lastnosti. Upoštevajte največpomembni organeli: mitohondrii, mreža tubulov, ribosomov, kletočno središče, jedro.
Mitohondriji so kratki schenye telesa z notranjim perjemmajhna mesta. Tvorijo energijsko bogato snov, potrebnoza procese, ki potekajo vcelica ATP. Ugotovljeno je bilo, da bolj aktivnicelica deluje, več vsebuje mitohondrije.
Mreža tubulov prežema celotno citoplazma. Preko teh kanalov prihaja do gibanja snovi in brkovvzpostavi se povezava med organi dame.
Ribosomi - gosta telesavsebuje beljakovine in ribonukleinsko kislino kislina. So kraj za beljakovine.
Oblikuje se celični center organi, ki so vključeni v poselcelice. Nahajajo se v bližini jedra.
Jedro je telo, ki jeje obvezen delcelice. Med brisanjem celicspremeni se struktura jedra. Kdajcelična delitev se konča, jedrovrne v prejšnje stanjeniyu. V jedru je posebna snov - kromatin, iz katerega pred delitvijo celice tvorijo nitasto teleta - kromosomi. Za celice ha rasno konstantna količina hrvmosom določene oblike. V kletki kah človeškega telesa vsebuje 46kromosomov, v zarodnih celicah pa 23.
Kemična sestava celice. Clet ki človeškega telesa so sestavljeni izrazlične kemične spojineanorganskih in organskihnarave. na anorganske snovivaše celice vključujejo vodo in sol.Voda predstavlja do 80 % mase celicki. Raztaplja snovidelo v kemičnih reakcijah:prenaša hranila,odstranjuje odpadne snovi iz celiceškodljive spojine. mineralsoli - natrijev klorid, natrijev kloridliya itd. - igrajo pomembno vlogo pri porazdelitvi vode med celicamiin medceličnino. Ločeno nye kemični elementi, kot nprkot so kisik, vodik, dušik, žveplo,železo, magnezij, cink, jod, fosfor, sodelujejo pri ustvarjanju vitalnega nih organskih spojin. Slika organskih spojin do 20-30% mase vsake celice. Med organskimi spojinaminajpomembnejši so ogljikovi hidratidy, maščobe, beljakovine in nuklein kisline.
Ogljikovi hidrati sestavljen iz ogljika, cesta in kisik. do ogljikovih hidratov izhitenje glukoze, živalski kolaps majhen - glikogen. veliko ogljikovih hidratov zelo topni v vodi in soki so glavni viri energije za izvajanje vseh vitalnihprocesov. Z razgradnjo 1 g ogljikovih hidratovPri tem se sprosti 17,6 kJ energije.
maščobe ki jih tvorijo iste kemijekemični elementi, kot je ogljikdy. Maščobe so netopne v vodi. Soso del celičnih membran.Maščobe služijo tudi kot rezervavir energije v telesu. pripopolna razgradnja 1 g maščobePričakuje se 38,9 kJ energije.
Veverice so glavnisnovi celice. Beljakovine so največkompleks tistih, ki jih najdemo v naravide organske snovi, čeprav sso sestavljeni iz relativno majhnihštevilo kemičnih elementov - ylerod, vodik, kisik, dušik,žveplo. Zelo pogosto je vključen v sestavo beljakovindit fosfor. Proteinska molekula imavelike velikosti in darila zbojna veriga, sestavljena iz desetin inna stotine enostavnejših spojin - 20 vrst amino kisline.
Beljakovine služijo kot glavna zgradbamaterial telesa. Sodelujejojut pri tvorbi celičnih membranki, jedra, citoplazma, organeli.Številne beljakovine delujejo kot pospeševalcinosilci toka kemijskih reakcijtsy - encimi. Biokemičniv celici lahko potekajo procesike samo v prisotnosti posebnihencimov, ki pospešijo kemoterapijokemijske pretvorbe snovi v satjene milijonkrat.
Beljakovine imajo različne struktureion. Samo v eni celicinastane do 1000 različnih beljakovin.
Ko se beljakovine v telesu razgradijoizdal približno enakokoličina energije, kot pri razgradnji ogljikovih hidratov - 17,6 kJ na 1 g.
Nukleinska kislina oblika je v celičnem jedru. V zvezi s temnjihovo ime (iz latinskega "nucleus" -jedro). Sestavljeni so iz ogljika, kisline lor, vodik, dušik in fosfor. Jedranove kisline so dveh vrst - deoksiribonukleinske (DNA) in ribonukleinske (RNA). DNK se najde predvsem v kromosomih celic. DNK določa sestavo celičnih beljakovin ki in prenos dednihznamenja in lastnosti od staršev dootopelost. Funkcije RNA so povezane zizobraževanje, značilno za to beljakovinske celice.
Iz predmeta botanika in zoologija veste, da so telesa rastlin in živali zgrajena iz celic. Tudi človeško telo je sestavljeno iz celic. Zahvaljujoč celični zgradbi telesa je možna njegova rast, razmnoževanje, obnova organov in tkiv ter druge oblike delovanja.
Oblika in velikost celic sta odvisni od funkcije, ki jo organ opravlja. Glavni instrument za preučevanje strukture celice je mikroskop. Svetlobni mikroskop omogoča ogled celice pri približno tritisočkratni povečavi; elektronski mikroskop, v katerem se namesto svetlobe uporablja tok elektronov – stotisočkrat. Citologija se ukvarja s preučevanjem zgradbe in delovanja celic (iz grščine "cytos" - celica).
| |
citoplazma- viskozna poltekoča snov. Citoplazma vsebuje številne najmanjše strukture celice - organeli, ki opravljajo različne funkcije. Upoštevajte najpomembnejše organele: mitohondrije, mrežo tubulov, ribosome, celično središče, jedro.
Mitohondrije- kratka odebeljena telesa z notranjimi pregradami. Tvorijo snov, bogato z energijo, potrebno za procese, ki potekajo v celici ATP. Ugotovljeno je bilo, da bolj dejavno celica deluje, več mitohondrijev vsebuje.
mreža tubulov prežema celotno citoplazmo. Skozi te tubule se gibljejo snovi in vzpostavi se povezava med organeli.
Ribosomi- gosta telesa, ki vsebujejo beljakovine in ribonukleinsko kislino. So mesto nastajanja beljakovin.
Celični center tvorijo telesca, ki sodelujejo pri delitvi celic. Nahajajo se v bližini jedra.
Jedro- to je telo, ki je obvezna sestavina celice. Med delitvijo celice se struktura jedra spremeni. Ko se celična delitev konča, se jedro vrne v prejšnje stanje. V jedru je posebna snov - kromatin, iz katerih pred delitvijo celic nastanejo nitasta telesa - kromosomi. Za celice je značilno stalno število kromosomov določene oblike. Celice človeškega telesa vsebujejo 46 kromosomov, zarodne celice pa 23.
Kemična sestava celice. Celice človeškega telesa so sestavljene iz različnih kemičnih spojin anorganske in organske narave. Anorganske snovi v celici vključujejo vodo in soli. Voda predstavlja do 80 % celične mase. Raztaplja snovi, ki sodelujejo pri kemičnih reakcijah: prenaša hranila, odstranjuje odpadke in škodljive spojine iz celice. Mineralne soli - natrijev klorid, kalijev klorid itd. - igrajo pomembno vlogo pri porazdelitvi vode med celicami in medceličnino. Ločeni kemični elementi, kot so kisik, vodik, dušik, žveplo, železo, magnezij, cink, jod, fosfor, sodelujejo pri ustvarjanju vitalnih organskih spojin. Organske spojine tvorijo do 20-30% mase vsake celice. Med organskimi spojinami so najpomembnejši ogljikovi hidrati, maščobe, beljakovine in nukleinske kisline.
Ogljikovi hidrati so sestavljeni iz ogljika, vodika in kisika. Ogljikovi hidrati vključujejo glukozo, živalski škrob - glikogen. Mnogi ogljikovi hidrati so zelo topni v vodi in so glavni vir energije za vse življenjske procese. Pri razgradnji 1 g ogljikovih hidratov se sprosti 17,6 kJ energije.
maščobe tvorijo isti kemični elementi kot ogljikovi hidrati. Maščobe so netopne v vodi. So del celičnih membran. Maščobe služijo tudi kot rezervni vir energije v telesu. Pri popolni razgradnji 1 g maščobe se sprosti 38,9 kJ energije.Veverice so osnovne snovi celice. Beljakovine so najbolj zapletene organske snovi, ki jih najdemo v naravi, čeprav so sestavljene iz razmeroma majhnega števila kemičnih elementov - ogljika, vodika, kisika, dušika, žvepla. Zelo pogosto je fosfor vključen v sestavo beljakovin. Molekula beljakovin je velika in je veriga, sestavljena iz desetin in sto enostavnejših spojin - 20 vrst aminokislin.
Beljakovine služijo kot glavni gradbeni material. Sodelujejo pri tvorbi celičnih membran, jeder, citoplazme, organelov. Mnogi proteini delujejo kot pospeševalci kemičnih reakcij - encimi. Biokemični procesi se lahko odvijajo v celici le v prisotnosti posebnih encimov, ki stotine milijonov krat pospešijo kemične pretvorbe snovi.
Beljakovine imajo različne strukture. Samo v eni celici je do 1000 različnih beljakovin.
Pri razgradnji beljakovin v telesu se sprosti približno enaka količina energije kot pri razgradnji ogljikovih hidratov - 17,6 kJ na 1 g.
Nukleinska kislina nastanejo v celičnem jedru. S tem je povezano njihovo ime (iz latinskega "nucleus" - jedro). Sestavljeni so iz ogljika, kisika, vodika ter dušika in fosforja. Nukleinske kisline so dveh vrst - deoksiribonukleinske (DNA) in ribonukleinske (RNA). DNK se nahaja predvsem v kromosomih celic. DNK določa sestavo celičnih beljakovin ter prenos dednih lastnosti in lastnosti s staršev na potomce. Funkcije RNA so povezane s tvorbo beljakovin, značilnih za to celico.
Osnovni izrazi in pojmi: