Iz kursa botanike i zoologije viznaju da su tijela biljaka i trbuhnyh se grade od ćelija. organizamLjudi se takođe sastoje od ćelija.Zbog ćelijske struktureorganizma, njegov rast je moguć, jednomreprodukcija, popravka organai tkanine i drugi oblici aktivnosti ness.

Oblik i veličina ćelija zavise od funkcije koju obavlja organ.Glavni instrument za učenjećelijska struktura je mikroosprey Svetlosni mikroskop dozvoljavarazmotrite ćeliju sa povećanjem do oko tri hiljade puta;elektronski mikroskop u kojem se tok elektrona koristi umjesto svjetlosti - stotine hiljada puta.Citologija se bavi proučavanjem strukture i funkcija ćelija (od grč."cytos" - ćelija).

Struktura ćelije.

Svaka ćelija se sastoji od citoplazme i jezgra, ispolja je prekriven membranom,ograničavajući jednu ćeliju odsusjedni. Svemirizmeđu membrana susjednih ćelijaispunjen tečnom međućelijskom supstancom. Glavna funkcija mema branes da li je to kroz to pomeranje raznih materijaćelija do ćelije i takodolazi do razmene supstancina način ćelija i međućelijskog prostora društvo.

Citoplazma - viskozna polutečnost neke supstance. Citoplazma sadrži niz najmanjih struktura ćelije - organele, koji izvode vremenalične karakteristike. Uzmite u obzir najviševažni od organela: mitohondrii, mreža tubula, ribozomi, cletačan centar, jezgro.

Mitohondrije su kratke schenye tijela sa unutrašnjim perjemmali gradovi. Oni formiraju supstancu bogatu energijom, potrebnuza procese koji se odvijaju uATP ćelija. Uočeno je da je aktivnijićelija radi, što više sadrži mitohondrije.

Mreža tubula prožima čitavo citoplazma. Preko ovih kanala dolazi kretanje tvari i brkovauspostavlja se veza između organa dame.

Ribosomi - gusta tijelakoji sadrže proteine ​​i ribonukleinsku kiselinu kiselina. Oni su mesto proteini.

Formira se ćelijski centar tijela koja su uključena u poslovanjećelije. Nalaze se u blizini jezgra.

Core je tijelo koje jesteje obavezan dioćelije. Tokom brisanja ćelijestruktura jezgra se mijenja. Kadazavršava diobe ćelije, jezgrovraća se u prethodno stanjeniyu. U jezgru se nalazi posebna supstanca - hromatin, od kojih prije podjele ćelije formiraju filamentozne tijela - hromozoma. Za ćelije ha rasno konstantna količina hromosom određenog oblika. U kavezu kah ljudskog tijela sadrži 46hromozomima, au zametnim stanicama 23.

Hemijski sastav ćelije. Clet ki ljudskog tela se sastoji odraznih hemijskih jedinjenjaneorganskih i organskihpriroda. na neorganske supstancevaše ćelije uključuju vodu i so.Voda čini do 80% mase ćelijaki. Rastvara supstancerade u hemijskim reakcijama:prenosi hranljive materije,uklanja otpadne produkte iz ćeliještetna jedinjenja. mineralsoli - natrijum hlorid, natrijum hloridliya, itd. - igraju važnu ulogu u distribuciji vode između ćelijai međućelijsku supstancu. Odvojite se nye hemijski elementi, kao nprkao kiseonik, vodonik, azot, sumpor,gvožđe, magnezijum, cink, jod, fosfor, učestvuju u stvaranju vitalnih nikakva organska jedinjenja. Slika organskih jedinjenja do 20-30% mase svake ćelije. Među organskim jedinjenjimanajvažniji su ugljikohidratidy, masti, proteini i nukleinske kiseline kiseline.

Ugljikohidrati sastavljen od ugljenika, put i kiseonik. na ugljene hidrate izubrzana glukoza, kolaps životinje mali - glikogen. mnogo ugljenih hidrata visoko rastvorljivi u vodi i sukao glavni izvori energije za realizaciju svih vitalnihprocesi. Sa razgradnjom 1 g ugljikohidrataOslobađa se 17,6 kJ energije.

Masti formirane od istih hemijahemijski elementi, kao što je ugljenikdy. Masti su nerastvorljive u vodi. Onidio su ćelijskih membrana.Masti takođe služe kao rezervaizvor energije u organizmu. Atpotpuna razgradnja 1 g mastiOčekuje se 38,9 kJ energije.

Vjeverice su glavnisupstance ćelije. Proteina je najvišekompleks onih koji se nalaze u prirodide organske supstance, iako sasastoje se od relativno malihbroj hemijskih elemenata - ylerod, vodonik, kiseonik, azot,sumpor. Vrlo često se uključuje u sastav proteinadit fosfor. Molekul proteina imavelikih veličina i poklona saborbeni lanac koji se sastoji od desetina istotine jednostavnijih spojeva - 20 vrsta amino kiseline.

Proteini služe kao glavna zgradamaterijal tela. Oni učestvujujut u formiranju ćelijskih membranaki, jezgra, citoplazma, organele.Mnogi proteini djeluju kao akceleratorinosioci toka hemijskih reakcijatsy - enzimi. Biohemijskiprocesi se mogu odvijati u ćelijike samo u prisustvu posebnihenzimi koji ubrzavaju kemoterapijuhemijske transformacije supstanci u saćene milion puta.

Proteini imaju različite struktureion. Samo u jednoj ćelijiproizvodi se do 1000 različitih proteina.

Kada se proteini razgrađuju u tijeluobjavljeno otprilike istokoličina energije, kao u razgradnji ugljikohidrata - 17,6 kJ po 1 g.

Nukleinske kiseline formu nalazi se u ćelijskom jezgru. Vezano za ovonjihovo ime (od latinskog "nukleus" -jezgro). Sastoje se od ugljenika, kiseline lor, vodonik i azot i fosfor. Nucleinove kiseline su dvije vrste - deoksiribonukleinska (DNK) i ribonukleinska (RNA). DNK je pronađen sya uglavnom u hromozomima ćelija. DNK određuje sastav ćelijskih proteina ki i prenošenje nasljednihznakove i svojstva od roditelja doklonulost. RNA funkcije su povezane saobrazovanje karakteristično za ovo proteinske ćelije.

Cell

Sa stanovišta koncepta živih sistema prema A. Lehningeru.

Živa ćelija je izotermni sistem organskih molekula sposobnih za samoregulaciju i samoreprodukciju, izvlačeći energiju i resurse iz okoline.

U ćeliji se odvija veliki broj uzastopnih reakcija, čiju brzinu reguliše sama ćelija.

Ćelija se održava u stacionarnom dinamičkom stanju daleko od ravnoteže sa okolinom.

Ćelije rade na principu minimalne potrošnje komponenti i procesa.

To. ćelija je elementarni živi otvoreni sistem sposoban za samostalno postojanje, reprodukciju i razvoj. To je elementarna strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama.

Hemijski sastav ćelija.

Od 110 elemenata periodnog sistema Mendeljejeva, 86 je utvrđeno da je trajno prisutno u ljudskom tijelu. Njih 25 je neophodno za normalan život, a 18 je apsolutno neophodno, a 7 je korisno. U skladu sa postotkom u ćeliji, hemijski elementi se dijele u tri grupe:

Makronutrijenti Glavni elementi (organogeni) su vodonik, ugljenik, kiseonik, azot. Njihova koncentracija: 98 - 99,9%. One su univerzalne komponente organskih jedinjenja ćelije.

Elementi u tragovima - natrijum, magnezijum, fosfor, sumpor, hlor, kalijum, kalcijum, gvožđe. Njihova koncentracija je 0,1%.

Ultramikroelementi - bor, silicijum, vanadijum, mangan, kobalt, bakar, cink, molibden, selen, jod, brom, fluor. Oni utiču na metabolizam. Njihov nedostatak je uzrok bolesti (cink - dijabetes melitus, jod - endemska struma, željezo - perniciozna anemija, itd.).

Moderna medicina poznaje činjenice o negativnoj interakciji vitamina i minerala:

Cink smanjuje apsorpciju bakra i nadmeće se za apsorpciju sa gvožđem i kalcijumom; (a nedostatak cinka uzrokuje slabljenje imunog sistema, niz patoloških stanja iz endokrinih žlijezda).

Kalcij i željezo smanjuju apsorpciju mangana;

Vitamin E se ne kombinuje dobro sa gvožđem, a vitamin C se ne kombinuje dobro sa vitaminima B.

Pozitivna interakcija:

Vitamin E i selen, kao i kalcijum i vitamin K djeluju sinergistički;

Vitamin D je neophodan za apsorpciju kalcijuma;

Bakar podstiče apsorpciju i povećava efikasnost korišćenja gvožđa u telu.

neorganske komponente ćelije.

Voda- najvažnija komponenta ćelije, univerzalni disperzioni medij žive materije. Aktivne ćelije kopnenih organizama sastoje se od 60-95% vode. U stanicama i tkivima u mirovanju (sjemenke, spore) vode je 10-20%. Voda u ćeliji je u dva oblika - slobodna i povezana sa ćelijskim koloidima. Slobodna voda je rastvarač i disperzioni medij koloidnog sistema protoplazme. Njenih 95%. Vezana voda (4-5%) od sve ćelijske vode stvara krhke vodikove i hidroksilne veze sa proteinima.

Svojstva vode:

Voda je prirodni rastvarač za mineralne jone i druge supstance.

Voda je disperzovana faza koloidnog sistema protoplazme.

Voda je medij za reakcije ćelijskog metabolizma, jer. fiziološki procesi se odvijaju u isključivo vodenoj sredini. Pruža reakcije hidrolize, hidratacije, bubrenja.

Učestvuje u mnogim enzimskim reakcijama ćelije i formira se u procesu metabolizma.

Voda je izvor vodonikovih jona tokom fotosinteze u biljkama.

Biološka vrijednost vode:

Većina biohemijskih reakcija odvija se samo u vodenom rastvoru; mnoge supstance ulaze i izlaze iz ćelija u otopljenom obliku. Ovo karakterizira transportnu funkciju vode.

Voda osigurava reakcije hidrolize - razgradnju proteina, masti, ugljikohidrata pod djelovanjem vode.

Zbog velike toplote isparavanja tijelo se hladi. Na primjer, znoj kod ljudi ili transpiracija u biljkama.

Visok toplotni kapacitet i toplotna provodljivost vode doprinose ravnomernoj raspodeli toplote u ćeliji.

Zbog sila adhezije (voda - tlo) i kohezije (voda - voda), voda ima svojstvo kapilarnosti.

Nestišljivost vode određuje stanje naprezanja ćelijskih zidova (turgor), hidrostatskog skeleta kod okruglih crva.

Video lekcija 2: Struktura, svojstva i funkcije organskih jedinjenja Pojam biopolimera

Predavanje: Hemijski sastav ćelije. Makro- i mikroelementi. Odnos strukture i funkcija neorganskih i organskih supstanci

Hemijski sastav ćelije

Utvrđeno je da je oko 80 hemijskih elemenata stalno sadržano u ćelijama živih organizama u obliku nerastvorljivih jedinjenja i jona. Svi su podijeljeni u 2 velike grupe prema njihovoj koncentraciji:

makronutrijenti, čiji sadržaj nije manji od 0,01%;

elementi u tragovima - čija je koncentracija manja od 0,01%.

U bilo kojoj ćeliji sadržaj mikroelemenata je manji od 1%, makroelemenata više od 99%.

Makronutrijenti:

Natrijum, kalijum i hlor - obezbeđuju mnoge biološke procese - turgor (unutrašnji ćelijski pritisak), pojavu nervnih električnih impulsa.

Azot, kiseonik, vodonik, ugljenik. Ovo su glavne komponente ćelije.

Fosfor i sumpor su važne komponente peptida (proteina) i nukleinskih kiselina.

Kalcij je osnova bilo koje skeletne formacije - zubi, kosti, školjke, ćelijski zidovi. Također je uključen u kontrakciju mišića i zgrušavanje krvi.

Magnezijum je komponenta hlorofila. Učestvuje u sintezi proteina.

Gvožđe je komponenta hemoglobina, učestvuje u fotosintezi, određuje rad enzima.

elementi u tragovima sadržane u vrlo niskim koncentracijama, važne su za fiziološke procese:

Cink je komponenta insulina;

Bakar - učestvuje u fotosintezi i disanju;

Kobalt je komponenta vitamina B12;

Jod je uključen u regulaciju metabolizma. Važna je komponenta hormona štitnjače;

Fluor je komponenta zubne cakline.

Neravnoteža u koncentraciji mikro i makro elemenata dovodi do metaboličkih poremećaja, razvoja kroničnih bolesti. Nedostatak kalcija - uzrok rahitisa, željeza - anemije, dušika - nedostatak proteina, joda - smanjenje intenziteta metaboličkih procesa.

Razmotrite odnos organskih i neorganskih supstanci u ćeliji, njihovu strukturu i funkcije.

Ćelije sadrže ogroman broj mikro i makromolekula koji pripadaju različitim hemijskim klasama.

Neorganske supstance ćelije

Voda. Od ukupne mase živog organizma, čini najveći postotak - 50-90% i učestvuje u gotovo svim životnim procesima:

termoregulacija;

kapilarnih procesa, budući da je univerzalno polarno otapalo, utiče na svojstva intersticijske tečnosti, na intenzitet metabolizma. U odnosu na vodu, sva hemijska jedinjenja se dele na hidrofilna (rastvorljiva) i lipofilna (rastvorljiva u mastima).

Intenzitet metabolizma ovisi o njegovoj koncentraciji u ćeliji - što je više vode, to se procesi odvijaju brže. Gubitak 12% vode u ljudskom tijelu - zahtijeva restauraciju pod nadzorom ljekara, uz gubitak od 20% - dolazi do smrti.

mineralne soli. Sadrži se u živim sistemima u rastvorenom obliku (disocijaciji na jone) i neotopljenom. Otopljene soli su uključene u:

transport tvari kroz membranu. Kationi metala obezbeđuju "kalijum-natrijum pumpu" promenom osmotskog pritiska ćelije. Zbog toga voda s otopljenim u njoj tvarima juri u ćeliju ili je napušta, odvodeći nepotrebne;

stvaranje nervnih impulsa elektrohemijske prirode;

kontrakcija mišića;

zgrušavanje krvi;

dio su proteina;

fosfatni ion je komponenta nukleinskih kiselina i ATP-a;

karbonatni ion - održava Ph u citoplazmi.

Nerastvorljive soli u obliku cijelih molekula formiraju strukture školjki, školjki, kostiju, zuba.

Organska materija ćelije

Zajednička karakteristika organskih supstanci- prisustvo karbonskog skeletnog lanca. To su biopolimeri i male molekule jednostavne strukture.

Glavne klase koje se nalaze u živim organizmima:

Ugljikohidrati. U ćelijama ih ima raznih vrsta - jednostavnih šećera i nerastvorljivih polimera (celuloze). Procentualno, njihov udio u suhoj tvari biljaka je do 80%, životinja - 20%. Oni igraju važnu ulogu u održavanju života ćelija:

Fruktoza i glukoza (monošećer) - tijelo se brzo apsorbira, uključuju se u metabolizam i izvor su energije.

Riboza i deoksiriboza (monošećer) su jedna od tri glavne komponente DNK i RNK.

Laktoza (odnosi se na disaharide) - koju sintetiše životinjsko tijelo, dio je mlijeka sisara.

Saharoza (disaharid) - izvor energije, nastaje u biljkama.

Maltoza (disaharid) - obezbeđuje klijanje semena.

Također, jednostavni šećeri obavljaju i druge funkcije: signalnu, zaštitnu, transportnu.
Polimerni ugljeni hidrati su glikogen rastvorljiv u vodi, kao i nerastvorljiva celuloza, hitin i skrob. Oni igraju važnu ulogu u metabolizmu, obavljaju strukturne, skladišne, zaštitne funkcije.

lipida ili masti. Oni su nerastvorljivi u vodi, ali se međusobno dobro miješaju i otapaju u nepolarnim tekućinama (ne sadrže kisik, na primjer, kerozin ili ciklički ugljovodonici su nepolarni rastvarači). Lipidi su potrebni u tijelu da bi mu dali energiju – kada se oksidiraju, formiraju se energija i voda. Masti su energetski veoma efikasne - uz pomoć 39 kJ po gramu koji se oslobađa tokom oksidacije, možete podići teret težak 4 tone na visinu od 1 m. Takođe, mast ima zaštitnu i toplotnoizolacionu funkciju - kod životinja je njena gusta. sloj pomaže u održavanju topline u hladnoj sezoni. Tvari nalik masti štite perje vodenih ptica od vlaženja, daju zdrav sjajni izgled i elastičnost životinjskog krzna, te vrše pokrovnu funkciju na listovima biljaka. Neki hormoni imaju lipidnu strukturu. Masti čine osnovu strukture membrana.

Proteini ili proteini su heteropolimeri biogene strukture. Sastoje se od aminokiselina čije su strukturne jedinice: amino grupa, radikal i karboksilna grupa. Svojstva aminokiselina i njihove razlike jedna od druge određuju radikale. Zbog amfoternih svojstava, mogu stvarati veze jedni s drugima. Protein se može sastojati od nekoliko ili stotina aminokiselina. Ukupno, struktura proteina uključuje 20 aminokiselina, njihove kombinacije određuju raznolikost oblika i svojstava proteina. Desetak aminokiselina je esencijalno – one se ne sintetiziraju u životinjskom tijelu i njihov unos se osigurava biljnom hranom. U gastrointestinalnom traktu, proteini se razlažu na pojedinačne monomere koji se koriste za sintezu vlastitih proteina.

Strukturne karakteristike proteina:

primarna struktura - lanac aminokiselina;

sekundarni - lanac uvijen u spiralu, gdje se između zavoja formiraju vodikove veze;

tercijarni - spirala ili nekoliko njih, presavijenih u globulu i povezanih slabim vezama;

kvaternarni ne postoji u svim proteinima. To je nekoliko globula povezanih nekovalentnim vezama.

Čvrstoća struktura se može slomiti, a zatim obnoviti, dok protein privremeno gubi karakteristična svojstva i biološku aktivnost. Nepovratno je samo uništenje primarne strukture.

Proteini obavljaju mnoge funkcije u ćeliji:

ubrzanje hemijskih reakcija (enzimska ili katalitička funkcija, od kojih je svaka odgovorna za određenu pojedinačnu reakciju);
transport - prenos jona, kiseonika, masnih kiselina kroz ćelijske membrane;

zaštitni- proteini krvi poput fibrina i fibrinogena prisutni su u krvnoj plazmi u neaktivnom obliku, na mjestu rana pod djelovanjem kisika stvaraju krvne ugruške. Antitela obezbeđuju imunitet.

strukturalni– peptidi su dijelom ili su osnova ćelijskih membrana, tetiva i drugih vezivnih tkiva, kose, vune, kopita i noktiju, krila i vanjskih omotača. Aktin i miozin obezbeđuju kontraktilnu aktivnost mišića;

regulatorni- proteini-hormoni obezbeđuju humoralnu regulaciju;
energija - u nedostatku hranjivih tvari tijelo počinje razgrađivati ​​vlastite proteine, remeteći proces vlastite vitalne aktivnosti. Zato se tijelo nakon duge gladi ne može uvijek oporaviti bez medicinske pomoći.

Nukleinske kiseline. Ima ih 2 - DNK i RNK. RNK je nekoliko tipova - informaciona, transportna, ribosomska. Otvoren od strane Švajcarca F. Fischera krajem 19. veka.

DNK je deoksiribonukleinska kiselina. Sadrži u jezgru, plastidima i mitohondrijima. Strukturno, to je linearni polimer koji formira dvostruku spiralu komplementarnih nukleotidnih lanaca. Ideju o njegovoj prostornoj strukturi stvorili su 1953. godine Amerikanci D. Watson i F. Crick.

Njegove monomerne jedinice su nukleotidi, koji imaju fundamentalno zajedničku strukturu:

fosfatne grupe;

deoksiriboza;

dušične baze (koji pripadaju purinskoj grupi - adenin, gvanin, pirimidin - timin i citozin.)

U strukturi polimerne molekule, nukleotidi su kombinirani u parovima i komplementarni, što je zbog različitog broja vodikovih veza: adenin + timin - dvije, gvanin + citozin - tri vodikove veze.

Redoslijed nukleotida kodira strukturne sekvence aminokiselina proteinskih molekula. Mutacija je promjena u redoslijedu nukleotida, jer će biti kodirani proteinski molekuli različite strukture.

RNK je ribonukleinska kiselina. Strukturne karakteristike njegove razlike od DNK su:

umjesto timinskog nukleotida - uracil;

riboza umjesto deoksiriboze.

Transfer RNA - ovo je polimerni lanac, koji je presavijen u ravnini u obliku lista djeteline, njegova glavna funkcija je isporuka aminokiselina ribozomima.

Matrična (informacijska) RNK se stalno formira u jezgru, komplementaran bilo kojem dijelu DNK. Ovo je strukturni matriks; na osnovu njegove strukture, proteinski molekul će se sastaviti na ribosomu. Od ukupnog sadržaja RNK molekula, ovaj tip je 5%.

Ribosomalni- Odgovoran za proces sastavljanja proteinske molekule. Sintetizira se u nukleolu. U kavezu je 85%.

ATP je adenozin trifosfat. Ovo je nukleotid koji sadrži:

3 ostatka fosforne kiseline;

Kao rezultat kaskadnih hemijskih procesa, disanje se sintetiše u mitohondrijima. Glavna funkcija je energija, jedna hemijska veza u njoj sadrži skoro onoliko energije koliko se dobije oksidacijom 1 g masti.

Više, drugi - manje.

Na atomskom nivou ne postoje razlike između organskog i neorganskog svijeta žive prirode: živi organizmi se sastoje od istih atoma kao i tijela nežive prirode. Međutim, odnos različitih hemijskih elemenata u živim organizmima i u zemljinoj kori veoma varira. Osim toga, živi organizmi mogu se razlikovati od svog okruženja u smislu izotopskog sastava hemijskih elemenata.

Uobičajeno, svi elementi ćelije mogu se podijeliti u tri grupe.

Makronutrijenti

Cink- dio je enzima uključenih u alkoholnu fermentaciju, u sastavu inzulina

Bakar- dio je oksidativnih enzima uključenih u sintezu citokroma.

Selen- učestvuje u regulatornim procesima organizma.

Ultramikroelementi

Ultramikroelementi čine manje od 0,0000001% u organizmima živih bića, uključuju zlato, srebro ima baktericidno dejstvo, inhibira reapsorpciju vode u bubrežnim tubulima, utičući na enzime. Platina i cezijum se takođe odnose na ultramikroelemente. Neki u ovu grupu ubrajaju i selen, čijim nedostatkom nastaje rak. Funkcije ultramikroelemenata su još uvijek malo shvaćene.

Molekularni sastav ćelije

vidi takođe

Wikimedia fondacija. 2010 .

Pogledajte šta je "Hemijski sastav ćelije" u drugim rječnicima:

Ćelije - nabavite radni kupon za popust u Galeriji kozmetike Akademika ili povoljno kupite ćelije uz besplatnu dostavu na akciji u Galeriji kozmetike

Opšta struktura bakterijske ćelije prikazana je na slici 2. Unutrašnja organizacija bakterijske ćelije je složena. Svaka sistematska grupa mikroorganizama ima svoje specifične strukturne karakteristike. ćelijski zid... Biološka enciklopedija

Posebnost intracelularne strukture crvenih algi sastoji se od karakteristika običnih staničnih komponenti i prisutnosti specifičnih intracelularnih inkluzija. Ćelijske membrane. U ćelijskim membranama crvene boje ... ... Biološka enciklopedija

- (Argentum, argent, Silber), kem. Ag sign. S. pripada broju metala poznatih čovjeku u antičko doba. U prirodi se nalazi i u prirodnom stanju i u obliku spojeva s drugim tijelima (sa sumporom, na primjer Ag 2S ... ...

- (Argentum, argent, Silber), kem. Ag sign. S. pripada broju metala poznatih čovjeku u antičko doba. U prirodi se nalazi i u prirodnom stanju i u obliku spojeva s drugim tijelima (sa sumporom, na primjer Ag2S srebrom ... Enciklopedijski rječnik F.A. Brockhaus i I.A. Efron

Ovaj izraz ima druga značenja, pogledajte Ćelija (značenja). Ljudske krvne ćelije (HEM) ... Wikipedia

Termin biologija predložio je istaknuti francuski prirodnjak i evolucionista Jean Baptiste Lamarck 1802. godine da označi nauku o životu kao poseban prirodni fenomen. Danas je biologija kompleks nauka koje proučavaju ... ... Wikipedia

Ćelija je elementarna jedinica strukture i vitalne aktivnosti svih živih organizama (osim virusa, koji se često nazivaju nećelijskim oblicima života), koji ima svoj metabolizam, sposoban za samostalno postojanje, ... ... Wikipedia

- (cito + hemija) deo citologije koji proučava hemijski sastav ćelije i njenih komponenti, kao i metaboličke procese i hemijske reakcije koje su u osnovi života ćelije... Veliki medicinski rječnik

Ćelija je osnovna elementarna jedinica svih živih bića, stoga ima sva svojstva živih organizama: visoko uređenu strukturu, dobijanje energije izvana i korištenje njome za obavljanje poslova i održavanje reda, metabolizam, aktivnu reakciju na iritacije, rast, razvoj, reprodukcija, udvostručavanje i prijenos bioloških informacija potomcima, regeneracija (obnova oštećenih struktura), prilagođavanje okolišu.

Njemački naučnik T. Schwann sredinom 19. vijeka stvorio je ćelijsku teoriju, čije su glavne odredbe ukazivale da su sva tkiva i organi sastavljeni od ćelija; biljne i životinjske ćelije su u osnovi slične jedna drugoj, sve nastaju na isti način; aktivnost organizama je zbir vitalne aktivnosti pojedinih ćelija. Veliki nemački naučnik R. Virchow imao je veliki uticaj na dalji razvoj ćelijske teorije i na teoriju ćelije uopšte. On ne samo da je spojio sve brojne različite činjenice, već je i uvjerljivo pokazao da su ćelije trajna struktura i da nastaju samo reprodukcijom.

Ćelijska teorija u modernoj interpretaciji uključuje sljedeće glavne odredbe: ćelija je univerzalna elementarna jedinica živog; ćelije svih organizama su u osnovi slične po strukturi, funkciji i hemijskom sastavu; ćelije se razmnožavaju samo dijeljenjem izvorne ćelije; višećelijski organizmi su složeni ćelijski ansambli koji čine integralne sisteme.

Zahvaljujući savremenim istraživačkim metodama, dvije glavne vrste ćelija: složenije organizirane, visoko diferencirane eukariotske stanice (biljke, životinje i neke protozoe, alge, gljive i lišajevi) i manje složeno organizirane prokariotske stanice (plavo-zelene alge, aktinomicete, bakterije, spirohete, mikoplazme, rikecije, klamidija).

Za razliku od prokariotske stanice, eukariotska stanica ima jezgro ograničeno dvostrukom nuklearnom membranom i velikim brojem membranskih organela.

PAŽNJA!

Ćelija je glavna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama, koja vrši rast, razvoj, metabolizam i energiju, pohranjuje, obrađuje i implementira genetske informacije. Sa morfološke tačke gledišta, ćelija je složen sistem biopolimera, odvojen od spoljašnje sredine plazma membranom (plazmolema) i sastoji se od jezgra i citoplazme, u kojima se nalaze organele i inkluzije (granule).

Šta su ćelije?

Ćelije su raznolike po svom obliku, strukturi, hemijskom sastavu i prirodi metabolizma.

Sve ćelije su homologne, tj. imaju niz zajedničkih strukturnih karakteristika od kojih zavisi izvođenje osnovnih funkcija. Ćelije su svojstvene jedinstvu strukture, metabolizma (metabolizma) i hemijskog sastava.

Međutim, različite ćelije takođe imaju specifične strukture. To je zbog obavljanja njihovih posebnih funkcija.

Struktura ćelije

Ultramikroskopska struktura ćelije:

1 - citolema (plazma membrana); 2 - pinocitne vezikule; 3 - ćelijski centar centrosoma (citocentar); 4 - hijaloplazma; 5 - endoplazmatski retikulum: a - membrana granularnog retikuluma; b - ribozomi; 6 - veza perinuklearnog prostora sa šupljinama endoplazmatskog retikuluma; 7 - jezgro; 8 - nuklearne pore; 9 - negranularni (glatki) endoplazmatski retikulum; 10 - nukleolus; 11 - unutrašnji mrežasti aparat (Golgijev kompleks); 12 - sekretorne vakuole; 13 - mitohondrije; 14 - liposomi; 15 - tri uzastopne faze fagocitoze; 16 - veza stanične membrane (citolema) sa membranama endoplazmatskog retikuluma.

Hemijski sastav ćelije

Ćelija sadrži više od 100 hemijskih elemenata, od kojih četiri čine oko 98% mase, a to su organogeni: kiseonik (65-75%), ugljenik (15-18%), vodonik (8-10%) i azot (1,5–3,0%). Preostali elementi su podijeljeni u tri grupe: makronutrijenti - njihov sadržaj u tijelu prelazi 0,01%); mikroelementi (0,00001–0,01%) i ultramikroelementi (manje od 0,00001).

Makroelementi uključuju sumpor, fosfor, hlor, kalijum, natrijum, magnezijum, kalcijum.

Mikroelementi uključuju gvožđe, cink, bakar, jod, fluor, aluminijum, bakar, mangan, kobalt itd.

Na ultramikroelemente - selen, vanadijum, silicijum, nikl, litijum, srebro i više. Uprkos vrlo niskom sadržaju, mikroelementi i ultramikroelementi igraju veoma važnu ulogu. Oni uglavnom utiču na metabolizam. Bez njih je nemoguće normalno funkcioniranje svake stanice i organizma u cjelini.

Ćelija se sastoji od neorganskih i organskih materija. Među neorganskim, najveća količina je voda. Relativna količina vode u ćeliji je od 70 do 80%. Voda je univerzalni rastvarač, u njoj se odvijaju sve biohemijske reakcije u ćeliji. Uz sudjelovanje vode vrši se regulacija topline. Supstance koje se otapaju u vodi (soli, baze, kiseline, proteini, ugljeni hidrati, alkoholi itd.) nazivaju se hidrofilnim. Hidrofobne supstance (masti i slične mastima) se ne otapaju u vodi. Ostale neorganske supstance (soli, kiseline, baze, pozitivni i negativni joni) su od 1,0 do 1,5%.

U organskim supstancama dominiraju proteini (10-20%), masti ili lipidi (1-5%), ugljikohidrati (0,2-2,0%) i nukleinske kiseline (1-2%). Sadržaj tvari male molekularne težine ne prelazi 0,5%.

Molekul proteina je polimer koji se sastoji od velikog broja ponavljajućih jedinica monomera. Proteinski monomeri aminokiselina (ima ih 20) međusobno su povezani peptidnim vezama, formirajući polipeptidni lanac (primarna struktura proteina). Uvija se u spiralu, formirajući, zauzvrat, sekundarnu strukturu proteina. Zbog određene prostorne orijentacije polipeptidnog lanca nastaje tercijarna struktura proteina, koja određuje specifičnost i biološku aktivnost proteinske molekule. Nekoliko tercijarnih struktura se kombinuju i formiraju kvartarnu strukturu.

Proteini obavljaju bitne funkcije. Enzimi - biološki katalizatori koji povećavaju brzinu hemijskih reakcija u ćeliji stotine hiljada miliona puta, su proteini. Proteini, kao dio svih ćelijskih struktura, obavljaju plastičnu (graditeljsku) funkciju. Pokrete ćelija takođe vrše proteini. Oni obezbeđuju transport supstanci u ćeliju, van ćelije i unutar ćelije. Važna je zaštitna funkcija proteina (antitijela). Proteini su jedan od izvora energije Ugljikohidrati se dijele na monosaharide i polisaharide. Potonji su izgrađeni od monosaharida, koji su, kao i aminokiseline, monomeri. Među monosaharidima u ćeliji najvažniji su glukoza, fruktoza (sa šest atoma ugljika) i pentoza (pet ugljikovih atoma). Pentoze su dio nukleinskih kiselina. Monosaharidi su visoko rastvorljivi u vodi. Polisaharidi su slabo rastvorljivi u vodi (glikogen u životinjskim ćelijama, skrob i celuloza u biljnim ćelijama. Ugljeni hidrati su izvor energije, složeni ugljeni hidrati u kombinaciji sa proteinima (glikoproteini), masti (glikolipidi) učestvuju u formiranju ćelijskih površina i međudelovanju ćelija.

Lipidi uključuju masti i tvari slične mastima. Molekuli masti su građeni od glicerola i masnih kiselina. Supstance slične mastima uključuju holesterol, neke hormone i lecitin. Lipidi, koji su glavna komponenta ćelijskih membrana, tako obavljaju funkciju izgradnje. Lipidi su najvažniji izvori energije. Dakle, ako se potpunom oksidacijom 1 g proteina ili ugljikohidrata oslobodi 17,6 kJ energije, onda s potpunom oksidacijom 1 g masti - 38,9 kJ. Lipidi vrše termoregulaciju, štite organe (masne kapsule).

DNK i RNK

Nukleinske kiseline su polimerne molekule formirane od monomera nukleotida. Nukleotid se sastoji od purinske ili pirimidinske baze, šećera (pentoze) i ostatka fosforne kiseline. U svim ćelijama postoje dvije vrste nukleinskih kiselina: deoksiribonukleinska (DNK) i ribonukleinska (RNA), koje se razlikuju po sastavu baza i šećera.

Prostorna struktura nukleinskih kiselina:

(prema B. Alberts et al., izmijenjeno) I - RNA; II - DNK; trake - šećerno-fosfatne okosnice; A, C, G, T, U - azotne baze, rešetke između njih su vodonične veze.

DNK molekula

Molekul DNK se sastoji od dva polinukleotidna lanca upletena jedan oko drugog u obliku dvostruke spirale. Dušične baze oba lanca su međusobno povezane komplementarnim vodoničnim vezama. Adenin se kombinuje samo sa timinom, a citozin sa gvaninom (A - T, G - C). DNK sadrži genetske informacije koje određuju specifičnost proteina koje sintetiše ćelija, odnosno redosled aminokiselina u polipeptidnom lancu. DNK nasljeđuje sva svojstva ćelije. DNK se nalazi u jezgru i mitohondrijima.

RNA molekula

Molekul RNK formiran je od jednog polinukleotidnog lanca. Postoje tri tipa RNK u ćelijama. Informacija, ili glasnička RNA tRNA (od engleskog messenger - "posrednik"), koja prenosi informacije o sekvenci nukleotida DNK do ribozoma (vidi dolje). Transfer RNA (tRNA), koja prenosi aminokiseline u ribozome. Ribosomalna RNK (rRNA), koja je uključena u formiranje ribozoma. RNK se nalazi u jezgru, ribosomima, citoplazmi, mitohondrijima, hloroplastima.

Sastav nukleinskih kiselina.