Biokimyo kabi. Biz allaqachon bilganimizdek, barcha tirik organizmlar hujayralardan iborat. Hujayralar, o'z navbatida, kimyoviy elementlardan iborat. Kimyoviy elementlar deyiladi, ularsiz Yerda hayot bo'lmaydi ozuqa moddalari.

Biogen elementlar kimyoviy elementlar, tana hujayralarining bir qismi bo'lgan, shuningdek, hujayralarning hayotiy faoliyati mumkin bo'lmagan elementlar: organik va noorganik moddalar, polimer va past molekulyar og'irlik. Har birimiz bolaligimizdan odamning yarmidan ko'pi suvdan iborat ekanligini bilamiz. Shunga ko'ra, birinchi va eng muhim ozuqa suvdir.

Organizmlarning asosiy kimyoviy elementlari:

- vodorod;

- kislorod;

- fosfor;

- oltingugurt;

- azot;

- uglerod.

Noorganik birikmalar tirik organizmlarda:

- karbonatlar;

- fosfatlar;

- ammoniy tuzlari;

- sulfatlar.

Quyidagilarni ham biogen elementlarga ajratish mumkin: metall bo'lmaganlar:

1) Yod va yod birikmalari organizm uchun juda muhim, katta rol o'ynaydi metabolik jarayonlar. Yod tiroid gormoni bo'lgan tiroksinning bir qismidir.

2) Xlor. Ushbu elementning anionlari tananing tuz muhitini to'g'ri ishlashi uchun zarur bo'lgan darajada ushlab turadi. Shuningdek, ba'zi organik birikmalar tarkibiga kiradi.

3) Silikon. Bog'lar va xaftaga (ortosilik kislota) bir qismi, u ba'zi polisakkarid zanjirlarida bog'lovchi bo'lib xizmat qiladi.

4) Selen va uning hosilalari. Ba'zi fermentlarni (selenosestein) o'z ichiga oladi.

Tirik organizmni tashkil etuvchi boshqa organik moddalar:

• asetaldegid;
• Sirka kislotasi;
• Etanol biokimyoviy reaktsiyalarning mahsuloti va substratidir.

Quyidagi ulanishlar bir xil darajada muhimdir:

HEM - temirning parafin molekulasi bilan birikmasi;

Kobalamin - bu kobalt birikmasi (B12 vitamini).

Kaltsiy va magniy- asosiy metallar, ular bilan birga temir ko'pincha biologik tizimlarda uchraydi. Magniy va uning ionlari hujayraning, aniqrog'i, ribosomalarning ishlashi va hujayradagi oqsil sintezi uchun muhim rol o'ynaydi. Magniy ham uning bir qismidir xlorofill. Tirik organizmda kaltsiy erimaydigan tuzlar shaklida bo'lishi mumkin:

- kaltsiy karbonat- mollyuska chig'anoqlari tayyorlanadigan modda;

- kaltsiy fosfat- skeletning qurilishida ishtirok etadi.

Fermentlar davriy jadvalning 4-davridagi ko'plab metallarni o'z ichiga oladi:

1) Temir gemoglobinning bir qismi bo'lgan hujayralarni kislorod bilan to'yintirish jarayonida ishtirok etadi.

2) Sink ionlari deyarli barcha fermentlarda mavjud.

3) Marganets shuningdek, ba'zi fermentlarning bir qismidir, lekin normal tashqi biosferani saqlashda muhimroq rol o'ynaydi: u kislorodning atmosferaga chiqishini ta'minlaydi, shuningdek, suvning fotokimyoviy qaytarilishida ishtirok etadi.

4) Molibden nitrodinazaning ajralmas qismi bo'lib, tashqi azotning ammiakgacha kamayishiga yordam beruvchi azotni biriktiruvchi bakteriyalar fermenti.

5) Kobalt- Yuqorida aytib o'tganimizdek, bu qismdir kobalamin yoki B12 vitamini.

Tirik organizmlar tarkibiga kiruvchi past molekulyar birikmalar:

• Aminokislotalar- Proteinlar ulardan hosil bo'ladi.
• Mono va oligosakkaridlar- Ular organizmlarning strukturaviy to'qimalarini tashkil qiladi.
• Nukleamidlar- Nuklein kislotalar ulardan tashkil topgan.
• Lipidlar- hujayra membranalarining tarkibiy qismlari.

Bundan tashqari, tirik organizmlar hayotida faol ishtirok etadigan ko'plab boshqa moddalar mavjud: kofermentlar, terpenlar va boshqalar.

Hujayra taxminan dan iborat 70 ta asosiy element , uni davriy jadvalda topish mumkin. Faqat shulardan 24 mutlaqo barcha hujayralarda uchraydi.

Asosiy elementlar vodorod, uglerod, kislorod va azotdir. Bular asosiy hujayra elementlari, ammo kaliy, yod, magniy, xlor, temir, kaltsiy va oltingugurt kabi elementlar ham bir xil darajada muhim rol o'ynaydi. Bu makroelementlar bo'lib, hujayralar nisbatan kichik miqdorni (foizning o'ndan bir qismigacha) o'z ichiga oladi.

Hujayralarda mikroelementlar bundan ham kamroq (hujayra massasining 0,01% dan kam). Bularga mis, molibden, bor, ftor, xrom, rux, kremniy va kobalt kiradi.

Organizmlar hujayralaridagi elementlarning ma'nosi va mazmuni jadvalda keltirilgan.

Element	Belgi	Kontent %da	Hujayralar va organizmlar uchun ahamiyati
Kislorod	HAQIDA	62	Suv va organik moddalarning bir qismi; hujayrali nafas olishda ishtirok etadi
Uglerod	BILAN	20	Barcha organik moddalarni o'z ichiga oladi
Vodorod	N	10	Suv va organik moddalarning bir qismi; energiyani aylantirish jarayonlarida ishtirok etadi
Azot	N	3	Tarkibida aminokislotalar, oqsillar, nuklein kislotalar, ATP, xlorofill, vitaminlar mavjud.
Kaltsiy	Sa	2,5	O'simliklar, suyaklar va tishlarning hujayra devorining bir qismi qon ivishini va mushak tolalarining qisqarishini oshiradi
Fosfor	R	1,0	Suyak to'qimasi va tish emalining bir qismi, nuklein kislotalar, ATP va ba'zi fermentlar
Oltingugurt	S	0,25	Aminokislotalarning bir qismi (sistein, sistin va metionin), ba'zi vitaminlar oqsillarning uchinchi darajali tuzilishini shakllantirishda disulfid bog'lanishlarini hosil qilishda ishtirok etadi.
Kaliy	TO	0,25	Hujayrada faqat ionlar shaklida bo'ladi, oqsil sintezi fermentlarini faollashtiradi, yurak faoliyatining normal ritmini belgilaydi, fotosintez jarayonlarida va bioelektrik potentsiallarni hosil qilishda ishtirok etadi.
Xlor	Cl	0,2	Hayvonlar tanasida manfiy ion ustunlik qiladi. Oshqozon shirasining xlorid kislotasi komponenti
Natriy	Na	0,10	Hujayrada faqat ionlar shaklida mavjud bo'lib, u yurak faoliyatining normal ritmini belgilaydi va gormonlar sinteziga ta'sir qiladi.
Magniy	Mg	0,07	Xlorofill molekulalarining bir qismi, shuningdek, suyaklar va tishlar energiya almashinuvini va DNK sintezini faollashtiradi.
Yod	1	0,01	Qalqonsimon bez gormonlarini o'z ichiga oladi
Temir	Fe	0,01	U ko'plab fermentlar, gemoglobin va miyoglobinning bir qismidir, xlorofill biosintezida, elektron tashishda, nafas olish va fotosintez jarayonlarida ishtirok etadi.
Mis	Cu	Oyoq izlari	U umurtqasiz hayvonlardagi gemosiyaninlarning bir qismi, ba'zi fermentlarning bir qismi bo'lib, gematopoez, fotosintez va gemoglobin sintezi jarayonlarida ishtirok etadi.
Marganets	Mn	Oyoq izlari	Ayrim fermentlarning bir qismi yoki faolligini oshiradi, suyak rivojlanishida, azotning assimilyatsiyasida va fotosintez jarayonida ishtirok etadi.
Molibden	Mo	Oyoq izlari	Ayrim fermentlarning bir qismi (nitrat reduktaza) nodul bakteriyalar tomonidan atmosfera azotini fiksatsiya qilish jarayonlarida ishtirok etadi.
Kobalt	Co	Oyoq izlari	B12 vitaminining bir qismi, nodul bakteriyalar tomonidan atmosfera azotini biriktirishda ishtirok etadi.
Bor	IN	Oyoq izlari	O'simliklarning o'sish jarayonlariga ta'sir qiladi, reduktiv nafas olish fermentlarini faollashtiradi
Sink	Zn	Oyoq izlari	Polipeptidlarni parchalaydigan ba'zi fermentlarning bir qismi o'simlik gormonlari (auksinlar) va glikoliz sintezida ishtirok etadi.
Ftor	F	Oyoq izlari	Tish va suyaklarning emalini o'z ichiga oladi

Biologiya- hayot haqidagi fan. Biologiyaning eng muhim vazifasi tirik organizmlarning xilma-xilligi, tuzilishi, hayot faoliyati, individual rivojlanishi va evolyutsiyasi, ularning atrof-muhit bilan aloqalarini o'rganishdir.

Tirik organizmlar ularni jonsiz tabiatdan ajratib turuvchi bir qator xususiyatlarga ega. Alohida, farqlarning har biri juda o'zboshimchalik bilan, shuning uchun ularni birgalikda ko'rib chiqish kerak.

Tirik materiyani jonsiz materiyadan ajratib turadigan belgilar:

1. irsiy ma'lumotlarni ko'paytirish va keyingi avlodga etkazish qobiliyati;
2. metabolizm va energiya;
3. qo'zg'aluvchanlik;
4. muayyan yashash sharoitlariga moslashish;
5. qurilish materiali - biopolimerlar (ularning eng muhimi oqsillar va nuklein kislotalardir);
6. molekulalardan organlarga ixtisoslashuv va ularning yuqori darajada tashkil etilishi;
7. balandligi;
8. qarish;
9. o'lim.

Tirik materiyaning tashkiliy darajalari:

1. molekulyar,
2. uyali,
3. mato,
4. organ,
5. organizm,
6. populyatsiya turlari,
7. biogeotsenotik,
8. biosfera.

Hayotning xilma-xilligi

Yadrosiz hujayralar sayyoramizda birinchi bo'lib paydo bo'ldi. Ko'pgina olimlar yadro organizmlari qadimgi arxebakteriyalarning ko'k-yashil suv o'tlari va oksidlovchi bakteriyalar bilan simbiozi natijasida paydo bo'lganligini qabul qiladilar (simbiogenez nazariyasi).

Sitologiya

Sitologiya- fan qafas. Bir hujayrali va ko'p hujayrali organizmlar hujayralarining tuzilishi va funktsiyalarini o'rganadi. Hujayra barcha tirik mavjudotlarning tuzilishi, faoliyati, o'sishi va rivojlanishining elementar birligidir. Shuning uchun sitologiyaga xos jarayonlar va qonuniyatlar boshqa ko'plab fanlar (anatomiya, genetika, embriologiya, biokimyo va boshqalar) tomonidan o'rganiladigan jarayonlarning asosida yotadi.

Hujayraning kimyoviy elementlari

Kimyoviy element- bir xil musbat yadro zaryadiga ega bo'lgan ma'lum turdagi atom. Hujayralarda 80 ga yaqin kimyoviy elementlar topilgan. Ularni to'rt guruhga bo'lish mumkin:
1-guruh - uglerod, vodorod, kislorod, azot (hujayra tarkibining 98%)
2-guruh - kaliy, natriy, kaltsiy, magniy, oltingugurt, fosfor, xlor, temir (1,9%),
3-guruh - rux, mis, ftor, yod, kobalt, molibden va boshqalar (0,01% dan kam),
4-guruh - oltin, uran, radiy va boshqalar (0,00001% dan kam).

Ko'pgina qo'llanmalarda birinchi va ikkinchi guruhning elementlari deyiladi makronutrientlar, uchinchi guruh elementlari - mikroelementlar, to'rtinchi guruh elementlari - ultramikroelementlar. Makro va mikroelementlar uchun ular ishtirok etadigan jarayonlar va funktsiyalar aniqlangan. Ko'pgina ultramikroelementlar uchun biologik rol aniqlanmagan.

Kimyoviy element	Kimyoviy elementni o'z ichiga olgan moddalar	Kimyoviy element ishtirok etadigan jarayonlar
Uglerod, vodorod, kislorod, azot	Proteinlar, nuklein kislotalar, lipidlar, uglevodlar va boshqa organik moddalar	Organik moddalarning sintezi va bu organik moddalar tomonidan bajariladigan funktsiyalarning butun majmuasi
Kaliy, natriy	Na+ va K+	Membrananing ishlashini ta'minlash, xususan, hujayra membranasining elektr potentsialini saqlash, Na + / Ka + nasosining ishlashi, nerv impulslarini o'tkazish, anion, kation va osmotik muvozanatlar.
Kaltsiy	Sa +2	Qon ivish jarayonida ishtirok etish
	Kaltsiy fosfat, kaltsiy karbonat	Suyak to'qimasi, tish emali, mollyuska qobig'i
	Kaltsiy pektat	O'simliklarda median plastinka va hujayra devorining shakllanishi
Magniy	Xlorofil	fotosintez
Oltingugurt	Sincaplar	Disulfid ko'priklarining shakllanishi tufayli fazoviy oqsil strukturasining shakllanishi
Fosfor	Nuklein kislotalar, ATP	Nuklein kislota sintezi
Xlor	Cl-	Hujayra membranasining elektr potentsialini saqlash, Na + /Ka + nasosining ishlashi, nerv impulslarini o'tkazish, anion, kation va osmotik muvozanatlar.
	HCl	Oshqozon shirasida ovqat hazm qilish fermentlarini faollashtirish
Temir	Gemoglobin	Kislorodni tashish
	Sitokromlar	Fotosintez va nafas olish jarayonida elektron ko'chishi
Marganets	Dekarboksilazalar, dehidrogenazalar	Yog 'kislotalarining oksidlanishi, nafas olish va fotosintez jarayonlarida ishtirok etish
Mis	Gemosiyanin	Ayrim umurtqasiz hayvonlarda kislorod tashilishi
	Tirozinaza	Melanin hosil bo'lishi
Kobalt	Vitamin B 12	Qizil qon hujayralarining shakllanishi
Sink	Spirtli dehidrogenaza	O'simliklarda anaerob nafas olish
	Karbonat angidraz	Umurtqali hayvonlarda CO 2 ning tashilishi
Ftor	Kaltsiy ftorid	Suyak to'qimasi, tish emali
Yod	Tiroksin	Bazal metabolizmni tartibga solish
Molibden	Nitrogenaza	Azot fiksatsiyasi

Tirik organizmlarda kimyoviy elementlarning atomlari hosil bo'ladi noorganik(suv, tuzlar) va organik birikmalar(oqsillar, nuklein kislotalar, lipidlar, uglevodlar). Atom darajasida tirik va jonsiz materiya o'rtasida hech qanday farq yo'q, tirik materiyaning keyingi, yuqori darajadagi tashkil etilishida farqlar paydo bo'ladi;

Suv

Suv- eng keng tarqalgan noorganik birikma. Suv miqdori hujayra massasining 10% dan (tish emali) 90% gacha (rivojlanayotgan embrion). Suvsiz hayot mumkin emas, suvning biologik ahamiyati uning kimyoviy va fizik xususiyatlari bilan belgilanadi.

Suv molekulasi burchakli shaklga ega: vodorod atomlari kislorodga nisbatan 104,5 ° burchak hosil qiladi. Molekulaning vodorod joylashgan qismi musbat zaryadlangan, kislorod joylashgan qismi manfiy zaryadlangan va shuning uchun suv molekulasi dipoldir. Suv dipollari o'rtasida vodorod aloqalari hosil bo'ladi. Suvning fizik xususiyatlari: shaffof, 4 °C da maksimal zichlik, yuqori issiqlik sig'imi, amalda siqilmaydi; Toza suv issiqlik va elektr tokini yomon oʻtkazadi, 0 °C da muzlaydi, 100 °C da qaynaydi va hokazo. Suvning kimyoviy xossalari: yaxshi erituvchi, gidratlar hosil qiladi, gidrolitik parchalanish reaktsiyalariga kiradi, ko'plab oksidlar bilan o'zaro ta'sir qiladi va hokazo. Suvda erish qobiliyatiga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi: gidrofil moddalar- juda eriydi, hidrofobik moddalar- suvda amalda erimaydi.

Suvning biologik ahamiyati:

1. ichki va hujayra ichidagi muhitning asosidir,
2. fazoviy tuzilmaning saqlanishini ta'minlaydi,
3. moddalarni tashishni ta'minlaydi
4. qutbli molekulalarni namlaydi,
5. diffuziya uchun erituvchi va vosita bo'lib xizmat qiladi,
6. fotosintez va gidroliz reaktsiyalarida ishtirok etadi;
7. tanani sovutishga yordam beradi,
8. ko'plab organizmlar uchun yashash joyidir,
9. urug'larning, mevalarning, lichinkalarning ko'chishi va tarqalishiga yordam beradi;
10. urug'lanish sodir bo'ladigan muhit,
11. o'simliklarda transpiratsiya va urug'larning unib chiqishini ta'minlaydi;
12. tanadagi issiqlikning bir xil taqsimlanishiga yordam beradi va boshqalar. va boshqalar.

Hujayraning boshqa noorganik birikmalari

Boshqa noorganik birikmalar asosan tuzlar bilan ifodalanadi, ular erigan (kationlar va anionlarga ajralgan) yoki qattiq holda bo'lishi mumkin. K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ kationlari (yuqoridagi jadvalga qarang) va HPO 4 2 - , Cl - , HCO 3 anionlari hujayra hayoti uchun muhim bo'lib, hujayraning buferlik xususiyatlarini ta'minlaydi. . Buferlash- pH ni ma'lum darajada ushlab turish qobiliyati (pH - vodorod ionlari konsentratsiyasining o'nlik logarifmi). PH qiymati 7,0 neytral eritmaga, 7,0 dan past bo'lsa kislotali eritmaga va 7,0 dan yuqori bo'lsa ishqoriy eritmaga to'g'ri keladi. Hujayralar va to'qimalar bir oz ishqoriy muhit bilan tavsiflanadi. Fosfat (1) va bikarbonat (2) bufer tizimlari bu ozgina ishqoriy reaktsiyani saqlab turish uchun javobgardir.

O'simlik va hayvon hujayralarida noorganik va organik moddalar mavjud. Noorganik moddalarga suv va minerallar kiradi. Organik moddalarga oqsillar, yog'lar, uglevodlar va nuklein kislotalar kiradi.

Noorganik moddalar

Suvtirik hujayra eng ko'p miqdorda bo'lgan birikma. Suv hujayra massasining taxminan 70% ni tashkil qiladi. Hujayra ichidagi reaktsiyalarning aksariyati suvli muhitda sodir bo'ladi. Hujayradagi suv erkin va bog'langan holatda bo'ladi.

Hujayra hayoti uchun suvning ahamiyati uning tuzilishi va xususiyatlari bilan belgilanadi. Hujayralardagi suv miqdori har xil bo'lishi mumkin. Hujayrada 95% suv erkindir. Organik va noorganik moddalar uchun erituvchi sifatida zarur. Hujayradagi barcha biokimyoviy reaktsiyalar suv ishtirokida sodir bo'ladi. Suv hujayradan turli moddalarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Suv yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va haroratning keskin o'zgarishini oldini oladi. 5% suv bog'langan holatda bo'lib, oqsillar bilan kuchsiz birikmalar hosil qiladi.

Minerallar hujayrada ular dissotsilangan holatda yoki organik moddalar bilan birgalikda bo'lishi mumkin.

Kimyoviy elementlar, metabolik jarayonlarda ishtirok etadigan va biologik faollikka ega bo'lganlar biogen deyiladi.

Sitoplazmatarkibida taxminan 70% kislorod, 18% uglerod, 10% vodorod, kaltsiy, azot, kaliy, fosfor, magniy, oltingugurt, xlor, natriy, alyuminiy, temir mavjud. Bu elementlar hujayra tarkibining 99,99% ni tashkil qiladi va deyiladi makroelementlar. Masalan, kaltsiy va fosfor suyaklarning bir qismidir. Temir gemoglobinning tarkibiy qismidir.

Marganets, bor, mis, sink, yod, kobalt - mikroelementlar. Ular hujayra massasining mingdan bir foizini tashkil qiladi. Mikroelementlar gormonlar, fermentlar va vitaminlar hosil bo'lishi uchun kerak. Ular organizmdagi metabolik jarayonlarga ta'sir qiladi. Masalan, yod qalqonsimon bez gormonining bir qismi, kobalt B 12 vitaminining bir qismidir.

Oltin, simob, radiy va boshqalar - ultramikroelementlar- hujayra tarkibining milliondan bir foizini tashkil qiladi.

Mineral tuzlarning etishmasligi yoki ko'pligi tananing hayotiy funktsiyalarini buzadi.

Organik moddalar

Kislorod, vodorod, uglerod, azot organik moddalar tarkibiga kiradi. Organik birikmalar polimerlar deb ataladigan katta molekulalardir. Polimerlar ko'plab takrorlanuvchi birliklardan (monomerlardan) iborat. Organik polimer birikmalariga uglevodlar, yog'lar, oqsillar, nuklein kislotalar va ATP kiradi.

Uglevodlar

Uglevodlaruglerod, vodorod, kisloroddan iborat.

Monomerlaruglevodlardir monosaxaridlar. Uglevodlar monosaxaridlar, disaxaridlar va polisaxaridlarga bo'linadi.

Monosaxaridlar- (CH 2 O) n formulali oddiy shakar, bu erda n - uchdan ettigacha bo'lgan har qanday butun son. Molekuladagi uglerod atomlarining soniga qarab triozalar (3C), tetrozalar (4C), pentozalar (5C), geksozalar (6C) va geptozalar (7C) farqlanadi.

TriozlarC 3 H 6 O 3 - masalan, glitseraldegid va dihidroksiaseton - nafas olish jarayonida oraliq mahsulot rolini o'ynaydi va fotosintezda ishtirok etadi. Tetrozalar C 4 H 8 O 4 bakteriyalarda uchraydi. Pentozalar C 5 H 10 O 5 - masalan, riboza - RNKning bir qismi, dezoksiriboza DNKning bir qismidir. Geksozalar - C 6 H 12 O 6 - masalan, glyukoza, fruktoza, galaktoza. Glyukoza hujayra uchun energiya manbai hisoblanadi. Fruktoza va galaktoza bilan birgalikda glyukoza disaxaridlar hosil bo'lishida ishtirok etishi mumkin.

Disaxaridlarsuv molekulasining yo'qolishi bilan ikkita monosaxarid (geksoza) o'rtasidagi kondensatsiya reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi.

Disaxaridlar formulasi C 12 H 22 O 11 Disaxaridlar orasida maltoza, laktoza va saxaroza eng keng tarqalgan.

Saxaroza yoki qamish shakar o'simliklarda sintezlanadi. Maltoza hayvonlarda hazm bo'lganda kraxmaldan hosil bo'ladi. Laktoza yoki sut shakari faqat sutda mavjud.

Polisaxaridlar (oddiy) ko'p miqdordagi monosaxaridlarning kondensatsiya reaktsiyasi natijasida hosil bo'ladi. Oddiy polisaxaridlarga kraxmal (o'simliklarda sintezlanadi), glikogen (hayvon va odamlarning jigar hujayralari va mushaklarida topiladi), tsellyuloza (o'simliklarda hujayra devorini hosil qiladi) kiradi.

Murakkab polisaxaridlar uglevodlarning lipidlar bilan o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi. Masalan, glikolipidlar membranalarning bir qismidir. Murakkab polisaxaridlar tarkibiga uglevodlarning oqsillar (glikoproteinlar) bilan birikmalari ham kiradi. Masalan, glikoproteinlar oshqozon-ichak trakti bezlari tomonidan chiqariladigan mukus tarkibiga kiradi.

Uglevodlarning funktsiyalari:

1. Energiya: Organizm energiyaning 60% ni uglevodlarning parchalanishidan oladi. 1 g uglevodlar parchalanganda 17,6 kJ energiya ajralib chiqadi.

2. Strukturaviy va qo'llab-quvvatlash: uglevodlar plazma membranasining bir qismi, o'simlik va bakteriya hujayralarining membranasi.

3. Saqlash: ozuqa moddalari (glikogen, kraxmal) hujayralarda saqlanadi.

4. Himoya: turli bezlar tomonidan ajratilgan sekretsiyalar (shilliq) ichi bo'sh organlar, bronxlar, oshqozon va ichaklarning devorlarini mexanik shikastlanishdan, zararli bakteriyalar va viruslardan himoya qiladi.

5. Ishtirok eting fotosintez.

Yog'lar va yog'ga o'xshash moddalar

Yog'laruglerod, vodorod, kisloroddan iborat. Monomerlar yog'lar yog 'kislotasi Va glitserin. Yog'larning xossalari yog' kislotalarining sifat tarkibi va ularning miqdoriy nisbati bilan belgilanadi. O'simlik yog'lari suyuq (yog'lar), hayvon yog'lari qattiq (masalan, cho'chqa yog'i). Yog'lar suvda erimaydi - ular hidrofobik birikmalardir. Yog'lar oqsillar bilan qo'shilib lipoproteinlarni, uglevodlar bilan qo'shilib glikolipidlarni hosil qiladi. Glikolipidlar va lipoproteinlar yog'ga o'xshash moddalardir.

Yog'ga o'xshash moddalar hujayra membranalari, membrana organellalari va asab to'qimalarining bir qismidir. Yog'lar glyukoza bilan qo'shilib, glikozidlar hosil qilishi mumkin. Masalan, digitoxin glikozid yurak kasalliklarini davolashda ishlatiladigan moddadir.

Yog'larning funktsiyalari:

1. Energiya: 1 g yog'ning karbonat angidrid va suvga to'liq parchalanishi bilan 38,9 kJ energiya chiqariladi.

2. Strukturaviy: hujayra membranasining bir qismidir.

3. Himoya: yog 'qatlami tanani hipotermiya, mexanik zarba va zarbalardan himoya qiladi.

4. Normativ: Steroid gormonlar metabolik jarayonlar va ko'payish jarayonlarini tartibga soladi.

5. Yog '- manba endogen suv. 100 g yog' oksidlanganda 107 ml suv ajralib chiqadi.

Sincaplar

Proteinlar tarkibida uglerod, kislorod, vodorod va azot mavjud. Monomerlar sincaplar aminokislotalar. Proteinlar yigirma xil aminokislotalardan hosil bo'ladi. Aminokislota formulasi:

Aminokislotalarning tarkibiga quyidagilar kiradi: NH 2 - asosiy xususiyatlarga ega bo'lgan aminokislotalar; COOH karboksil guruhi bo'lib, kislotali xususiyatlarga ega. Aminokislotalar bir-biridan radikallari bilan farq qiladi - R. Aminokislotalar amfoter birikmalardir. Ular oqsil molekulasida bir-biri bilan peptid bog'lari yordamida bog'lanadi.

Aminokislota kondensatsiyasi sxemasi (peptid bog'lanish hosil bo'lishi)

Birlamchi, ikkilamchi, uchinchi va to'rtlamchi oqsil tuzilmalari mavjud. Oqsil molekulasini tashkil etuvchi aminokislotalarning tartibi, miqdori va sifati uning birlamchi tuzilishini belgilaydi. Birlamchi tuzilishga ega bo'lgan oqsillar vodorod bog'lari yordamida spiralga qo'shilib, ikkilamchi struktura hosil qilishi mumkin. Polipeptid zanjirlari ma'lum bir tarzda ixcham tuzilishga buralib, globula (to'p) hosil qiladi - bu oqsilning uchinchi darajali tuzilishi. Aksariyat oqsillar uchinchi darajali tuzilishga ega. Aminokislotalar faqat globulaning yuzasida faoldir. Globulyar tuzilishga ega bo'lgan oqsillar birgalikda to'rtlamchi tuzilishni hosil qiladi. Bitta aminokislotani almashtirish oqsil xossalarining o'zgarishiga olib keladi (30-rasm).

Yuqori harorat, kislotalar va boshqa omillar ta'sirida oqsil molekulasining yo'q qilinishi mumkin. Bu hodisa denaturatsiya deb ataladi (31-rasm). Ba'zan denatüratsiya qilingan

Guruch. o'ttiz.Protein molekulalarining turli tuzilmalari.

1 - asosiy; 2 - ikkilamchi; 3 - uchinchi darajali; 4 - to'rtlamchi (qon gemoglobini misolida).

Guruch. 31.Protein denaturatsiyasi.

1 - denaturatsiyadan oldin oqsil molekulasi;

2 - denatüratsiyalangan oqsil;

3 - original oqsil molekulasini tiklash.

Sharoitlar o'zgarganda, cho'milgan oqsil yana tuzilishini tiklashi mumkin. Bu jarayon renaturatsiya deb ataladi va faqat oqsilning birlamchi tuzilishi buzilmaganda mumkin bo'ladi.

Proteinlar oddiy yoki murakkab bo'lishi mumkin. Oddiy oqsillar faqat aminokislotalardan iborat: masalan, albuminlar, globulinlar, fibrinogen, miyozin.

Murakkab oqsillar aminokislotalar va boshqa organik birikmalardan iborat: masalan, lipoproteinlar, glikoproteinlar, nukleoproteinlar.

Proteinlarning funktsiyalari:

1. Energiya. 1 g oqsil parchalanishi natijasida 17,6 kJ energiya ajralib chiqadi.

2. Katalitik. Biokimyoviy reaktsiyalar uchun katalizator sifatida xizmat qiladi. Katalizatorlar fermentlardir. Fermentlar biokimyoviy reaktsiyalarni tezlashtiradi, lekin yakuniy mahsulotlarning bir qismi emas. Fermentlar qat'iy o'ziga xosdir. Har bir substrat o'z fermentiga ega. Fermentning nomi substratning nomini va "ase" ni tugashini o'z ichiga oladi: maltaza, ribonukleaza. Fermentlar ma'lum haroratda (35 - 45 O C) faoldir.

3. Strukturaviy. Proteinlar membranalarning bir qismidir.

4. Transport. Masalan, gemoglobin umurtqali hayvonlarning qonida kislorod va CO 2 ni olib yuradi.

5. Himoya. Tanani zararli ta'sirlardan himoya qilish: antikorlarni ishlab chiqarish.

6. Kontrakt. Mushak tolalarida aktin va miyozin oqsillari mavjudligi sababli mushaklar qisqarishi sodir bo'ladi.

Nuklein kislotalar

Nuklein kislotalarning ikki turi mavjud: DNK(deoksiribonuklein kislotasi) va RNK(ribonuklein kislotasi). Monomerlar nuklein kislotalardir nukleotidlar.

DNK (deoksiribonuklein kislotasi). DNK nukleotidida azotli asoslardan biri mavjud: adenin (A), guanin (G), timin (T) yoki sitozin (C) (32-rasm), uglevod dezoksiriboza va fosfor kislotasi qoldig'i. DNK molekulasi bir-birini to'ldiruvchilik printsipiga ko'ra qurilgan qo'sh spiraldir. DNK molekulasida quyidagi azotli asoslar komplementar hisoblanadi: A = T; G = C. Ikkita DNK spirallari vodorod aloqalari bilan bog'langan (33-rasm).

Guruch. 32.Nukleotid tuzilishi.

Guruch. 33.DNK molekulasining bo'limi. Turli zanjirli nukleotidlarning to'ldiruvchi bog'lanishi.

DNK o'z-o'zini ko'paytirish (replikatsiya) qobiliyatiga ega (34-rasm). Replikatsiya ikki to'ldiruvchi ipning ajralishi bilan boshlanadi. Har bir zanjir yangi DNK molekulasini hosil qilish uchun shablon sifatida ishlatiladi. DNK sintezi jarayonida fermentlar ishtirok etadi. Ikki qiz molekulasining har biri, albatta, bitta eski spiral va bitta yangisini o'z ichiga oladi. Yangi DNK molekulasi nukleotidlar ketma-ketligi jihatidan eskisiga mutlaqo o'xshaydi. Ushbu replikatsiya usuli ona DNK molekulasida qayd etilgan ma'lumotlarning qiz molekulalarida aniq takrorlanishini ta'minlaydi.

Guruch. 34.DNK molekulasining duplikatsiyasi.

1 - shablon DNK;

2 - matritsa asosida ikkita yangi zanjir hosil qilish;

3 - qiz DNK molekulalari.

DNKning funktsiyalari:

1. Irsiy axborotni saqlash.

2. Genetik axborotning uzatilishini ta'minlash.

3. Xromosomada strukturaviy komponent sifatida mavjudligi.

DNK hujayra yadrosida, shuningdek, mitoxondriya va xloroplastlar kabi hujayra organellalarida mavjud.

RNK (ribonuklein kislotasi). Ribonuklein kislotalarning 3 turi mavjud: ribosoma, transport Va axborot RNK. RNK nukleotidi azotli asoslardan biri: adenin (A), guanin (G), sitozin (C), urasil (U), uglevod ribozasi va fosfor kislotasi qoldig'idan iborat.

Ribosomal RNK (rRNK) oqsil bilan birgalikda ribosomalarning bir qismidir. rRNK hujayradagi barcha RNKning 80% ni tashkil qiladi. Protein sintezi ribosomalarda sodir bo'ladi.

Messenger RNK (mRNK) hujayradagi barcha RNKning 1 dan 10% gacha qismini tashkil qiladi. mRNKning strukturasi DNK molekulasining ma'lum bir oqsil sintezi haqidagi ma'lumotni olib yuruvchi bo'limiga qo'shimcha bo'ladi. mRNKning uzunligi ma'lumot o'qilgan DNK bo'limining uzunligiga bog'liq. mRNK yadrodan sitoplazmadan ribosomagacha oqsil sintezi haqida ma'lumot olib boradi.

Transfer RNK (tRNK) barcha RNKning taxminan 10% ni tashkil qiladi. U trefoil shaklida qisqa nukleotid zanjiriga ega va sitoplazmada joylashgan. Trefoilning bir uchida ma'lum bir aminokislotalarni kodlaydigan nukleotidlarning uchligi (antikodon) joylashgan. Boshqa uchida aminokislota biriktirilgan nukleotidlarning uchligi joylashgan. Har bir aminokislota o'z tRNKsiga ega. tRNK aminokislotalarni oqsil sintezi joyiga olib boradi, ya'ni. ribosomalarga (35-rasm).

RNK yadro, sitoplazma, ribosoma, mitoxondriya va plastidalarda joylashgan.

ATP - adenazin trifosfor kislotasi. Adenazin trifosfor kislotasi (ATP) azotli asosdan iborat - adenin, shakar - riboza, Va uchta fosfor kislotasi qoldig'i(36-rasm). ATP molekulasi hujayrada sodir bo'ladigan biokimyoviy jarayonlar uchun zarur bo'lgan katta miqdordagi energiyani to'playdi. ATP sintezi mitoxondriyalarda sodir bo'ladi. ATP molekulasi juda beqaror

faol va bir yoki ikkita fosfat molekulalarini ajratishga qodir, katta miqdorda energiya chiqaradi. ATP molekulasidagi bog'lanishlar deyiladi makroergik.

ATP → ADP + P + 40 kJ ADP → AMP + P + 40 kJ

Guruch. 35. tRNKning tuzilishi.

A, B, C va D - bitta RNK zanjiridagi komplementar bog'lanish sohalari; D - aminokislota bilan bog'lanish joyi (faol markaz); E - molekula bilan to'ldiruvchi bog'lanish joyi.

Guruch. 36.ATP ning tuzilishi va uning ADP ga aylanishi.

O'z-o'zini nazorat qilish uchun savollar

1. Hujayradagi qanday moddalar noorganik moddalarga kiradi?

2. Hujayradagi qanday moddalar organik moddalarga kiradi?

3. Uglevodlarning monomeri nima?

4. Uglevodlar qanday tuzilishga ega?

5. Uglevodlar qanday vazifalarni bajaradi?

6. Yog'larning monomeri nima?

7. Yog'lar qanday tuzilishga ega?

8. Yog'lar qanday vazifalarni bajaradi?

9. Oqsil monomeri nima? 10.Oqsillar qanday tuzilishga ega? 11.Oqsillar qanday tuzilishga ega?

12.Oqsil molekulasi denaturatsiyalanganda nima sodir bo'ladi?

13.Oqsillar qanday vazifalarni bajaradi?

14.Qanday nuklein kislotalar ma'lum?

15.Nuklein kislotalarning monomeri nima?

16.DNK nukleotidiga nimalar kiradi?

17.RNK nukleotidining tuzilishi qanday?

18.DNK molekulasi qanday tuzilishga ega?

19.DNK molekulasi qanday vazifalarni bajaradi?

20. rRNKning tuzilishi qanday?

21.mRNKning tuzilishi qanday?

22.tRNKning tuzilishi qanday?

23.Ribonuklein kislotalar qanday vazifalarni bajaradi?

24.ATF ning tuzilishi qanday?

25.ATF hujayrada qanday vazifalarni bajaradi?

"Hujayralarning kimyoviy tarkibi" mavzusining kalit so'zlari

azotli asosli albumin

aminokislotalar guruhi amino kislotalar

amfoter birikmalar

antikodon

bakteriyalar

sincaplar

biologik faollik biologik katalizator

biokimyoviy reaktsiyalar

kasallik

moddalar

turning o'ziga xosligi

vitaminlar

suv

vodorod aloqalari ikkilamchi tuzilish antikor ishlab chiqarish yuqori haroratli galaktoza geksozlar gemoglobin geparin

hidrofobik birikmalar

glikogen

glikozidlar

glikoproteinlar

glitserin

sharsimon

globulinlar

glyukoza

gormonlar

guanin

qo'sh spiral dezoksiriboza denatürasyon disaxarid

dissotsiatsiyalangan holat

DNK

ma'lumotlar birligi tirik organizm hayvonlarning hayotiy faoliyati yog 'kislotalari yog' to'qimalari yog'ga o'xshash moddalar yog'lar

ozuqa moddalarining ortiqcha ta'minoti

individual o'ziga xoslik

energiya manbai

tomchilar

karboksil guruhi

sifatli kislota

hujayra devori kodoni

harorat o'zgarishi

miqdori

bir-birini to'ldirish

yakuniy mahsulotlar

suyaklar

kraxmal

laktoza

davolash

lipoproteinlar

makronutrientlar

makroergik aloqalar

maltoz

vazn

hujayra membranasi

mikroelementlar

mineral tuzlar

miyozin

mitoxondriyalar

molekulasi

sut shakar

monomer

monosaxarid

mukopolisaxaridlar

mukoproteinlar

irsiy ma'lumotlarning etishmasligi

noorganik moddalar asab to'qimalari nuklein kislotalar nukleoproteinlar nukleotidlar almashinuvi metabolik jarayonlar organik moddalar pentozalar

peptid bog'lari birlamchi tuzilish kislorod o'tkazuvchi mevalar

teri osti to'qimasi

polimer polisakkarid

yarim o'tkazuvchan membrana

buyurtma

yo'qotish

suvning kirib borishi

foiz

radikal

halokat

parchalanish

hal qiluvchi

o'simlik

Split

kondensatsiya reaktsiyasi

renaturatsiya

riboza

ribonukleaza

ribosoma

RNK

shakar

qon ivishi

erkin davlat

bog'langan holat

urug'lar

yurak

oqsil sintezi

qatlam

tupurik

kontraktil oqsillar

tuzilishi

substrat

issiqlik o'tkazuvchanligi

tetroza timin

to'qimalarning o'ziga xosligi

uchinchi darajali tuzilish

shamrok

triozlar

uchlik

qamish shakar uglevodlari

ultramikroelementlar

urasil

syujet

fermentlar

fibrinogen

formula

fosfor kislotasi fotosintez fruktoza funktsiyasi

kimyoviy elementlar

xloroplastlar

xromosoma

tsellyuloza

zanjir

sitozin

sitoplazma

to'rtlamchi tuzilish to'pi

qalqonsimon bez

elementlar

yadro

Hujayradagi kimyoviy elementlarning tarkibiga ko'ra ular guruhlarga bo'linadi: makroelementlar, mikroelementlar va ultramikroelementlar.

Makroelementlar orasida alohida guruh quyidagilardan iborat organogen elementlar(O, C, H, N), ular barcha organik moddalarning molekulalarini tashkil qiladi.

Makroelementlar, ularning hujayradagi roli.Organogen elementlar - kislorod, uglerod, vodorod va azot hujayra kimyoviy tarkibining ≈98% ni tashkil qiladi. Ular ikkita elektronni (har bir atomdan bittadan) almashish orqali osongina kovalent bog'lanishni hosil qiladi va shu bilan hujayrada turli xil organik moddalarni hosil qiladi.

Hayvonlar va inson hujayralaridagi boshqa makroelementlar (kaliy, natriy, magniy, kaltsiy, xlor, temir) ham hayotiy ahamiyatga ega bo'lib, taxminan 1,9% ni tashkil qiladi.

Shunday qilib, kaliy va natriy ionlari hujayradagi osmotik bosimni tartibga soladi, yurak faoliyatining normal ritmini, nerv impulsining paydo bo'lishi va o'tkazilishini aniqlaydi. Kaltsiy ionlari qon ivishida va mushak tolalarining qisqarishida ishtirok etadi. Erimaydigan kaltsiy tuzlari suyaklar va tishlarning shakllanishida ishtirok etadi.

Magniy ionlari ribosomalar va mitoxondriyalarning ishlashida muhim rol o'ynaydi. Temir gemoglobinning bir qismidir.

Mikroelementlar, ularning hujayradagi roli. Mikro- va ultramikroelementlarning biologik roli ularning foizi bilan emas, balki fermentlar, vitaminlar va gormonlar tarkibiga kirganligi bilan belgilanadi. Masalan, kobalt B12 vitaminining bir qismi, yod tiroksin gormonining bir qismi, mis oksidlanish-qaytarilish jarayonlarini katalizlovchi fermentlarning bir qismidir.

Ultramikroelementlar, ularning hujayradagi roli. Ularning konsentratsiyasi 0,000001% dan oshmaydi. Bular quyidagi elementlardir: oltin, kumush, qo'rg'oshin, uran, selen, seziy, berilliy, radiy va boshqalar Ko'pgina kimyoviy elementlarning fiziologik roli hali aniqlanmagan, ammo ular tananing normal ishlashi uchun zarurdir. Masalan, selen ultramikroelementining etishmasligi saraton rivojlanishiga olib keladi.

Tirik organizmlar hujayralari tarkibidagi asosiy kimyoviy elementlarning biologik ahamiyati haqidagi umumlashtirilgan ma'lumotlar 4.1-jadvalda keltirilgan.

Muayyan hududning tuprog'ida muhim kimyoviy element etishmasligi bo'lsa, bu mahalliy aholining tanasida uning etishmasligiga olib keladi. endemik kasalliklar.

Barcha kimyoviy elementlar hujayrada ionlar shaklida bo'ladi yoki kimyoviy moddalarning bir qismidir.

Jadval 4.1 Hujayraning asosiy kimyoviy elementlari va ularning organizmlar hayoti va faoliyati uchun ahamiyati

Element	Belgi	Tarkib	Hujayralar va organizmlar uchun ahamiyati
Uglerod	o	15-18
Kislorod	N	65-75 1,5-3,0	Hujayraning barcha organik birikmalarining asosiy tarkibiy qismi
Azot	H	8-10	Aminokislotalarning asosiy komponenti
Vodorod	K	0.0001	Hujayraning barcha organik birikmalarining asosiy tarkibiy qismi
Fosfor	S	0,15-0,4	Suyak to'qimasi va tish emalining bir qismi, nuklein kislotalar, ATP va ba'zi fermentlar
Kaliy	Cl	0,15-0,20	Hujayrada faqat ionlar shaklida bo'ladi, oqsil sintezi fermentlarini faollashtiradi, yurak faoliyati ritmini belgilaydi va fotosintez jarayonlarida ishtirok etadi.
Oltingugurt	Ca	0,05-0,10	Ba'zi aminokislotalar, fermentlar, B vitaminining bir qismi
Xlor	Mg	0,04-2,00	Hayvon organizmidagi eng muhim salbiy ion, me'da shirasining HC1 komponenti
Kaltsiy	Na	0,02-0,03	O'simliklar, suyaklar va tishlarning hujayra devorining bir qismi qon ivishini va mushak tolasining qisqarishini faollashtiradi
Magniy	Fe	0,02-0,03	Xlorofill molekulalarining bir qismi, shuningdek, suyaklar va tishlar energiya almashinuvini va DNK sintezini faollashtiradi.
Natriy	I	0,010-0,015	Hujayrada faqat ionlar shaklida mavjud bo'lib, u yurak faoliyatining normal ritmini belgilaydi va gormonlar sinteziga ta'sir qiladi.
Temir	Cu	0,0001	Ko'pgina fermentlarning bir qismi, gemoglobin va miyoglobin, xlorofill biosintezida, nafas olish va fotosintez jarayonlarida ishtirok etadi.
Yod	Mn	0,0002	Qalqonsimon bez gormonlarini o'z ichiga oladi
Mis	Mo	0.0001	U ba'zi fermentlarning bir qismi bo'lib, qon hosil bo'lishi, fotosintez va gemoglobin sintezi jarayonlarida ishtirok etadi.
Marganets	Co	0,0001	U ba'zi fermentlarning bir qismidir yoki ularning faolligini oshiradi, suyaklarning rivojlanishida, azotning assimilyatsiyasida va fotosintez jarayonida ishtirok etadi.
Molibden	Zn	0.0001	U ba'zi fermentlarning bir qismi bo'lib, o'simliklar tomonidan atmosfera azotini biriktirish jarayonlarida ishtirok etadi.
Kobalt	o	0,0003	B12 vitaminining bir qismi, o'simliklar tomonidan atmosfera azotini biriktirishda va qizil qon hujayralarining rivojlanishida ishtirok etadi.
Sink	N	15-18	Ba'zi fermentlarning bir qismi o'simlik gormonlari (fuchsin) sintezida va spirtli fermentatsiyada ishtirok etadi.

Hujayra kimyoviy moddalari