Химический состав клетки
Химический состав клетки
Химический состав клетки
Молекулярный состав клетки сложен и разнороден. Отдельные соединения — вода и минеральные вещества — встречаются также и в неживой природе; другие — органические соединения (углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и др.) — характерны для живых организмов. Таким образом, отличие живого или неживого в химическом отношении проявляется уже на молекулярном уровне.
Белки
Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам. На долю белков приходится 50-80% сухой массы. Молекулярная масса белков огромна (от десятков тысяч до многих сотен тысяч условных единиц): у белка яйца — альбумина — она составляет 36 000, у гемоглобина — 65 000, а у сократительного белка мышц (актомиозина) — 1 500 000, в то время как у молекулы глюкозы она равна 180.
Белки
Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам. На долю белков приходится 50-80% сухой массы. Молекулярная масса белков огромна (от десятков тысяч до многих сотен тысяч условных единиц): у белка яйца — альбумина — она составляет 36 000, у гемоглобина — 65 000, а у сократительного белка мышц (актомиозина) — 1 500 000, в то время как у молекулы глюкозы она равна 180.
Химический состав клетки
Молекулярный состав клетки сложен и разнороден. Отдельные соединения — вода и минеральные вещества — встречаются также и в неживой природе; другие — органические соединения (углеводы, жиры, белки, нуклеиновые кислоты и др.) — характерны для живых организмов. Таким образом, отличие живого или неживого в химическом отношении проявляется уже на молекулярном уровне.
Белки
Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам. На долю белков приходится 50-80% сухой массы. Молекулярная масса белков огромна (от десятков тысяч до многих сотен тысяч условных единиц): у белка яйца — альбумина — она составляет 36 000, у гемоглобина — 65 000, а у сократительного белка мышц (актомиозина) — 1 500 000, в то время как у молекулы глюкозы она равна 180.
Белки
Из всех органических веществ в клетке ведущая роль принадлежит белкам. На долю белков приходится 50-80% сухой массы. Молекулярная масса белков огромна (от десятков тысяч до многих сотен тысяч условных единиц): у белка яйца — альбумина — она составляет 36 000, у гемоглобина — 65 000, а у сократительного белка мышц (актомиозина) — 1 500 000, в то время как у молекулы глюкозы она равна 180.
В строении молекул белков различают четыре уровня организации:
1
Первичная структура
— полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности прочными пептидными связями (возникающими между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой). В результате образуется длинная полипептидная цепь.
2
Вторичная структура
— полипептидная цепь, закрученная в виде спирали. В ней между пептидными связями соседних витков возникают малопрочные водородные связи.
3
Третичная структура
— представляет собой причудливую, но для каждого белка специфическую конфигурацию — глобулу (клубок), в которой переплетаются участки белковой цепи.
4
Четвертичная структура
— типична не для всех белков. Она возникает при соединении нескольких макромолекул, образующих агрегаты. Например, гемоглобин крови представляет агрегат из четырех макромолекул белка.
В строении молекул белков различают четыре уровня организации:
1
Первичная структура
— полипептидная цепь из аминокислот, связанных в определенной последовательности прочными пептидными связями (возникающими между аминогруппой одной аминокислоты и карбоксильной группой другой). В результате образуется длинная полипептидная цепь.
2
Вторичная структура
— полипептидная цепь, закрученная в виде спирали. В ней между пептидными связями соседних витков возникают малопрочные водородные связи.
3
Третичная структура
— представляет собой причудливую, но для каждого белка специфическую конфигурацию — глобулу (клубок), в которой переплетаются участки белковой цепи.
4
Четвертичная структура
— типична не для всех белков. Она возникает при соединении нескольких макромолекул, образующих агрегаты. Например, гемоглобин крови представляет агрегат из четырех макромолекул белка.
Такая сложность структуры белковых молекул связана с разнообразием функций, свойственных этим биополимерам.
Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре (в конце XIX в.), отсюда и получили название («нуклеус» — ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию и определяют синтез белка.
Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основное место нахождения ДНК — ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречается в ядрышках, в рибосомах и цитоплазме клеток.
ДНК – это очень длинная молекула, состоящая из структурных элементов – нуклеотидов. Имеется 4 вида нуклеотидов – это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Цепочка нуклеотидов схематически выглядит следующим образом: GGААТCТААG.… Вот такая последовательность нуклеотидов и есть цепочка ДНК.
Соединяются комплементарные нуклеотиды водородными связями. Удвоение молекулы ДНК — ее уникальная способность, обеспечивающая передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним.
Этот процесс получил название редупликации ДНК. Он осуществляется следующим образом. Незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручивается, и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две самостоятельные цепи. На каждой половине из свободных нуклеотидов клетки, по принципу комплементарности, выстраивается вторая цепь. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две совершенно одинаковые молекулы. Таким образом, процесс редупликации обеспечивает точное копирование информации и передачу ее из поколения в поколение.
ДНК называют веществом наследственности, так как биологическая наследственная информация закодирована в ее молекулах с помощью химического кода. В клетках всех живых существ один и тот же код. В его основе лежит последовательность соединений в нитях ДНК четырех азотистых оснований: А, Т, Г, Ц.
Рибонуклеиновая кислота, или РНК — это молекула, похожая на ДНК, но не используемая для того, чтобы хранить генетическую информацию (за исключением РНК-содержащих вирусов). Вместо этого РНК выполняет множество различных функций в клетке, например, служит временной копией генетической информации.
Подобно ДНК, молекулы РНК содержат последовательность четырех химических «оснований», в данном случае это урацил (У), аденин (А), цитозин (Ц) и гуанин (Г). Каждое основание также прикрепляется к молекуле сахара (ри-боза) и молекуле фосфата, таким образом формируется нуклеотид. Иногда основы объединяются друг с другом (У с А, Ц с Г) и образуют двойную спиральную структуру, как в ДНК, но РНК, как правило, состоит из одной цепи.
«Матричные» РНК (мРНК) — это молекулы с небольшой продолжительностью жизни, которые копируют клетки ДНК и доставляют их к рибосоме — системе выработки белка в клетках. Рибосома дешифрует их и синтезирует белок. «Транспортные» РНК (тРНК) — это молекулы, которые прикрепляются к отдельным аминокислотам и тащат их к рибосоме, где к ним добавляются белки.
Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре (в конце XIX в.), отсюда и получили название («нуклеус» — ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию и определяют синтез белка.
Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основное место нахождения ДНК — ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречается в ядрышках, в рибосомах и цитоплазме клеток.
ДНК – это очень длинная молекула, состоящая из структурных элементов – нуклеотидов. Имеется 4 вида нуклеотидов – это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Цепочка нуклеотидов схематически выглядит следующим образом: GGААТCТААG.… Вот такая последовательность нуклеотидов и есть цепочка ДНК.
Соединяются комплементарные нуклеотиды водородными связями. Удвоение молекулы ДНК — ее уникальная способность, обеспечивающая передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним.
Этот процесс получил название редупликации ДНК. Он осуществляется следующим образом. Незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручивается, и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две самостоятельные цепи. На каждой половине из свободных нуклеотидов клетки, по принципу комплементарности, выстраивается вторая цепь. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две совершенно одинаковые молекулы. Таким образом, процесс редупликации обеспечивает точное копирование информации и передачу ее из поколения в поколение.
ДНК называют веществом наследственности, так как биологическая наследственная информация закодирована в ее молекулах с помощью химического кода. В клетках всех живых существ один и тот же код. В его основе лежит последовательность соединений в нитях ДНК четырех азотистых оснований: А, Т, Г, Ц.
Рибонуклеиновая кислота, или РНК — это молекула, похожая на ДНК, но не используемая для того, чтобы хранить генетическую информацию (за исключением РНК-содержащих вирусов). Вместо этого РНК выполняет множество различных функций в клетке, например, служит временной копией генетической информации.
Подобно ДНК, молекулы РНК содержат последовательность четырех химических «оснований», в данном случае это урацил (У), аденин (А), цитозин (Ц) и гуанин (Г). Каждое основание также прикрепляется к молекуле сахара (ри-боза) и молекуле фосфата, таким образом формируется нуклеотид. Иногда основы объединяются друг с другом (У с А, Ц с Г) и образуют двойную спиральную структуру, как в ДНК, но РНК, как правило, состоит из одной цепи.
«Матричные» РНК (мРНК) — это молекулы с небольшой продолжительностью жизни, которые копируют клетки ДНК и доставляют их к рибосоме — системе выработки белка в клетках. Рибосома дешифрует их и синтезирует белок. «Транспортные» РНК (тРНК) — это молекулы, которые прикрепляются к отдельным аминокислотам и тащат их к рибосоме, где к ним добавляются белки.
Такая сложность структуры белковых молекул связана с разнообразием функций, свойственных этим биополимерам.
Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре (в конце XIX в.), отсюда и получили название («нуклеус» — ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию и определяют синтез белка.
Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основное место нахождения ДНК — ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречается в ядрышках, в рибосомах и цитоплазме клеток.
ДНК – это очень длинная молекула, состоящая из структурных элементов – нуклеотидов. Имеется 4 вида нуклеотидов – это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Цепочка нуклеотидов схематически выглядит следующим образом: GGААТCТААG.… Вот такая последовательность нуклеотидов и есть цепочка ДНК.
Соединяются комплементарные нуклеотиды водородными связями. Удвоение молекулы ДНК — ее уникальная способность, обеспечивающая передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним.
Этот процесс получил название редупликации ДНК. Он осуществляется следующим образом. Незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручивается, и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две самостоятельные цепи. На каждой половине из свободных нуклеотидов клетки, по принципу комплементарности, выстраивается вторая цепь. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две совершенно одинаковые молекулы. Таким образом, процесс редупликации обеспечивает точное копирование информации и передачу ее из поколения в поколение.
ДНК называют веществом наследственности, так как биологическая наследственная информация закодирована в ее молекулах с помощью химического кода. В клетках всех живых существ один и тот же код. В его основе лежит последовательность соединений в нитях ДНК четырех азотистых оснований: А, Т, Г, Ц.
Рибонуклеиновая кислота, или РНК — это молекула, похожая на ДНК, но не используемая для того, чтобы хранить генетическую информацию (за исключением РНК-содержащих вирусов). Вместо этого РНК выполняет множество различных функций в клетке, например, служит временной копией генетической информации.
Подобно ДНК, молекулы РНК содержат последовательность четырех химических «оснований», в данном случае это урацил (У), аденин (А), цитозин (Ц) и гуанин (Г). Каждое основание также прикрепляется к молекуле сахара (ри-боза) и молекуле фосфата, таким образом формируется нуклеотид. Иногда основы объединяются друг с другом (У с А, Ц с Г) и образуют двойную спиральную структуру, как в ДНК, но РНК, как правило, состоит из одной цепи.
«Матричные» РНК (мРНК) — это молекулы с небольшой продолжительностью жизни, которые копируют клетки ДНК и доставляют их к рибосоме — системе выработки белка в клетках. Рибосома дешифрует их и синтезирует белок. «Транспортные» РНК (тРНК) — это молекулы, которые прикрепляются к отдельным аминокислотам и тащат их к рибосоме, где к ним добавляются белки.
Нуклеиновые кислоты — это высокомолекулярные органические соединения, имеющие первостепенное биологическое значение. Впервые они были обнаружены в ядре (в конце XIX в.), отсюда и получили название («нуклеус» — ядро). Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию и определяют синтез белка.
Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). Основное место нахождения ДНК — ядро клетки. ДНК обнаружена также в некоторых органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли). РНК встречается в ядрышках, в рибосомах и цитоплазме клеток.
ДНК – это очень длинная молекула, состоящая из структурных элементов – нуклеотидов. Имеется 4 вида нуклеотидов – это аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Цепочка нуклеотидов схематически выглядит следующим образом: GGААТCТААG.… Вот такая последовательность нуклеотидов и есть цепочка ДНК.
Соединяются комплементарные нуклеотиды водородными связями. Удвоение молекулы ДНК — ее уникальная способность, обеспечивающая передачу наследственной информации от материнской клетки дочерним.
Этот процесс получил название редупликации ДНК. Он осуществляется следующим образом. Незадолго перед делением клетки молекула ДНК раскручивается, и ее двойная цепочка под действием фермента с одного конца расщепляется на две самостоятельные цепи. На каждой половине из свободных нуклеотидов клетки, по принципу комплементарности, выстраивается вторая цепь. В результате вместо одной молекулы ДНК возникают две совершенно одинаковые молекулы. Таким образом, процесс редупликации обеспечивает точное копирование информации и передачу ее из поколения в поколение.
ДНК называют веществом наследственности, так как биологическая наследственная информация закодирована в ее молекулах с помощью химического кода. В клетках всех живых существ один и тот же код. В его основе лежит последовательность соединений в нитях ДНК четырех азотистых оснований: А, Т, Г, Ц.
Рибонуклеиновая кислота, или РНК — это молекула, похожая на ДНК, но не используемая для того, чтобы хранить генетическую информацию (за исключением РНК-содержащих вирусов). Вместо этого РНК выполняет множество различных функций в клетке, например, служит временной копией генетической информации.
Подобно ДНК, молекулы РНК содержат последовательность четырех химических «оснований», в данном случае это урацил (У), аденин (А), цитозин (Ц) и гуанин (Г). Каждое основание также прикрепляется к молекуле сахара (ри-боза) и молекуле фосфата, таким образом формируется нуклеотид. Иногда основы объединяются друг с другом (У с А, Ц с Г) и образуют двойную спиральную структуру, как в ДНК, но РНК, как правило, состоит из одной цепи.
«Матричные» РНК (мРНК) — это молекулы с небольшой продолжительностью жизни, которые копируют клетки ДНК и доставляют их к рибосоме — системе выработки белка в клетках. Рибосома дешифрует их и синтезирует белок. «Транспортные» РНК (тРНК) — это молекулы, которые прикрепляются к отдельным аминокислотам и тащат их к рибосоме, где к ним добавляются белки.
