Хімічні основи життя

Організми тварин і рослин отримують всі необхідні елементи з навколишньої природи. В клітинах міститься близько 90 хімічних елементів, 24 з них мають відоме вченим призначення. Чи виконують інші елементи якусь функцію або просто потрапляють в організми разом з їжею та повітрям, поки не встановлено. Залежно від змісту в організмах елементи ділять на три групи.

В першу групу входять О (65-70%), C (15-18%), Н (8-10% о) і N (1,5-3% о). Ці елементи складають близько 97% о маси клітини, тому їх називають макроелементами.

Другу групу становлять Р, S, Cl і метали: К, Са, Mg, Na і Fe. На їх частку припадає близько 3% о речовини клітини: Mg входить до складу хлорофілу, від змісту Ca залежить згортання крові, Ca і P беруть участь у формуванні кісткової тканини, Fe є необхідною складовою гемоглобіну-білка, що бере участь в переносі кисню до тканин, Na, K і Cl забезпечують транспорт речовин через клітинну мембрану.

Основний внесок в побудову молекул життєво важливих сполук вносять макроелементи разом з S і P, тому їх називають біогенними, або біоелементами. Макроелементи разом з S входять до складу білків, а разом з P – до складу нуклеїнових кислот; О, Н, С утворюють ліпіди (з S і P) і вуглеводи.

Третя група об’єднує інші елементи. Їх не більше 0,1% о речовини клітини, однак це не означає, що без них організм може легко обійтися. Наприклад, I (0,0001% о) входить до складу гормону щитовидної залози тироксину, регулюючого ріст і інтенсивність обміну речовин, Zn (0,003% о) – до складу більш ніж ста різних ферментів. Зміст Cu в організмах тварин – не більше 0,0002% о, але недолік міді в грунті і, як наслідок, в рослинах призводить до масових захворювань сільськогосподарських тварин. Сполуки бору необхідні для нормального розвитку рослин, а селен входить до складу ферменту глютатіонпероксидази, що оберігає клітини від руйнування. Елементи третьої групи підрозділяють на мікро – (10-12-10-3%) і ультрамікроелементи (не більше 1012%). До останніх відносять Ag, Au, Hg, Be, U, As і ін. Біологічна роль багатьох з них не виявлено.

Живі істоти мають здатність вибірково накопичувати в собі речовини, що поглинаються з навколишнього середовища. Так, кисню в грунті міститься 49%, а в рослинах – 70%; кремнію, навпаки, у грунті – 33%, а в рослинах – всього 0,15%. У грунті і водоймах дуже мало іонів К і багато іонів Na, в клітці же, навпаки, багато іонів К і мало іонів Na. Поки клітина жива, вона стійко підтримує свій хімічний склад, відмінний від складу навколишнього середовища.

Всі хімічні сполуки утворюють два великі класи: неорганічні і органічні. Органічні сполуки містять вуглець, його наявність є їх відмінною ознакою. З усього різноманіття органічних сполук особливе біологічне значення мають нуклеїнові кислоти, білки, вуглеводи і ліпіди (жири). До складу типової тваринної клітини ці речовини входять до наступних примірних співвідношеннях:

Білки 15-18% ліпіди 2-5% полісахариди 2%

РНК 1,1-6% ДНК 0,25-1%


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 3.50 out of 5)

Хімічні основи життя