Wszystko o chemicznych aspektach komórki
Prawa rządzące zjawiskami fizycznymi i chemicznymi materii żywej są takie same, jak prawa materii nieożywionej. Jednak zjawiska życiowe wynikają z substancji wysoce zorganizowanych w jednostki zwane komórkami.
Do utrzymania swojej struktury i wykonywania swoich funkcji komórka potrzebuje wody, soli mineralnych, węglowodanów, lipidów, białek, kwasów nukleinowych i trifosforanu adenozyny.
Woda
Woda stanowi około 70% objętości komórkowej. Rozpuszczalnik wielu substancji, służy do transportu materiałów wewnątrz i międzykomórkowo oraz bierze udział w wielu reakcjach chemicznych. Dlatego wszystkie komórki posiadają mechanizm utrzymujący stałą zawartość wody.
Ilość wody jest zróżnicowana w zależności od rodzaju i wieku organizmu oraz aktywności metabolicznej narządu lub tkanek: jest większa u organizmów młodszych oraz w tkankach i narządach najbardziej aktywnych.
Białka
Białka są podstawową substancją istot żywych. Biorą udział w błoniastych, rurkowych, włóknistych i ziarnistych strukturach wszystkich komórek. Są składnikami kości (osseyrla), mięśni (aktyna, miozyna, mioglobina), krwi (albumina, globulina, protrombina, fibrynogen), skóry (keratyna), ścięgien, nerwów, hormonów, przeciwciał i białek.
Rodnik –NH białek pełni funkcję zasady, a rodnik –COOH pełni funkcję kwasu. W zależności od równości liczby tych rodników lub przewagi jednego nad drugim, białka mogą być obojętne, zasadowe lub kwaśne. Stąd znaczenie pH roztworów, w których się znajdują.
Wśród produktów bogatych w białko można wymienić mleko i jego pochodne (sery, twarożki, jogurty, serki koagulowane), mięso, jaja, . rośliny strączkowe (fasola, fasolka szparagowa, soja, groch, soczewica, łubin, orzeszki ziemne, ciecierzyca itp.).
Komórki roślinne syntetyzują 20 rodzajów aminokwasów, z których składają się potrzebne nam białka, podczas gdy zwierzęta potrafią syntetyzować tylko część z nich. Dlatego warto zadbać o urozmaiconą dietę, dzięki której otrzymamy wszystkie niezbędne aminokwasy.
Sole mineralne
Sole mineralne można znaleźć w postaci niezdysocjowanej i zdysocjowanej na jony. W pierwszym przypadku tworzą szkielety, pancerze, muszle i skorupki jaj wielu zwierząt lądowych. W formie zdysocjowanej sole mineralne uczestniczą w licznych czynnościach komórkowych.
Przykłady:
Jony żelaza (Fe” i Fe”') odgrywają ważną rolę w reakcjach łańcucha oddechowego (transport elektronów) oraz w składzie hemoglobiny we krwi; gdzie jego niedobór powoduje anemię.
Jony jodkowe (I) biorą udział w tworzeniu hormonów tarczycy. Dlatego w opakowaniach soli kuchennej;
Oprócz chlorku sodu (NaCl); musi być także jodek sodu (NaI).
Jony węglanowe (C0) i wodorowęglanowe (HC0) odgrywają ważną rolę w utrzymaniu równowagi kwasowo-zasadowej w środowiskach wewnątrzkomórkowych.
Kwasy nukleinowe
Kwasy stanowią grupę substancji, które kierują syntezą enzymów i tym samym kontrolują aktywność chemiczną komórki.
Istnieją dwa rodzaje kwasów nukleinowych: kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) i kwas rybonukleinowy (RNA). Obie są makrocząsteczkami zbudowanymi z trzech składników: cukru – deoksyrybozy (DNA) i rybozy (RNA): zasad organicznych azotowych purynowych i pirymidynowych: kwasu fosforowego.
- Zasady purynowe: adenina (A) i guanina (G)
- Zasady pirymidynowe: tymina (T), cytozyna © i uracyl (U)
Zasada, cukier i kwas fosforowy łączą się, tworząc nukleotyd, który jest jednostką kwasów nukleinowych. Ponieważ istnieje pięć zasad azotowych, powstaje pięć różnych nukleotydów.
DNA składa się z czterech różnych nukleotydów, nukleotydu adeninowego, nukleotydu teminy, nukleotydu guaniny i nukleotydu cytozyny, które są ułożone w długie łańcuchy lub sekwencje, tworząc polinukleotyd.
DNA występuje w jądrze, mitochondriach i chloroplastach. W jądrze występuje w chromosomach połączonych z białkami. RNA znajduje się zarówno w jądrze, jak i cytoplazmie. DNA jest głównie związane z dziedzicznym przekazywaniem cech, a RNA jest związane z kontrolą aktywności komórkowej.
Lipidy
Lipidy to mieszaniny substancji organicznych z przewagą estrów. Lipidy mają następujące właściwości fizyczne:
- Są nierozpuszczalne w wodzie i rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych (benzen, chloroform, eter, alkohol);
- Są tłuste w dotyku;
- Pozostawiają na papierze półprzezroczystą plamę.
Z biologicznego punktu widzenia lipidy są ważnymi substancjami, ponieważ wraz z białkami tworzą żywe błony komórkowe (błona plazmatyczna, błona jądrowa) i ściany wielu narządów komórkowych (retikulum endoplazmatyczne, mitochondria, kompleks Golgiego itp.) W stanie wolnym w swojej formie są dostawcami energii i mogą się kumulować, tworząc rezerwę energii i pełniąc funkcję izolatora termicznego (w tkance tłuszczowej).
