КОЈИ ЈЕ ХЕМИЈСКИ САСТАВ ЖИВИХ БИЋА? - БИОЛОГИЈА - 2025

Хемијски састав живих бића се заснива на органских молекула и појединих неорганских елемената, више или мање у истим пропорцијама и који обављају сличне функције у свима.

Живи организми су састављени од ћелија и ове ћелије представљају различите степене сложености у својој организацији. Неке су релативно једноставне, попут бактерија, а друге карактеришу сложенији обрасци организације, са много више елемената у њиховој унутрашњој организацији, као што је случај у већини еукариотских ћелија.

Фотографију «облако3011» на ввв.пикабаи.цом

Структурни елементи живе материје се састоје од биомолекула, а главни састојци већине ових биомолекула су, на пример, код људи угљен (50%), кисеоник (20%), водоник (10%). ), азот (8,5%), калцијум (4%) и фосфор (2,5%) (све вредности у односу на суву тежину).

Ових шест елемената представља отприлике 95% укупне композиције органске материје, преосталих 5% одговара осталим елементима као што су: калијум, сумпор, натријум, хлор, магнезијум, гвожђе, манган и јод.

Треба напоменути да је највећи део састава организама (више од 60% телесне тежине) вода у течном стању, што је основни елемент живота јер су у њу уроњене и унутарћелијске структуре и саме ћелије. .

Овај течни медијум обезбеђује ћелијама најважније потребне услове и у њему се одвијају све релевантне биохемијске реакције за преживљавање.

хемијски састав живог бића

- Сложене биомолекуле

Неколико главних елемената који улазе у састав живе материје комбинују се у различитим пропорцијама и формирају различите сетове малих органских молекула, који заузврат служе као структурни елементи за формирање сложенијих биомолекула.

Однос између ових структурних елемената и главних сложених биомолекула организама је следећи:

- Деоксирибонуклеотиди и деоксирибонуклеинска киселина (ДНК)

- Рибонуклеотиди и рибонуклеинска киселина (РНА)

- Аминокиселине и протеини

- Моносахариди и полисахариди

- Масне киселине и липиди

Деоксирибонуклеотиди и деоксирибонуклеинска киселина

Деоксирибонуклеинска киселина или ДНК садрже наследне информације о свим живим бићима, прокариотима и еукариотима. Ова важна биомолекула такође одређује главне карактеристике ћелије, са морфолошког, метаболичког, структуралног и развојног становишта.

ДНК кодира информације потребне за синтезу протеина, као и оне потребне за синтезу РНА, која је још један важан органски молекул неопходан за синтезу и контролу многих ћелијских процеса.

То је полимер састављен од две нити подјединица названих нуклеотиди чије структуре су формиране молекулом деоксирибозе (моносахарид са 5 атома угљеника), једне или више фосфатних група и азотне базе са једним или два прстена (пурин или пиримидин, редом).

Пуричне базе ДНК су аденин (А) и гванин (Г), док су пиримидинске базе тимин (Т) и цитозин (Ц).

Линеарно, нуклеотиди истог ланца ДНК међусобно су спојени фосфодиестерским везама, које се састоје од фосфатних група и шећера за које су ковалентно повезане.

Базе присутне у једном ланцу су комплементарне онима које су супротне овим у другом ланцу помоћу водоничних веза, увек на исти начин: аденин са тимином (АТ) и гванин са цитозином (ГЦ ).

Различите азотне базе у ДНК и РНА.
Изворни корисник: Спонктранслатион: Корисник: Јцфиди

Рибонуклеотиди и рибонуклеинска киселина

Као и ДНК, рибонуклеинска киселина је биомолекула и одговорна је за процес везивања аминокиселина које чине протеине, као и других сложенијих процеса регулације и контроле експресије гена.

То је такође биополимер, али нуклеотиди који га формирају називају се рибонуклеотиди, јер моносахарид који их формира није деоксирибоза, као у ДНК, већ рибоза. Такође имају једну или више фосфатних група и њихове азотне базе се разликују од оних ДНК у томе што не постоји гванин, већ урацил (У).

Аминокиселине и протеини

Протеини су биомолекуле које могу достићи различит степен сложености и значајно су разноврсне у погледу структуре и функције. Они не само да ћелији дају структуру и облик, већ могу имати и активности које омогућавају брзи развој суштинских биохемијских реакција (ензима).

Без обзира на врсту протеина о којој је реч, сви се састоје од основних „градивних блокова“ који се називају аминокиселине , а то су молекуле које имају „асиметрични“ атом угљеника везан на амино групи (-НХ2), на карбоксилну групу (-ЦООХ), атом водоника (-Х) и група Р која их разликује.

Графички приказ структуре рибосомалног протеина (Извор: Јавахар Сваминатхан и особље МСД-а у Европском институту за биоинформатику путем Викимедиа Цоммонса)

Најчешћих аминокиселина у природи је 20 и класификоване су према идентитету Р групе; су:

- аспарагин, глутамин, тирозин, серин, треонин (поларни)

- аспарагинска киселина, глутаминска киселина, аргинин, лизин, хистидин (они са набојем) и

- глицин, аланин, валин, леуцин, изолеуцин, триптофан, пролин, цистеин, метионин и фенилаланин (аполарни).

Једном када се ДНК претвори у молекулу РНК, сваки нуклеотидни троплет представља код који структури која синтетише протеине (рибосоме) говори о томе која врста аминокиселина треба да се угради у растући пептидни ланац.

Производе се полипептиди који чине протеине, захваљујући сједињењу њихових аминокиселина, које се састоји од успостављања пептидне везе између угљеника карбоксилне групе аминокиселине и азота амино групе суседне аминокиселине.

Моносахариди и полисахариди

Угљикохидрати су једна од најобилнијих биомолекула живих бића. Они испуњавају основне функције као што су структурни, прехрамбени, сигнални елементи итд. Састоји се од хемијских комплекса угљеника, водоника и кисеоника у различитим омјерима.

Биљке су један од главних произвођача природних угљених хидрата и већина животиња од њих зависи у свом издржавању, јер из њих црпе енергију, воду и угљеник.

Целулоза, структурални биополимер (Извор: Виценте Нето преко Викимедиа Цоммонс)

Структурни угљени хидрати поврћа (целулоза, лигнин итд.), Као и резервни угљени хидрати биљака (скроб) и многих животиња (гликоген), су више или мање сложени полисахариди који се састоје од полимера једноставних или шећерних јединица. моносахариди (углавном глукоза).

Масне киселине и липиди

Липиди су нерастворљива једињења у води која чине основну супстанцу биолошких мембрана, елементарну с функционалног и структуралног аспекта свих живих ћелија.

Они су амфипатски молекули, то јест молекули који имају хидрофилни и хидрофобни крај. Сачињени су од ланаца масних киселина везаних за карбон угљеника, углавном глицерола, чији је трећи "слободни" атом угљеника везан за одређени супституент који сваком молекули даје идентитет.

Неки од најчешћих липида (Извор: Оригинални учитавач су били Лмапс на енглеској Википедији. Виа Викимедиа Цоммонс)

Масне киселине су угљоводоници, односно састоје се искључиво од атома угљеника и водоника који су повезани.

Повезаност више липида у облику двослоја је оно што омогућава формирање мембране, а карактеристике хидрофобности ове структуре, као и присуство интегралних и периферних протеина чине ову полупропусну структуру.

- Вода

Фотографију написао Јосе Мануел Суарез, са Викимедиа Цоммонс

Вода (Х2О) је један од најважнијих хемијских елемената за жива бића и ћелије које их чине. Велики део телесне тежине животиња и биљака састоји се од ове безбојне течности.

Кроз фотосинтезу коју спроводе биљке, вода је главни извор кисеоника који животиње удишу, а такође и атоми водоника који су део органских једињења.

Сматра се универзалним растварачем и његова својства га чине посебно важним за развој готово свих биохемијских реакција које карактеришу живе организме.

Ако се посматра са ћелијског становишта, вода је подељена на "преграде":

• Унутарћелијски простор, где цитосол формира вода са другим мешаним материјама, течност у којој су суспендоване органеле еукариотских ћелија.
• Изванстанични простор, који се састоји од окружења које окружује ћелије, било у ткиву било у природном окружењу (једноћелијски организми).

- Иони

Велики део хемијских елемената у ћелијама налази се у облику горе споменутих биомолекула, а многи други изостављени из овог текста. Међутим, и други важни хемијски елементи су у облику јона.

Ћелијске мембране су опћенито неосјетљиве на јоне растворене у унутрашњем или вањском окружењу ћелија, па их могу унијети или напустити кроз транспортере или посебне канале.

Јонска концентрација ванћелијског медија или цитосола утиче на осмотске и електричне карактеристике ћелија, као и на различите ћелијске процесе сигнализације који зависе од њих.

Међу најважније јоне за животињска и биљна ткива спадају калцијум, калијум и натријум, хлор и магнезијум.

Референце

1. Албертс Б, Јохнсон А, Левис Ј и др. Молекуларна биологија ћелије. 4. издање Нев Иорк: Гарланд Сциенце; 2002. Хемијске компоненте ћелије. Доступно од: нцби.нлм.них.гов
2. Гладисхев, ГП, Китаева, ДК и Овчаренко, ЕН (1996). Зашто се хемијски састав живих бића прилагођава окружењу? Часопис за биолошке системе, 4 (04), 555-564.
3. Мурраи, РК, Граннер, ДК, Маиес, ПА и Родвелл, ВВ (2014). Харпер-ова илустрована биохемија. Мцграв-Хилл.
4. Нелсон, ДЛ, Лехнингер, АЛ и Цок, ММ (2008). Лехнингерови принципи биохемије. Мацмиллан.
5. Пресцхер, ЈА, Бертоззи, ЦР (2005). Хемија у живим системима. Природна хемијска биологија, 1 (1), 13-21.
6. Соломон, ЕП, Берг, ЛР и Мартин, ДВ (2011). Биологија (9. изд.). Броокс / Цоле, Ценгаге Леарнинг: УСА.