Kakšna je kemična sestava živih bitij?

The Kemična sestava živa bitja temelji naorganske molekule in nekateri anorganski elementi, bolj ali manj v enakih razmerjih in da izvajajo podobne funkcije v vseh njih.

Živi organizmi so sestavljeni iz celic in te celice imajo v svoji organizaciji različne stopnje zapletenosti. Nekateri so razmeroma preprosti, na primer bakterije, za druge pa so značilni bolj zapleteni vzorci organizacije, z veliko več elementov v njihovi notranji organizaciji pa pri večini evkariontskih celic.

Fotografija "Oblako3011" v www.Pixabay.com

Strukturni elementi žive snovi so sestavljeni iz biomolekul, glavne sestavine večine teh biomolekul pa so v primeru človeka, na primer ogljika (50%), kisika (20%), vodika (10%) , Dušik (8.5%), kalcija (4%) in fosfor (2.5%) (vse vrednosti, povezane s suho težo).

Teh šest elementov predstavlja približno 95% celotne sestave organske snovi, preostalih 5% ustreza drugim elementom, kot so: kalij, žveplo, natrij, klor, magnezij, železo, mangan in jod.

Treba je opozoriti, da je večina sestave organizmov (več kot 60% telesne teže) voda v tekočem stanju, kar je temeljni element za življenje.

Ta tekoči medij daje celicam najpomembnejše potrebne pogoje in razvite so vse ustrezne biokemične reakcije za preživetje.

[TOC]

Kemična sestava živih bitij

- Zapletene biomolekule

Več glavnih elementov, ki vstopajo v sestavo žive snovi, je združenih v različnih razmerjih, da tvorijo različne sklope majhnih organskih molekul, kar posledično služi kot strukturni elementi za oblikovanje bolj zapletenih biomolekul.

Razmerje med temi strukturnimi elementi in glavnimi kompleksnimi biomolekulami organizmov je naslednje:

- Deksiribonukleotidi in deoksiribonukleinska kislina (DNK)

- Ribonukleotidi in ribonukleinska kislina (RNA)

- Aminokisline in beljakovine

- Monosaharidi in polisaharidi

- Maščobne in lipidne kisline

Deksiribonukleotidi in deoksiribonukleinska kislina

Deoksiribonukleična ali DNK kislina vsebuje dedna informacija o vseh živih, prokariotskih bitjih in evkariotih. Ta pomembna biomolekula določa tudi glavne značilnosti celice, tako iz morfološkega kot presnovnega, strukturnega in njegovega razvojnega vidika.

DNK kodira potrebne informacije za sintezo beljakovin, pa tudi za sintezo RNA, kar je še ena pomembna organska molekula, potrebna za sintezo in nadzor številnih celičnih procesov.

Vam lahko služi: aseksualna reprodukcija

To je polimer, sestavljen iz dveh nizov podenot, imenovanih nukleotidi, katerih strukture tvorijo deoksiribozno molekulo (monosaharid 5 ogljikovih atomov), ena ali več fosfatov in dušikova podstavek enega ali dveh RAZPOROČIL ).

DNK -ove raočeve baze so adenin (A) in gvanin (G), medtem ko sta pirimidinski baze timin (t) in citozin (c).

Linearno se nukleotidi istega pramena DNK medsebojno pridružijo prek fosfodiésterskih povezav, ki so sestavljene iz fosfatnih skupin in sladkorjev, na katere so kovalentno združeni.

Osnove, ki so prisotne v enem od pramenov, se dopolnijo s tistimi, ki se s temi soočajo v drugem nizu, vodikov mostovi, vedno na enak način: adenin s timinom (at) in gvanin s citozinom (GC).

Različne baze dušika v DNK in RNA.
Uporabniški Vir: SponkTranslation: Uporabnik: JCfidy [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Ribonukleotidi in ribonukleinska kislina

Tako kot DNK je tudi ribonukleinska kislina biomolekula in je tista, ki je odgovorna za proces združevanja aminokislin, ki sestavljajo beljakovine, pa tudi v drugih bolj zapletenih procesih regulacije in nadzora genske ekspresije.

Je tudi biopolimer, vendar nukleotidi, ki ga tvorijo. Imajo tudi eno ali več fosfatnih skupin in njihove dušikove baze se razlikujejo glede na tiste iz DNK, v katerih gvanin ni, ampak Uracil (U).

Aminokisline in beljakovine

Beljakovine so biomolekule, ki lahko dosežejo različne stopnje zapletenosti in so bistveno vsestranske glede na strukturo in funkcijo. Te ne samo dajejo strukturi in obliki celicam, ampak imajo lahko tudi dejavnosti, ki omogočajo hiter razvoj bistvenih biokemičnih reakcij (encimi).

Ne glede na vrsto beljakovin, ki se pogovarjajo, vsi tvorijo osnovni "bloki" amino kisline, ki so molekule, ki imajo "asimetrični" atom ogljika, pritrjene na amino skupino (-NH2), na karboksilno skupino (-cooh), na vodikov atom (-H) in na skupino R, ki jih razlikuje.

Grafični prikaz strukture ribosomskega proteina (vir: Jawahar Swaminathan in MSD osebje na Evropskem inštitutu za bioinformatiko [Public Domain] prek Wikimedia Commons)

Najpogostejše aminokisline v naravi so 20 in so razvrščene glede na identiteto skupine R; to so:

Lahko vam služi: flora in favna

- Asparagin, glutamin, tirozin, serin, treonin (polar)

- Asparaktična kislina, glutaminska kislina, arginin, lizin, histidin (tisti z obremenitvijo) in

- Glicin, alanin, valin, levcin, izolevcin, triptofan, prolin, cistein, metionin in fenilalanin (apolarno).

Ko je DNK prevedena v molekulo RNA, vsak nukleotidni trojček predstavlja kodo, ki pove strukturi, ki sintetizira beljakovine (ribosome), kakšno vrsto aminokisline naj se vključi v rastočo peptidno verigo.

Polipeptidi, ki tvorijo beljakovine Peptidna povezava Med karboksilnim ogljikom aminokisline in dušikom sosednje aminokislinske skupine.

Monosaharidi in polisaharidi

Ogljikovi hidrati so iz najpogostejših biomolekul v živih bitjih. Izpolnjujejo osnovne funkcije, kot so strukturni, prehranski elementi, znaki itd. Nastajajo jih kemični kompleksi ogljika, vodika in kisika v različnih razmerjih.

Rastline so iz glavnih naravnih proizvajalcev ogljikovih hidratov in večina živali je odvisna od njih, ker izvlečejo energijo, vodo in ogljik.

Celuloza, strukturni biopolimer (vir: Vicente Net [CC by (https: // createCommons.Org/licence/by/4.0)] prek Wikimedia Commons)

Strukturni ogljikovi hidrati zelenjave (celuloza, lignin itd.), Kot tudi rastline (škrob) in številne živali (glikogen), so bolj ali manj zapleteni polisaharidi, ki so sestavljeni iz polimerov preprostih ali monosaharidnih sladkornih enot (predvsem glukoza).

Maščobne in lipidne kisline

Lipidi so vodno netopne spojine, ki predstavljajo temeljno snov biološke, osnovne membrane z funkcionalnega in strukturnega stališča vseh živih celic.

So amfipatične molekule, to so molekule, ki imajo hidrofilni konec in še en hidrofobni. Nastajajo jih verige maščobnih kislin, povezanih z ogljikovim okostjem.

Nekateri najpogostejši lipidi (vir: originalni nalagalnik je bil LMAPS na angleški Wikipediji. [GFDL 1.2 (http: // www.GNU.Org/licence/stare licence/fdl-1.2.html)] prek Wikimedia Commons)

Maščobne kisline so ogljikovodiki, torej sestavljeni samo iz ogljikovih in vodikovih atomov.

Povezava več dvoslojnih lipidov je tisto, kar omogoča nastanek membrane in značilnosti hidrofobnosti te strukture ter prisotnost celovitih in perifernih beljakovin.

Lahko vam služi: kaspasas: kaj so, struktura, vrste, funkcije

- Voda

Fotografija Joséja Manuela Suáreza [cc by (https: // createCommons.Org/licence/by/2.0)], prek Wikimedia Commons

Voda (H2O) je eden najpomembnejših kemičnih elementov za živa bitja in celice, ki jih sestavljajo. Večina telesne teže živali in rastlin je sestavljena iz te brezbarvne tekočine.

S pomočjo fotosinteze, ki jo izvajajo rastline, je voda glavni vir kisika, ki ga dihajo živali, in tudi vodikovi atomi, ki so del organskih spojin.

Velja za univerzalno topilo in njegove lastnosti so še posebej pomembne za razvoj skoraj vseh biokemičnih reakcij, ki so značilne za žive organizme.

Če je predvideno s celičnega vidika, se voda razdeli na "predelke":

• Intracelični prostor, kjer citosol tvori voda z drugimi mešanimi snovmi, tekočino, v kateri so evkariontske celične organele suspendirane.
• Zunajcelični prostor, ki je sestavljen iz okolja, ki obdaja celice, bodisi v tkivu bodisi v naravnem okolju (enocelični organizmi).

- Ioni

Večina kemičnih elementov v celicah je v obliki zgoraj omenjenih biomolekul in mnogi drugi so v tem besedilu izpuščeni. Vendar so drugi pomembni kemični elementi v obliki ionov.

Celične membrane so na splošno neprepustne za ione, raztopljene v notranjem ali zunanjem okolju celic, zato jih lahko vstopijo ali zapustijo prek prevoznikov ali posebnih kanalov.

Ionska koncentracija zunajceličnega ali citosolnega medija vpliva na osmotske in električne značilnosti celic, pa tudi na različne celične signalne procese, ki so odvisni od teh.

Med najpomembnejšimi ioni za živalske in rastlinske tkive so kalcij, kalij in natrij, klor in magnezij.

Reference

1. Alberts B, Johnson A, Lewis J et al. Biologija celične molekularne. 4. izdaja. New York: Garland Science; 2002. Kemične sestavine celice. Na voljo pri: NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
2. Gladyshev, g. Str., Kitaeva, d. K., & Ovcharenko in. N. (devetnajst devetdeset šest). Zakaj se kemična sestava živih stvari prilagaja okolju? Journal of Biological Systems, 4 (04), 555–564.
3. Murray, r. K., Granner, d. K., Mayes, str. Do., & Rodwell, v. W. (2014). Harperjeva ilustrirana biokemija. McGraw-Hill.
4. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Lehningerjeva načela biokemije. Macmillan.
5. Prescher, j. Do., & Bertozzi, c. R. (2005). Kemija v živih sistemih. Nature Chemical Biology, 1 (1), 13-21.
6. Salomon, e. Str., Berg, l. R., & Martin, D. W. (2011). Biologija (9. izd.). Brooks/Cole, Cengage Learning: ZDA.