Биология | Клетканың химиялық құрамы

Клетка заттарының ішінде салмағы жағынан су бірінші орында. Түрлі клетқадағы судың мөлшері түрліше болады. Клеткада судың көп болуы оның қызметінің дұрыс болуының басты шарты. Мысалы, мидың клеткаларында 80%-ке жуық су болады, ал май ұлпасының белсенділігі кем клеткаларында 40%-тен аспайды.Судан айырылған клетканың белсенділігі кемиді. Суының көпшілігінен айырылған клеткалар барлық тіршілік белгілерінен айырылады. Мұндай хал-күйді анабиоз деп атайды. Анабиоз күйінде клеткалар ұзақ уақыт болуы мүмкін. Дымқылданғаннан кейін қайтадан тіршілік күйі қалпына келеді. Су еріткіш клетка заттардың көпшілігін су ерітіндісі күйінде қабылдайды және қалдық заттарды клеткадан су ерітіндісі күйінде шығарылады. Клекадағы реакциялардың көпшілігі су ерітіндісі ретінде ғана жүреді.Су-көптеген реакцияларға тікелей қатысады.Мысалы, белоктардың, майлардың, көмірсулардың және басқа заттардың ыдырауы осы заттардың сумен әрекеттесуінің нәтижесінде жүреді.Мұндай реакцияларды гидролиз реакциясы деп атайды. Организмнің, ұлпалардың,клеткалардың жылу реттелуін-де су маңызды роль атқарады. Заттар алмасу реакцияларына да су қажет.Су және оның диссоцациясының өнімдері-сутегі мен гидроксил иондары-белоктардың, нуклейн қышқыл- дарының, липидтердің, сол сияқты мембраналар мен басқа клеткалық компоненттердің биологиялық қасиеттері мен құрылымын анықтаушы маңызды факторлар.
Клеткалардың сыртқы пішіні жағынан түрліше болуы және оның функциясыда да айырмашылықтың байқалуы белоктарға байланысты. Белоктар-тірі клетканың негізгі құрамды бөлігі. Белоктардың протеиндері деп те атайды. Оның бұл аты гректің протос-алғашқы деген ұғымды білдіретін сөзінен шыққан. Белоктың тіршіліктегі бірінші орындағы маңызын көрсетеді.
Белоктар клетканың басты құрылыс материалы ғана емес, сонымен бірге клеткада жүретін барлық процестерді реттейді. Коссельдің, Гофмейстердің және Эмиль Фишердің жұмыстарынан кейін белоктардың аминқышқылдарынан тұратыны анықталды.
Клеткада белоктардың саны өте көп. Ең кішкене және құрылысы жабайы бактериядағы түрлі белоктардың саны бір-екі мың, ал адамның клеткаларында 100-000-ға жетуі мүмкін. Белоктардың малекулалық массасы бірнеше мыңнан бірнеше миллионға дейін ауытқиды. Табиғи белоктарда жиырма түрлі аминқышқылдар кездеседі. Клеткаларда басқа органикалық қосылыстарға қарағанда белоктар көп болады. Клеткалардың жалпы құрғақ массасының 50%-нен астамы белоктардың үлесіне тиеді. Белоктарда кездесетін аминқышқылдарының бәрі аминқышқылдар котегориясына жатады. Табиғатта сирек болса да аминқышқылдарының Д-изомері де кездеседі, бірақ та олар еш уақытта белоктардың құрамында байқалған жоқ.
Белоктардың екі типі бар,фибриллалық және глобулалық. Ұзын жіп пішінді макро-малекулалар тобы фибриллалық немесе мембраналық құрылымдарды құрайды. Глобулалық белоктар клеткаларды құрауда ерекше роль атқарады.Фибриллалық белоктар әдетте ерімейді. Глобулалық белоктарда макромалекулалардың топтары көбінесе және немесе жиналып орналасады. Олардың әрқайсысы құрамында кем дегенде 200 аминқышқылы бар тәртіпсіз шатасып жатқан жіптерге ұқсайды. Глобулалық белоктардың көпшілігінің бетінде химиялық белсенді топтар болады. Олар маңызды рөл атқаратын энзимдер. Протейіндік макромалекулалар липидтермен, көмірсулармен қосылады. Соны-мен құрылымдық және функционалдық маңызы өте үлкен макромалекулалардың ком-плекстері қалыптасады.
Гистондар мен протаминдер клеткалық механизмдерде маңызды рөл атқаратын негізгі протейндер. Суда ерімейтін глобулиндер өте көп. Олар миозин, тиреоглобулимн, фибрионоген. Глобулиндердің құрамында гликолкол болады.
Ерімейтін және азды-көпті гидролизденетін склеропротениендерге коллаген, серицин, жібектің фиброин және элестин жатады. Белоктармен көмісулардан түзілген заттар гликопротейндердің тобына кіреді. Мысалы, муцин мен мукополосахаридтер және күрделі белоктар. Белоктардың алуан түрлі болуы оларға тірі организмде құрылымдық және метаболизмдік функциялар атқаруға мүмкіншілік береді. Адам организмінде 10000 астам түрлі белоктар бар, олардың бәрі бірдей стандарттық аминқышқылдарынан құралған. Белоктардағы аминқышқылдарынан құралған. Белоктардағы аминқышқылдарының кезектесуі оның биологиялық функциясын анықтайды. Клеткалар мен ұлапларды 170-тен астам түрлі аминқышқылдары байқалады, бірақта белоктардың құрамында бәрі бірдей кездеспейді. Бұл аминқышқылдарының көпшілігі белоктарда болатын аминқышқылдарының туындысы В,Ү және О аминқышқылдары да мәлім. Белоктардың құрамында олардың 26- сы ғана байқалады, бірақ та 20 аминқышқылы белоктардың әдеттегі компаненттері. Жануарлар клеткалары аминқышқылдарын синтездей алмайды. Біздің клекаларымыз өзіне меншікті белоктарды аминқышқылдарынан құрасты-рады.
Белоктар алуан түрлі функциолар атқарады, химиялық реакциаларды катализатолардың міндетін атқарады, жиырылғыш жүйелердің құрамына құрылымдық элементтер ретінде кіреді, қоректік заттардың қоры да болады, түрлі заттарды тасымалдауға қатысады, гормондар мен қорғаушы агенттердің міндетін атқарады. Организмге түскен антигенге жауап ретінде омыртқаларда иммунноголобулиндер немесе антиденелер пайда болады.(Антиген ), (Антисоматоген),(Гректің анти-қарсы,сома-деген,геннан-құраушы) деген сөздердің қысқартылуынан пайда болған. Аудармасы (антиденені құраушы).
Антиденелер өздігінен пайда болмайды, антиген болған жағдайда ғана пайда болады. Антиденелер-белоктар (ү-глобулиндер ).
Нуклейн қышқылдарын 22 жастағы швецариалық дәрігер Фридрих Мишер 1870 жылы іріңнің клеткаларынан ашқан. Нуклейн қышқылдары клеткалардың бәрінде де болады. Нуклейн қышқылдары ерекше биологиялық маңызы бар химиялық қосылыс. Барлық жануарлар организмдердің гендік материялы.Тірі организмдердің бәрінде ДНК және РНК, күінде болады. Кейбір вирустарда, мысалы, темекі мозайкасының вирусында полимелиттің вирусында ғана РНК болады, басқаларында тек ДНК , мысалы бактериофагаттарда, аденовирустарды және осповакциндерде. Бактериялар мен жоғары сатыдағы организмдерде нуклейн қышқылдарының екі типі де кездеседі. ДНК негізінде ядрода орналасқан, интерфаза кезінде хроматиннің құрамына кіреді ядродағы ДНК белоктармен қосылып, нуклеонпротейіндер құрайды. ДНК митохондриаларда, хлоро-пластларда және басқа өзін-өзі құраушы органойдтарда да болады. Ядрода ол ядрошықта, нуклеплазимада және хроматинде орналасқан. Цитоплазмада рибосомалардың негізгі бөлігін құрайды.
Нуклей қышқылдарының көмірсу компанентінен (пентозадан дезок-сипнтозадан ) азоттың негіздерінен пуриндер мен пиримидиндерден және фосфор қышқылынан тұрады. Нуклейн қышқылдарының мономері фосфор қышқылының бір малекуласының, пе,нтозаның бір малекуласының және бір пуриндік немесе примединдік негіздің қосылуының нәтижесінде пайда болған нуклеотид. Нуклеотидтердің құрамындағы пентозанегіздің комбинациясын нуклеозид деп атайды, мысалы, дезоситимидин тиминнің нуклеозиді болып есптеледі. Полинуклеотидтің тізбегіндегі фосфор қышқылы байланыстарушы звеноның рөлін атқарады.
Нуклейн қышқылдарының құрамына пентозалардың екі типі кіреді-РНК-да ри-боза, ДНК-да дезоксирибоза. Басты пиримидиндік негіздер цитозин,тимин және урацил. Цитозин ДНК мен РНК-да табылған,ал тимин ДНК-ға тән, урацил РНК-ға ДНК мен РНК пентозаның құрылымымен ғана ажыраиайды, сонымен бірге примидиндік негізбен де ажырамайды. ДНК мен РНК -да болатын басқа пуридиндік негіздер аденин мен гуанин.
Организмдегі нуклеотидтердің рөлі нуклеин қышқылдарын құраумен аяқталмайды, кейбір маңызды
коферменттер де нуклеотидтер немесе олардың туындылары. Мысалы, аденозинмонофосфат (АМФ),аденозиндифосфат(АДФ)және аденозинтрифосфат(АТФ)кофермент А,никотиамид-адениндинуклеотид (НАД), никотин-амедаденин-диннуклеотид фосфат (НАДФ)және флавинадениндинуклеотид(ФАД).
Уотсон мен Крик ДНК-ның екі полинкклеотидтік тізбектен туратынын анықтады. Тізбектің әрқайсысы оңға қарап ширатылған. РНК-ның ДНК-дан айырмасы көпшілігінде бір тізбектен тұрады. РНК барлық тірі клеткаларда кездеседі. Оның ДНК -дан айырмасы құрамында пентоза ретінде рибоза, ал приимидиндік негіздерден-урацил болады. РНК-ның үш типі бар, матрицалық немесе информациялық РНК тасымалдаушы РНК және рибосомалық РНК -ның уш типі де тікелей ДНК -да синтезделеді. Клеткадағы РНК мөлшері клетканың өндіретін белогының мөлшеріне байланысты.
Матрецалық немесе информациялық РНК клекадағы барлық РНК -ның
3-5% құрайды. Матрецалық РНК -ның көпшілігі клеткада қысқа мерзімде болады, бактериялық клеткада олардың өмірі бірнеше минутқа созылады, ал сүтқоректілердің эритроцидтерінде ядро жойылғаннан кейін де гемоглобиннің синтезі бірнеше кунге созылуы мүмкін.
Рибосомалық РНК клетканың барлық РНК-ның 80% -нен астамын құрайды. РНК цитоплазмадан болады белок малекулаларымен байланысып рибосомалар деп аталатын клеткалық оргеналлаларды құрайды.
Тасымалдаушы РНК -ның болтын жорамалдаған Крик , ал оны ашқан 1955жылы Хогленд.Әрбір аминқышқылының ерекше тРНКбар. Бұлардың бәрі цитоплазмадағы амин-қышқылының рибосомаларға жеткізеді. Клекадағы РНК 15% жуығы тРНК -ның үлесіне тиеді. Белгілі аминқышқылдарын тасымалдайтын түрлі тРНК -ның саны жиырмадан анағұрлым көп.
Көмірсулар кең тараған қосылыстар тобы. Жалпы формуласы (СН2О)п. Көмірсулар өсімдіктер тірі затының негізгі массасын құрайды. Өсімдіктерде олар құрылымдық функция атқарады және қоректік заттардың қоры.
Көмірсулардың бәрі альдегиттер немесе катиондар және олардың малекуласында әрдайым бірнеше гидроксил болады. Химиялық қасиеттерін осы группалар анықтайды.
Көмірсулар үш классқа бөлінеді,моносахаридтер, дисахаридтер және полисахаридтер.
Моносахаридтер -жәй қанттар. Малекуладағы көміртегінің атомдарының санына байланысты моносахаридтер триоза (3С)тетроза (4С)пентоза(5С)гексоза(6С)және гептоза деп ажыратады. Табиғаттажиі кездесетіні -пентоза мен гексоза.Малекуласында жеті көміртегінен артық бірде-бір қант болмайды.Д-рибоза тірі жүйенің маңызды және универсалды компонент. Д-рибоза және оның туындысы дезоксирибоза энергиямен информацияны жеткізетін реакцияға қатысады. Моносахаридтер бір-бірімен қосылып олигосахаридтер (гректің олиго-аз және sakkharon-қант деген сөздерінен шыққан ) деп атлатын қанттың 2-9 қалдықтарынан тұратын тізбектер құрай алады. Олигосахаридтердің ішіндегі ең маңыздысы - дисахаридтер. Дисахаридтердің ең кең таралғандары - мальтоза, лактоза,сахароза.Мальтоза , амилаза ферментінің әсерінен крахмалдың қорытылуы кезінде пайда болады. Мысалы , жануарлар организмінде немесе тұқым көктеген кезде.Лактоза немесе сүт қанты тек сүтте болады. Сахароза барлық фотосинтездеуші өсімдіктерге тән, сонымен бірге жануарларға төменгі малекулалық қоректік зат бола алады.
Полисахаридтер малекулалары тоғыз моносахаридтік қалдықтардан тұратын тізбек тәрізді қосылыстар.Гликоген мен крахмал - жануарлар мен өсімдіктердің басты полисахаридтері. Гликоген - жануарлар клеткаларының маңызды энергия көзі. Бауыр мен бұлшық ет клеткаларында көп болады. Бауырдың гликогені өзара - а глюкозидтік байла - ныспен қосылған, глюкозаның 30 000 қалдығынан тұратын полимер. Глюкоген үнемі ыды рап тұрады және бауырдың глюкозасы мен бұлшық еттің сүт қышқылынан жаңадан түзіле ді.
Крахмал өсімдіктер клеткаларында жиналатын жарық микроскопымен гранула немесе дән күйінде көрінетін қоректік заттың қоры.
Целлюлоза - өзінше немесе басқа қосылыстармен бірігіп кездесетін өсімдіктердің негізгі құрылымдық компоненті. ....