| Химическая организация клетки |
|
В состав клетки входит около 70 химических элементов периодической системы Д.И. Менделеева. В живых организмах приблизительно 98% массы составляют 4 элемента: водород, кислород, углерод, азот. Такое различие обусловлено особенностями химических свойств перечисленных элементов, вследствие чего они оказались наиболее подходящими для формирования молекул, выполняющих биологические функции. Водород, кислород, углерод, азот способны образовывать прочные ковалентные связи посредством спаривания электронов, принадлежащих двум атомам. Кислород, углерод и азот образуют и одинарные и двойные связи, благодаря чему получаются самые разнообразные соединения. Особенно важна способность атомов углерода взаимодействовать друг с другом путем возникновения ковалентных углерод-углеродных связей. Каждый углеродный атом может установить ковалентные связи с четырьмя атомами углерода. Ковалентно связанные атомы углерода могут формировать каркасы бесчисленного множества различных органических молекул. Атомы углерода легко вступают в ковалентные связи с кислородом, азотом, серой, органические молекулы достигают исключительной сложности и разнообразия строения. В заметных количествах в клетке содержатся натрий, калий, кальций, хлор, фосфор, сера, железо, магний. Каждый из них выполняет важную функцию в клетке. Ионы K+, Na+, Cl- обеспечивают проницаемость клеточных мембран для различных веществ и проведение импульса по нервному волокну. Кальций и фосфор участвуют в формировании костной ткани. Кальций является одним из факторов, влияющих на процесс свертывания крови. Железо входит в состав гемоглобина - белка эритроцитов, связывающего кислород. Магний в клетках зеленых растений - компонент хлорофилла - пигмента, обеспечивающего преобразование солнечной энергии в энергию химических связей (фотосинтез), в клетках животных находится в составе ряда ферментов. Остальные элементы (цинк, медь, йод, фтор и др.) содержатся в живых организмах в очень малых количествах - в общей сложности до 0,02% и встречаются главным образом в специализированных клетках, где участвуют в образовании биологически активных веществ. Цинк входит в молекулу гормона поджелудочной железы инсулина, регулирующего углеводный обмен, йод - компонент гормона щитовидной железы тироксина, регулирующего интенсивность обмена веществ и рост организма в процессе развития. Все химические элементы находятся в организме либо в виде ионов, либо входят в состав тех или иных соединений - молекул неорганических и органических веществ. |