Cercetarile privitoare la
compozitia chimica a celulei au scos in evidenta faptul ca toate elementele
identificate in celulele organismelor se gasesc si in afara acestora, adica in
mediul natural.Dar ,spre deosebire de acesta, in celulele vii elementele
chimice se gasesc in concentratii diferite.Acest fapt se datoreste capacitatii
invelisurilor celulare de a selecta numai acele elemente necesare desfasurari
metabolismuli cellular.
Peste 95% din masa
celulei este reprezentata de 4 elemente: oxygen, carbon, hydrogen si azot. Alte
cateva procente sunt reprezentate de A, P, K, S, Na, Fe, Mg, Cl, Cu, s.a.
Dupa modelul de
participare la alcatuirea substantei vii, elementele chimice au fost inpartite
in:
•macroelemente:
O, C, H, N, P, K, Ca, S, Mg, Fe, Na, Cl, Al
•microelemente:
Mn, B, Sr, Cu, Ti, Zn, Si, Bo, Br, F, Rb, Sn, Ni
Acestea se afla in
proportii cuprinde intre miimi de procente, zecimi de miimi de procente si
sutimi de miimi de procent.
•ultramicroelemente:
As, Mo, Co, I, Pb, Hg, Ag, Au, Ra
Aceestea se afla
in proportii infime, de ordinul milionimilor de procent.
Micro si
ultramicroelementele, participand in proportii atat de mici in viata celulei,
au fost denumite oligoelemente.
Elementele chimice
din celula vie nu sunt independente ci sub forma de compusi sau substante
organice si anorganice.
Principalii compusi chimici din celula vie
Din punc de vedere
al compozitiei moleculare, o celula vie este alcatuita din apa, proteine,
lipide, glucide, acizi nucleici si alte molecule organice si anorganice,
conform tabelului de mai jos.
Componente
|
% din greutate |
apa |
10-98% |
substante proteice |
7-20% |
ARN |
0.7% |
ADN |
0.4% |
lipide |
1-3% |
polizaharide |
1-2% |
alte molecule organice |
0.4% |
Saruri minerale |
1.5% |
Apa
Apa reprezinta mediul in care se
petrec procesele caracteristice vietii celulare. Extragerea apei din celule,
prin diferite procedee, determina suspendarea. Dar nu si suprimarea proceselor
vitale. Conservarea prin deshidratare a unor bacterii, seminte sau celule umane
a suspendat procesele vitale pentru mai multe mii de ani. Revitalizarea a fost
posibila dupa hidratarea treptata si controlata in laboratoare speciale.
Ouale de la o
specie de crevete (Artemia), congelate la –271°C au generat embrioni normali dupa decongelare
si crestere in conditii normale.
Proteinele
Proteinele au rolul cel mai important in edificarea
celulelor vii, deoarece intra in alcatuirea componentelor celulare si sunt
implicate, sub forma enzimelor, in functionarea tuturor sistemelor biologice.
Din punct de vedere chimic, sunt
alcatuite din C, H, O, N, adeseori S si, uneori, P, Fe, Cu, Mg, Co, Mo. Spre
deosebire de alte macromolecule, cele proteice sunt de dimensiuni foarte mari,
deoarece in alcatuirea lor intra un numar mare de unitati structurale numite monomeri
sau aminoacizi diferiti. Aminoacizi se leaga intre ei intr-o anumita ordine,
formand lanturi mai lungi sau mai scurte. Legaturile care se stabilesc intre
aminoacizi se numesc peptidice iar lanturile rezultate, polipeptidice.
Din combinarea, intr-o anumita ordine,
a celor 20 de aminoacizi frecvent intalnit in proteine, rezulta un numar
impresionant de proteine, dupa cum rezulta din tabelul de mai jos.
Numarul de
aminoacizi care se combina intre ei |
Numarul de proteine posibile
|
5 |
120 |
6 |
720 |
7 |
5040 |
8 |
40320 |
20 |
2432902008176640000 |
Rezulta de aici ca proteinele, care se
intalnesc in toate celulele organismelor, au anumite particularitati
determinate de numarul si compozitia in aminoacizi, ordinea acestora in
lanturile polipeptidice si dispozitia lor in spatiu.
Toate celulele organismelor contin
proteine, intr-o proportie mai mare sau mai mica. De exemplu, la om, proteinele
prezinta circa 63% din substanta uscata, semintele leguminoaselor contin 25-45%
proteine, ale cerealelor, 12% in timp ce tubeculii de cartof au doar 2%.
Sensul, viteza si succesiunea
reactiilor chimice din organismele vii sunt determinate de enzime (fermenti),
adevarati “ingineri chimisti” ai celulelor. Enzimele sunt o categorie de
substante proteice cu rol esential in metabolismul organismelor, deoarece ele
intervin atat in descompunere substantelor complexe in compusi simpli, usor de
asimilat, cat si sinteza substantelor asupra carora actioneaza.
Dintre cele mai cunoscute enzime
mentionam pepsina din stomacul animalelor, care descompune proteinele in
segmente de polipeptide, acestea, la randul lor, sunt descompuse in aminoacizi
de catre tripsina, o enzima din intestin.
Acizii nucleici
Acizii nucleici detin rolul cel mai important in
depozitarea si transmiterea informatiei genetice, fiind implifcati in
fenomenele ereditatii si procesele evolutiei. Se cunosc doi acizi nucleici:
acidul dezoxiribonucleic (AND) si acid ribonucleic (ARN). Monomerii din care
sunt alcatuiti cei doi acizi nucleici poarta denumirea de nucleotide. O nucleotida
este alcatuita din acid fosfatic, un glucid si o baza ciclica azotata
(pirimidinica sau purinica). Acestea sunt legate intre ele formand lanturi
polinucleotidice.
Nucleotidele
din cei doi acizi sunt urmatoarele:
ACIZI NUCLEICI
|
NUCLEOTIDE
|
|||
|
Acid fosforic
|
Glucid
|
Baze
pirimidinice |
Baze purinice
|
ADN
|
acid fosforic |
dezoxiriboza |
citozina timina |
guanina adenina |
ARN
|
acid fosforic |
riboza |
citozina uracil |
guanina adenina |
Glucidele
Glucidele (hidrati de carbon) - sunt alcatuite din
C,H,O, raportul dintre H si O fiind de 2:1, ca si in molecula apei. Raspandirea
lor in celulele vii este universala. Rolul glucidelor in viata organismelor
este foarte important Unele dintre ele , cum ar fi amidonul (la plante) si
glicogenul ( la animale) au rol energetic, constituind sursa de energie
necesara activitatilor vitale. Celuloza intra in structura peretilor celulelor
vegetale, asigurandu-le forma si stabilitatea. Cele mai simple glucide sunt
monozaharidele (glucoza, galactoza, maltoza, etc.); glucidele complexe se numesc
polizaharide (amidon, celuloza, glicogen, chitina, s.a.). Se pot combina cu
lipidele formand glicolipide sau cu proteinele, rezultand glicoproteine.
Lipidele
Lipidele sunt substante organice
cu functii multiple in viata celulelor.
Sunt alcatuite din C, H, O; unele mai contin N si P.
O parte dintre
lipide (grasimi si uleiuri) furnizeaza combustibilul in care se afla stocata
energia obtinuta in urma proceselor de nutritie a organismelor. O alta parte
formeaza, impreuna cu proteinele, lipoproteinele care edifica toate tipurile de
membrane celulare (biomembrane). Se pot combina si cu polizaharidele, caz in
care formeaza lipopolizaharidele, componenta principala a peretilor celulari la
unele bacterii sau se combina cu grupari fosfatice si formeaza fosfolipidele,
componenta majora a membranelor celulare.
Comentarii
Trimiteți un comentariu