Основні структурні компоненти клітин

Плазматична мембрана або плазмолема є комплексом ліпідних і білкових молекул. Ліпіди утворюють безперервний подвійний шар (6-10 нм), який занурені молекули структурних, транспортних, ферментативних, рецепторних білків. Ліпідний бислой визначає структурні особливості мембран, а білки - більшість її функцій. На зовнішній поверхні клітини виступають ланцюги вуглеводів, з'єднані з білками – глікопротеїдами або з ліпідами – гліколіпідами (3-4 нм). Ця структура отримала назву – глікокаліксу.

Спеціалізовані ділянки плазматичних мембран, що торкаються клітин, утворюють міжклітинні контакти різної будови. На вільній поверхні ряду клітин є органели спеціального значення - мікроворсинки, вії, джгутики і т.д.

Плазматична мембрана - динамічна структура, що регулює взаємодію між клітиною та її оточенням, включаючи інші клітини. При ендо - або екзоцитозі від плазмалеми безперервно відриваються одні ділянки і в неї вбудовуються інші (кругообіг мембранних компонентів клітини - самоскладання). Процес ендоцитозу поділяють на фагоцитоз – захоплення корпускулярних частинок та піноцитоз – захоплення колоїдів. Ділянка мембрани, що відкривається в цитоплазму разом із захопленим матеріалом утворює фагосому, а перетравлення її вмісту здійснюють ферменти лізосом.

З плазматичною мембраною подібні за будовою внутрішні мембрани клітини, що розділяють клітини еукаріотів на відсіки - компартменти, які організують процеси обміну та забезпечують можливість перебігу в одній клітині протилежних хімічних реакцій синтезу та каталізу, що забезпечують, у свою чергу, весь метаболізм клітини. Компартменталізація сприяє просторовому поділу процесів у клітині. Окремий компартмент – органела = органоїд чи його частина.

Біологічні мембрани виконують ряд функцій: бар'єрну, забезпечення виборчої проникності речовин, регулювання їх проникності, утворення гідрофільної та гідрофобної поверхонь з розміщенням на них специфічних ферментних комплексів. Завдяки зазначеним властивостям плазмолема регулює склад внутрішнього середовища клітини. Наявність у ній молекул рецепторів, що специфічно розпізнають біологічно активні речовини - гормони, забезпечує адекватну реакцію клітини на зміну її оточення або стану організму.

Більшість органоїдів мають у своїй структурі одну чи дві мембрани (мембранні органоїди).

Одномембранні утворюють вакуолярну систему клітини – ЕПС, комплекс Гольджі, лізосоми. Вони безпосередньо пов'язані з обміном речовин (синтезом, каталізом, транспортом) і тому краще представлені в тварин клітинах.

Дві мембрани мають мітохондрії та пластиди. У тих та інших відбуваються ферментативні реакції синтезу з фосфату та АДФ високоенергетичної речовини - АТФ, які є основним джерелом енергії для всіх внутрішньоклітинних процесів. У рослинних клітинах, що утворюється в хлоропластах АТФ використовується для синтезу вуглеводів з вуглекислого газу та води,

До немембранних органоїдів належать: рибосоми, клітинний центр, мікрофіламенти, мікротрубочки. Рибосоми – універсальний апарат синтезу білкових молекул. У функціонуючому стані вони складаються з великої та малої субодиниць, що складаються з білків і р-РНК.

Центросома (диплосома) - це центр організації мікротрубочок цитоплазми з яких утворюється веретено поділу. Крім того, клітинний центр пов'язаний з розвитком вій, джгутиків.

У деяких клітинах (м'язових, нервових) крім названих загальноклітинних органоїдів є й спеціальні – міофібрили, синаптичні бульбашки, пов'язані з виконаним специфічними функціями – скорочувальною та провідною.

Всі внутрішньоклітинні структури занурені в гіалоплазму, яка являє собою напіврідке середовище, що не має будь-якої внутрішньої організації. Хімічний склад її значно варіює, але в середньому його можна представити так: 75-85% води, 10-12% білків та амінокислот, 4-6% вуглеводів, 2-3% жирів та ліпідів, 1% неорганічних речовин. Гіалоплазма динамічна, що сприяє оптимальному розміщенню органоїдів та високій ефективності біохімічних реакцій, виділенню продуктів дисиміляції. В основному речовині цитоплазми сконцентровані проміжні продукти багатьох біохімічних циклів і відбувається безкисневий і етап енергетичного обміну - гліколіз, якому належить важлива роль.

На відміну від органоїдів, що є постійними структурами клітини, у цитоплазмі знаходяться і відносно непостійні компоненти – включення. Кількість та якість їх нескінченно змінюється, що залежить від типу клітини, що виконується нею функції, та стану клітинного метаболізму.Розрізняють трофічні (гранули білків та вуглеводів, краплі жирів, секреторні, пігментні, екскреторні та спеціального призначення (гемоглобін в еритроцитах)).

Усі клітинні компоненти, такі різні, лише разом становлять нерозривне ціле. Кожен окремий компонент може проіснувати лише обмежений час і може забезпечити жодну життєву функцію. Це підкреслює, водночас, і дискретність і цілісність будь-якої живої системи.

Перш ніж говорити докладніше про структуру та функції окремих клітинних компонентів слід зробити невеликий екскурс у хронологію цитологічних досліджень.

Вивчення морфології клітин знаходилося у прямій залежності від мікроскопічної техніки. З моменту винаходу мікроскопа (Янсен, 1590). після його вдосконалення багатьма вченими, вже XVII столітті були відкриті бактерії.

XVIII століття, в основному характеризується описом одноклітинних організмів та багатоклітинних тканин.

У XIX ст. , Доки не був винайдений електронний мікроскоп (30 роки XX століття).

Висока роздільна здатність ЕМ дозволило відкрити ЕПС (1945) - і майже одночасно лізосоми (1955) і рибосоми (1955). Глибока та «тонка» будова того чи іншого клітинного компонента стали називати ультраструктурою.Використання ЕМ в цитологічних цілях дозволило Давсону і Данієлі в 1935 висловити гіпотезу про 3-х шаровості будови клітинної мембрани (теорія сендвіча): ліпідний бішар, укладений між двома шарами білка.

В 1959 Робертсон висунув гіпотезу про будову «елементарної мембрани», в якій він постулював структуру, загальну для всіх біологічних мембран:

а) усі мембрани мають товщину 7,5 нм.

б) в ЕМ усі мембрани тришарові.

в) тришаровість обумовлена розташуванням білків та полярних ліпідів. згідно з моделями Давсона і Данієлі.

У зв'язку з отриманням нових даних на основі вивчення розщеплених мембран, що зазнали миттєвого заморожування та сколювання (метод заморожування-сколювання) стало ясно, що білки розташовуються не жорстким шаром; а частинками, зануреними в ліпідний шар. У 1972 р. Сінгер і Ніколсон запропонували рідинно-мозаїчну модель мембрани, згідно з якою білкові молекули, що плавають у рідкому ліпідному бісла, утворюють у ньому як би своєрідну мозаїку. У цій моделі ліпідний бисло, як і раніше, розглядається як елементарна мембрана, але тут вона представлена як динамічна структура. Білки плавають у ліпідному шарі іноді вільно, а іноді їх утримують мікрофіламенти, що проникають у цитоплазму. Ліпіди також можуть перемішатися, змінюючи своє становище. Доведено, що чим більше в мембрані білків, тим активніша в метаболічному плані мембрана. Наприклад, мембрана хлоропласту до 75% білка, а інертної мієлінової оболонки аксона білка лише 18%. Неоднакове і розташування білкових частинок на внутрішній та зовнішній поверхні мембрани.

Деякі мембранні білки лише частково занурені в мембрану, тоді як інші пронизують її.Гідрофобні ділянки білків взаємодіють із ліпідами, а гідрофільні ділянки, що знаходяться на поверхні мембрани в контакті з водним вмістом клітини. У клітинних мембранах трапляються тисячі різних білків. Серед них є суто структурні, є білки - переносники, що входять як складова частина до активних насосних механізмів. У білкових молекулах є гідрофільні канали, якими можуть проходити полярні молекули (ліпідний шар не пропускає їх у клітину).

У мембранах містяться ферментні білки, специфічні рецептори, переносники електронів-перетворювачі енергії, що беруть участь у фотосинтезі-клітинному диханні. Крім того, у мембранах є глікопротеїди, на їх вільних поверхнях знаходяться розгалужені олігосахаридні ланцюги, що нагадують антени. Конформація цих ланцюгів дуже різноманітна, але чітко визначена. Функція вуглеводного шару (глікоколіксу) пов'язана з розпізнаванням зовнішніх сигналів. Сусідні клітини завдяки ділянкам, що розпізнають, взаємодіють за типом адгезії (злипання), що забезпечує правильну орієнтацію та утворення тканин у процесі диференціювання. З функцією розпізнавання сигналів пов'язана діяльність різних регуляторних систем та імунна відповідь, в якій глікопротеїди відіграють роль антигенів. Таким чином, вуглеводи клітини, що входять у поверхневий апарат, можуть функціонувати як інформаційні молекули.

Склад мембранних ліпідів варіює, і це впливає на такі властивості, як рідкий стан та проникність. Від рідкого стану залежить активність мембран, зокрема, здатність окремих мембран зливатися один з одним, активність ферментів та транспорт білків.Гліколіпіди, як і глікопротеїди беруть участь у формуванні розпізнаючих (рецепторних) ділянок. Підсумовуючи відомі дані, клітинним мембранам можна дати загальну характеристику:

• товщина різних типів мембран від 5 до 10 нм (плазматична – 7,5)

• мембрани – це ліпопротеїнові структури

• до деяких ліпідних та білкових компонентів приєднано вуглеводи (від 2 до 10%)

• ліпіди утворюють бимолекулярний шар, що пояснюється полярними головками ліпідів та не полярними хвостами

• дві сторони мембрани можуть відрізнятися одна від одної і за складом та за властивостями

• мембранні ліпіди та білки здатні дифундувати у площині мембрани

Загальними властивостями мембран є рухливість, в'язкість, міцність, вибіркова проникність, самоскладання.

Загальними функціями є: формоутворююча, захисна, бар'єрна, рецепторна, обмін речовин, транспорт речовин.

Зі всіх функцій мембрани особливе медичне значення має рецепторна функція розпізнавання чужорідних клітин. Здібністю розпізнавати мають інтегральні глікопротеїди мембрани, вуглеводні кінці яких виступають над поверхнею, утворюючи глікоколікс. Особливості його приводять у дію імунні механізми при пересадці органів, і якщо антигени реципієнта та донора різняться переважно, відбувається відторгнення тканин.

Завдяки глікокаліксу клітини здатні утримуватися разом, утворюючи агрегати, що важливо для нормального перебігу ембріогенезу та онтогенезу. При появі в організмі мутагенних клітин явище впізнавання значно знижується, в результаті змінені клітини, що стали чужорідними, відриваються від основної клітинної маси (пухлини), мігрують по крові, лімфі, в різні органи, даючи нові вогнища - метастази.

У процесі проліферації клітин завжди є потреба у синтезі нової клітинної мембрани, оскільки дочірні клітини швидко збільшуються у розмірах.

Постачальником матеріалу для побудови мембрани та глікоколіксу є апарат Гольджі. У порожнинах пластинчастого комплексу відбувається синтез складних речовин – глікопротеїдів та гліколіпідів. Крім того, апарат Гольджі видозмінює мембрану гранулярної ЕПС так, що вона стає подібною до клітинної і її фрагменти органічно вбудовуються в клітинну (самозбірка).

Останнім часом виявлено, що клітинна мембрана асиметрична: всі вуглеводні частини глікопротеїдних і гліколіпідних молекул виступають за зовнішню поверхню плазмалеми, а холестерин локалізується у внутрішній частині мембрани, ближче до цитоплазми. У зовнішній та внутрішній поверхні містяться різні білки та фосфоліпіди. Звідси й різне функціональне значення поверхонь клітинної мембрани: зовнішня, завдяки молекулам – рецепторам стимулює чи пригнічує активність клітин.

Холестерин, що міститься у внутрішній частині мембрани, є попередником для утворення стероїдних гормонів, які, будучи жиророзчинними сполуками, дифундують через клітинні мембрани і зв'язуються з білками - рецепторами цитоплазми. Комплекси, що утворюються, транспортуються в ядро, де вони приєднуються до певних ділянок хромосом і активують (дерепресують) гени, викликаючи синтез і-РНК (тобто «запускають» гени в роботу).

Сподобалася стаття? Додай її в закладку (CTRL+D) і не забудь поділитися з друзями:

З чого складається клітка?

Клітина - основна одиниця будови та життєдіяльності всіх організмів на Землі, за винятком вірусів.Бактерії, найпростіші, деякі водорості та гриби – одноклітинні істоти (одна клітина – це і є організм). Понад 300 років тому англійський дослідник Роберт Гук розглянув, як виглядає у мікроскоп тонкий зріз пробки, і назвав побачені порожнини клітинами.

З чого складається клітина

У біології вивчається величезна різноманітність клітин. Вони мають середній діаметр від 10 до 25 мікронів, або мікрометрів. Розміри клітин стиглого кавуна та яблука - 1 мм.

Форма, розміри та життєдіяльність клітин багато в чому залежать від виконуваних функцій.

Коротко про будову клітини можна розповісти так: вона вкрита мембраною та заповнена цитоплазмою. Усередині розташовані ядро та особливі клітинні структури, подібні до органів багатоклітинних організмів (органели або органоїди).

Мал. 1. Будова рослинної клітини.

Зовнішня мембрана

Мембрана – це тоненька плівкова оболонка, «одяг» клітини. Вона пропускає одні речовини та затримує інші. Цю властивість називають напівпроникністю.

надає форму;
зберігає цілісність внутрішнього вмісту;
регулює надходження речовин у клітину та з клітини в навколишнє середовище;
реагує на дії.

Клітини рослин мають ряд особливостей, що відрізняють від клітин тварин та людини. Крім зовнішньої мембрани є щільна клітинна оболонка (стінка), що складається з целюлози. У рослинних клітинах розташовані зелені тільця – хлоропласти.

Мал. 2. Порівняння рослинної та тваринної клітини.

Цитоплазма

Цитоплазма - безбарвна напіврідка маса, до складу якої входять вода, органічні та мінеральні речовини. Цитоплазма поєднує всі компоненти в єдине ціле.

При сильному нагріванні та заморожуванні цитоплазма руйнується, клітина гине.

Ядро

Невелике щільне тільце має складну структуру, що регулює життєдіяльність клітини. Зовні ядро вкрите мембраною, усередині заповнене ядерним соком. Міститься хроматин, що є основою спадкової інформації про будову всього організму.

Мітохондрії

Тільця овальної або округлої форми, що мають дві власні мембрани. В описі мітохондрій слід зазначити, що це «енергетичні станції», які забезпечують клітину та весь організм енергією для життєдіяльності.

Пластиди

Великі органели клітини покриті власними мембранами. Усередині міститься в'язка речовина та бульбашки.

Види пластид і де зустрічаються:

лейкопласти - білі або безбарвні (у клітинах картопляних бульб, шкірки цибулі);
хлоропласти - зелені, містять пігмент хлорофіл (у листі, молодих стеблах та незрілих плодах);
хромопласти - помаранчеві, червоні або жовті (у квітках та стиглих плодах).

У зелених пластидах відбувається фотосинтез - процес утворення цукру та крохмалю на світлі з води та вуглекислого газу. Фотосинтез забезпечує харчування рослин, ряду бактерій і найпростіших, які мають хлорофіл.

Вакуолі

Назва органел походить від латинського слова "вакуус" - порожній. Вакуолі - мішечки або бульбашки з клітинним соком. Міститься розчин у воді вуглеводів, барвників, солей.

Крім перерахованих органел, клітини містяться інші компоненти:

лізосоми - бульбашки;
ендоплазматична мережа - канали, мішечки для транспортування та тимчасового зберігання речовин;
рибосоми - органели, що беруть участь у освіті білків;
включення - гранули крохмалю, зерна білка, краплі жиру, кристали.

У живій клітині відбуваються обмін речовин, внутрішньоклітинне харчування, зростання та розвиток.Клітини розмножуються діляться на дві дочірні клітини.

Що ми дізналися?

Найважливіші відомості про будову та функції клітини: вона складається з мембрани, що захищає від зовнішнього середовища, цитоплазми, що зв'язує всі частини, і ядра, яке зберігає спадкову інформацію. у 5 класі.

Основні структурні та хімічні елементи клітини

Подібність елементарного хімічного складу клітин всіх організмів свідчить про єдність живої природи.

Найбільший відсотковий вміст у клітині складають чотири елементи:

кисень (65 - 70%),
вуглець (15 - 18%),
водень (8 – 10%),
азот (2 – 3%).

Це органогенні елементи.

У цілому нині вони становлять 95 – 98% загальної маси живого організму.

Такі елементи, як кальцій, калій, фосфор, сірка, силіцій, натрій, хлор, магній, залізо складають у живому організмі десяті частки відсотка. макроелементів.

Кобальт, цинк, мідь, марганець, хром, бром, бром, йод, літій, радій містяться в дуже малих кількостях менших за 0,01%. мікроелементами.

Важливість того чи іншого хімічного елемента живих істот не визначається його кількістю.

Ряд мікроелементів входять до складу ферментів, гормонів та інших життєво важливих сполук, які впливають на процеси розмноження, кровотворення та ін.

Цинк входить до складу молекули інсуліну; кобальт – до складу ціанокобаламіну (вітамін В12) тощо.

Усі живі організми різко відрізняються від навколишньої неорганічної природи за кількісним складом хімічних елементів.

Вуглецю в рослинах міститься близько 18%, а в ґрунті – менше 1%, а кремнію, навпаки, в рослинах – 0,15%, а у ґрунті – 33%.

Великий вміст вуглецю у складі живих організмів визначається наявністю в них вуглецевмісних сполук, які називаються органічними.

У деяких живих організмах нагромаджуються певні хімічні елементи.

У водоростях накопичується йод, у лютикових – літій, а в болотяній рясці – радій тощо.

Вода та інші неорганічні речовини, їхня роль у життєдіяльності клітини

З неорганічних сполук у клітині найбільше води.

Чим вище інтенсивність обміну речовин у тій чи іншій тканині, тим більше вона містить води.

В ембріоні людини у віці 1,5 місяців вода становить 97,5%, у восьмимісячної – 83, у новонародженої дитини – 74, у дорослої людини в середньому 66%.

Вміст води у людини в різних органах та тканинах теж різний.

Мозок дорослої людини містить 86% води, печінку – 70%, кістки – 20% води.

З віком її вміст у тканинах зменшується.

Вода виконує у клітинах багато функцій:

збереження обсягу,
пружність клітини,
розчинення різноманітних хімічних речовин.

Крім того, вода – це те середовище, в якому відбуваються всі хімічні процеси. Вона безпосередньо бере участь у всіх хімічних реакціях: жири, вуглеводи та інші органічні сполуки розщеплюються внаслідок хімічної взаємодії їх із водою.

Завдяки високій теплоємності вода оберігає цитоплазму від різких коливань температури та сприяє терморегуляції клітин та організму.

Частина молекул води (близько 15%) у клітинах перебуває у зв'язаному стані з білковими молекулами. Вони ізолюють молекули білка одна від одної в колоїдних розчинах.

Велика кількість органічних речовин клітини (ліпіди) мають низьку розчинність у воді. Притягнення молекул води до цих речовин досить слабке, тому вони, становлячи основу клітинної мембрани, обмежують перехід води з клітини у зовнішнє середовище і навпаки, а також з одних ділянок клітини до інших.

Мінеральні солі у великій кількості містяться у клітинах опорних органів – хітинових панцирів, черепашок молюсків, кісток. У цитоплазмі інших клітин більшість солей міститься у дисоційованому стані як катіонів і аніонів – калію, натрію, кальцію, хлору та інших.

Зміст у клітині катіонів має значення для її функціонування. Надходження води в клітину залежить від концентрації солей, тому що клітинна мембрана проникна для молекул води та непроникна для багатьох великих молекул та іонів. Якщо у навколишньому середовищі міститься менша кількість іонів, ніж у цитоплазмі клітини, вода надходить у клітину до вирівнювання концентрації солей (осмос).

Наявність солей у цитоплазмі визначає її буферні властивості – здатність підтримувати рН на постійному рівні (близько до нейтральної реакції), незважаючи на те, що у процесі обміну речовин безперервно утворюються кислі та лужні продукти.

Будова та біологічні функції органічних речовин, що входять до складу клітини

Різні клітини можуть відрізнятися за вмістом органічних речовин.

У перерахунку на суху масу у клітинах міститься ліпідів – 5-15%, білків близько 10-12, вуглеводів – 0,2-2, нуклеїнових кислот – 1-2% маси клітини.

Більшість органічних сполук мають довгі молекули (полімери), що складаються з ланцюга простіших молекул (однорідні або різнорідні мономери).

Вуглеводи у великій кількості містяться у рослинних клітинах. У деяких плодах, насінні, бульбах кількість їх іноді досягає 90%.

У тваринах клітинах вуглеводів значно менше – до 5%.

Прості вуглеводи називаються моносахаридами, складні полісахаридами.

З моносахаридів в організмах зустрічаються пентози (мають 5 атомів вуглецю) та гексози (6 атомів вуглецю). Серед пентоз найбільш важливі рибоза (що становить РНК) і дезоксирибозу (що становить ДНК). Серед гексоз – глюкоза та фруктоза: їх багато міститься в плодах рослин та в меді, чим обумовлюється їхній солодкий смак. Глюкоза міститься і в крові людини (близько 0,12%). Цей вуглевод – основний енергетичний матеріал обміну речовин всім клітин.

В результаті полімеризації двох або кількох моносахаридів утворюються полісахариди.

Серед дисахаридів найбільш поширені сахароза (складається з молекул глюкози та фруктози) та лактоза, або молочний цукор (складається з молекул глюкози та галактози).

З полімерів у природі найчастіше крохмаль, целюлоза (клітковина; у рослин) та глікоген (у тварин). Загальна їх формула – (С6Н10О5)n, а мономером цих полісахаридів є глюкоза.

Кожна клітина клітковини (целюлози) утворена ланцюгом із 150 – 200 молекул глюкози.

Вуглеводи – своєрідне «паливо» для живої клітини: окислюючись, вони звільняють хімічну енергію (1 г – 17,6 кДж), яка використовується клітиною на всі процеси життєдіяльності. У рослин вуглеводи виконують і будівельні функції: їх утворюються оболонки клітин.

Ліпіди - Це низькомолекулярні речовини з гідрофобними властивостями. Разом з білками та вуглеводами це основні компоненти всіх видів клітин. У різних органах та тканинах вміст ліпідів неоднаковий. Особливо багато їх у нервовій тканині, серці, печінці, нирках, крові, насінні та плодах деяких рослин.

За хімічною будовою ліпіди досить різноманітні. До їх складу входять вищі жирні кислоти, спирти, альдегіди, азотисті основи, амінокислоти, аміноспирти, вуглеводи, фосфорна кислота та ін.

Класифікація ліпідів дуже складна через складність будови молекул цих речовин та їхню різноманітність. Зараз усі ліпіди прийнято ділити на нейтральні (жири) та фосфоліпіди.

Нейтральні ліпіди – це похідні вищих жирних кислот та трихатомного спирту гліцерину. Як і вуглеводи, жири використовують як джерело енергії: при розщепленні одного грама жиру виділяється 38,9 кДж енергії.

Підшкірний жир відіграє важливу теплоізоляційну роль багатьох тварин. У тварин, що впадають у сплячку, жири забезпечують організм необхідною енергією, оскільки поживні речовини ззовні в цей час не надходжу. Основний запас поживних речовин жири складають і в насінні багатьох рослин.

Фосфоліпіди – найбільша частина ліпідів, що входять до складу мембран. Якщо в середньому на ліпіди припадає 40% сухої маси мембран, то їх: 80% - на фосфоліпіди.Звідси зрозуміло, що основні функції мембран (регулювання проникливості різних речовин та клітинного вмісту, функціонування іонних насосів, сприйняття, обробка та передача всередину клітини інформації з її поверхні, імунна відповідь, синтез білків та багато іншого) здійснюються за участю фосфоліпідів.

Саме ліпіди є розчинниками деяких жиророзчинних вітамінів, оскільки самі не розчиняються у воді, але добре розчиняються в органічних розчинниках.

Білки, або протеїни, становлять 50 – 80% всіх органічних речовин клітини, вони входять до складу міжклітинної рідини, лімфи, плазми. Усі білки – полімери, мономерами яких є амінокислоти. До складу білків входить приблизно 20 різних амінокислот.

Значення білків досить велике, тому що життя завжди пов'язане з білками. Білки входять до складу всіх органоїдів та мембран клітини складаючи головний структурний матеріал.

Дуже важливою є рухова функція білків. Комплекси з молекул деяких білків (наприклад, актину та міозину) здатні до скорочення. Завдяки цій здатності білків здійснюється скорочення м'язів, рух вій і джгутиків, переміщення хромосом у клітині тощо.

Деякі білки виконують в організмі сигнальні функції. З ними пов'язана дратівливість клітин та організмів.

Ще одна функція білків – захисна, яка забезпечується особливими білками (антитілами), що знешкоджують, нейтралізують сторонні (чужорідні) для організму речовини.

Зрештою, білки є джерелом енергії.У процесі розщеплення білкової молекули деякі амінокислоти частина їх може використовуватися для біосинтезу нових молекул білка, а частина розщеплюється остаточно, звільняючи енергію. При повному розщепленні 1 г білка звільняється 17,6 кДж енергії.

Величезне значення мають білки як біокаталізатори, або ферменти.

Молекули одних ферментів складаються лише з білків, інші можуть функціонувати лише за наявності у молекулі двох компонентів – білкового (апофермента) і небелкового (коферменту). Коферментами можуть бути різні органічні речовини, зокрема вітаміни.

Жодна реакція у клітині не може відбуватися з нормальною швидкістю без участі ферментів як біологічних каталізаторів.

При класифікації ферментів враховуються як специфіка їх на субстрат, і хімічні реакції. Розрізняють ферменти - ліпази (розщеплюють ліпіди), амілази (розщеплюють вуглеводи), пептидази (розщеплюють білки), а також ферменти окислювально-відновних реакцій, реакцій гідролізу та синтезу, реакцій перенесення, приєднання або відщеплення певних органічних. Сьогодні складено каталог ферментів, в якому кожен з них має свій номер та систематичну назву.

Пепсин за номенклатурою ферментів позначається – 3.4.4.1 (пептид-пептидогідролаза), а ліпаза – 3.1.1.3 (гідролаза ефірів гліцерину).

Вибірковість впливу ферментів різні хімічні речовини пов'язані з їх будовою. Молекули всіх ферментів мають один або кілька активних центрів, якими вони прикріплюються до речовин, на які здатні діяти. Тому дія ферментів завжди специфічна.

Два травні ферменти - пепсин і трипсин - беруть участь у розщепленні молекул білків до невеликих фрагментів, але кожен з них діє по-різному. Пепсин руйнує зв'язки амінокислоти тирозину, а трипсин – амінокислот аргініну та лізину, причому перший діє на аміногрупи, а другий – на карбоксильні групи амінокислот.

Зазвичай ферменти каталізують багато послідовних реакцій, причому речовини, що виникають за участю першого ферменту, є субстратом для іншого і т.п.

Дія ферментів у клітині завжди узгоджена і відбувається у певній послідовності. Це досягається завдяки тому, що ферменти локалізовані у різних ділянках клітинної мембрани. В органоїдах клітини ферменти також розташовані послідовно, утворюючи впорядковані системи.

Залежно від наявності комплексу ферментів в різних видів організмів та у різних органах обмін речовин відбувається по-різному. Для функціонування кожного ферменту необхідні оптимальні температура та реакція середовища, оскільки одні активні в нейтральному (ферменти слини), інші – у кислому (ферменти шлункового соку) або лужному (ферменти підшлункової залози) середовищі. При нагріванні вище 60 градусів багато ферментів інактивуються (відбувається денатурація білка).

Нуклеїнові кислоти (лат. Nucleus – ядро) були вперше виявлені та виділені з ядер клітин. Існує два види нуклеїнових кислот – дезоксирибонуклеїнова (ДНК) та рибонуклеїнова (РНК). Основна частина ДНК зосереджена в хромосомах клітини і лише невелика її кількість міститься в мітохондріях та пластидах. РНК міститься в ядерцях, а також у цитоплазмі.

Які основні компоненти клітини