Главная | Обратная связь

Химические элементы в клетке

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО

Все клетки сходны по химическому составу. Из известных в настоящее время химических элементов периодической системы Менделеева в клетках обнаружено 70, функции 27 из них определены. У всех живых организмов обязательно встречается 24 химических элемента.

Химические элементы, входящие в состав клеток, делят на три группы:

1. Макроэлементы: О, С, Н, N, Са, К, Mg, Na, Fe, S, P, Cl. На долю этих элементов приходится более 99% всей массы клетки, причем на долю первых четырех элементов (О, С, Н, N) приходится 98%. Концентрация некоторых из них велика: на кислород приходится 65-75%; углерод - 15-18%; азот - 1,5-3%, Н - 8-10%. Многие химические элементы являются необходимыми составными частями биологических полимеров и относятся к биоэлементам: кислород - окислитель, входит в состав H₂O, органических веществ; водород входит в состав H₂O, органических и неорганических веществ; углерод - основа для органических веществ; азот входит в состав белков, нуклеиновых кислот, хлорофилла, гемоглобина, многих витаминов, растениям необходим для роста; сера - в состав аминокислот (цистеин), витамина B1, ферментов; фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, АТФ, ферментов, костей, зубов, раковин; калий - положительный ион внутри клетки, активирует ферменты белкового синтеза, участвует в регуляции ритма сердца, в регуляции фотосинтеза; натрий - главный положительный ион снаружи клетки, регулятор ритма сердца, основной элемент буферной системы, участвует в синтезе гормонов; кальций - компонент костей, зубов, фактор свертываемости крови, участвует в сокращении мышечных волокон, антагонист калия входит в состав мембранных структур; железо - в составе гемоглобина; магний - активизирует работу ферментов, входит в состав хлорофилла, участвует в синтезе ДНК, энергетическом обмене; хлор - преобладающий отрицательный ион в организме животных.
2. Микроэлементы: Си, В, Со, Mo, Mn, Ni, Br, Zn, I и другие. На их долю в клетке суммарно приходится более 0,1%, концентрация каждого не превышает 0,001%. Входят в состав гормонов, ферментов, витаминов, обеспечивают нормальное функционирование структур клетки и организма в целом. Цинк (Zn,) участвует в синтезе растительных гормонов, инсулина и других ферментов. Медь (Cu) - компонент миоглобина, участвует в кроветворении, входит в состав ферментов, гормонов надпочечников, участвует в тканевом дыхании. Йод (I) компонент гормона тироксина щитовидной железы. Фтор (F) - входит в состав эмали зубов. Марганец (Mn) - необходим в следовых количествах, входит в состав ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, участвует в синтезе витамина С и фотолизе H2Опри фотосинтезе. Кобальт (Со) - в основе витамина В12 , регулирующем кроветворную функцию, принимает участие в развитии эритроцитов, в фиксации атома азота растениями. Кремний (Si) и барий, бром, бор (Ва,Вr,В) и другие - влияют на ростовые процессы растений, на процессы оплодотворения.
3. Ультрамикроэлементы: уран (U), золото (Au), бериллий (Ве), ртуть (Hg), цезий (Ze), селен (Sе), радий (Ра), и другие. Их концентрация не превышает 0,000001%. Физиологическая роль многих из них не установлена. Большинство этих элементов также необходимы для нормального функционирования организма, например, дефицит селена (Sе) приводит к раковым заболеваниям.

Химические элементы, принимающие участие в процессах обмена веществ и обладающие выраженной биологической активностью, называют биогенными.