Неорганические вещества клетки
Клетка и периодическая таблица элементов
Любая клетка содержит не только органические вещества. В ее состав входит 70 элементов из таблицы Менделеева. А 24 из них содержатся в клетках любого типа. Неорганические вещества клетки также представлены водой и ионами.
Все элементы можно поделить на три группы в зависимости от их содержания:
- макроэлементы – N, C, H, O, Mg, Na, K, Ca, Fe, P, Cl, S;
- микроэлементы – B, Ni, Cu, Zn, Mb, Co;
- ультрамикроэлементы – U, Ra, Hg, Au, Pb, Se.
По другому способу классификации от этих групп отдельно выносят органоиды – вещества, необходимые для синтеза органики: вода, углерод, кислород и азот.
Значение воды
Вода – одно из самых важных неорганических веществ клетки. Ее необходимость для любого живого существа трудно переоценить, но мало кто знает обо всех ее функциях в клетке. Кратко рассмотрим их в связи с теми свойствами воды, которые позволяют ей выполнять свою роль.
- Транспирация и потоотделение – высокая теплоемкость и хорошей теплопроводности.
- Поддержание формы – воду практически невозможно сжать так, чтобы она изменила свой объем.
- Смазывающие свойства – вязкость.
- Осмос – подвижность молекул благодаря непрочности водородных связей внутри молекулы.
- Лимфа, кровь, желудочный сок и прочие жидкости организма могут использовать растворенный в воде кислород – молекулы воды полярны, она хороший растворитель.
- В цитоплазме поддерживается дисперсионная среда (одновременное существование в растворе двух и более фаз, не смешивающихся друг с другом) – образование гидратационных оболочек вокруг больших молекул, опять же благодаря полярности молекул воды.
Макроэлементы, микроэлементы и их роль в клетке
Рассмотрим некоторые функции элементов, чтобы понять, насколько они важны для клетки, хоть их содержание в ней невелико.
Магний – помогает многим ферментам участвовать в синтезе ДНК и энергетическом обмене.
Кальций – регулирует проницательность клеточных мембран.
Калий – участвует в синтезе белка и гликолизе, поддерживает необходимый биоэлектрический потенциал на мембране (посмотрите, как работает натрий-калиевый насос).
Сера – входит в состав некоторых аминокислот, помогает им создавать дисульфидные мостики (для образования третичной структуры белка), участвует в хемосинтезе и бактериальном фотосинтезе.
Железо – входит в состав ферментов-переносчиков электрона в системе фотосинтеза, является центром молекулы гемоглобина.
Хлор – его ионы помогают клетке оставаться электронейтральной.
Бром – является частью витамина В1.
Медь – входит в состав ферментов, которые участвуют в реакции синтеза цитохромов.
Цинк – содержится в ферментах, необходимых для спиртового брожения.
И это еще не все неорганические вещества клетки. Очень важно поддерживать концентрацию каждого вещества на нужном уровне. Ведь их недостаток может существенно нарушить работу клетки. Впрочем, как и их избыток.
Структура клетки и все процессы, происходящие в ней – это очень большая и сложная система. Все процессы и способы их регуляции были выработаны веками эволюции, в них все отточено и при должных условиях работает стабильно и без ошибок.