ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ ПРОТОПЛАСТА

ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ ПРОТОПЛАСТА

Органические вещества клетки. Белки - биополимеры, образованные аминокислотами, составляют 40-50% сухой массы протопласта. Сложные белки могут образовывать комплексы с липидами - липопротеиды, с углеводами - гликопротеиды, с нуклеиновыми кислотами - нуклеопротеиды и т.д.

Белки входят также в состав ферментов (энзимов), регулирующих все жизненно важные процессы.

Нуклеиновые кислоты - ДНК и РНК - важнейшие биополимеры протопласта, содержание которых составляет всего 1 - 2 % от его массы. Это вещества хранения и передачи наследственной информации. ДНК в основном содержится в ядре, РНК - в цитоплазме и ядре. ДНК и РНК различаются по составу, строению и функциям. Так, ДНК содержит углеводный компонент дезоксирибозу и называется дезоксирибонуклеиновой кислотой, а РНК - рибонуклеиновую кислоту и так и называется. Нуклеиновые кислоты - важнейшие полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Нуклеотид состоит из азотистого основания, сахара рибозы или дезоксирибозы и остатка фосфорной кислоты. Нуклеотиды бывают пяти типов в зависимости от азотистого основания. Так, в молекуле ДНК присутствуют два пуриновых основания: аденин (А) и гуанин (Г) и два пиримидиновых: цитозин (Ц) и тимин (Т). В нуклеотидах РНК тиминовое (Т) основание заменено на урациловое (У). Молекула ДНК представлена двумя полинуклеотидными спиральными цепями, молекула РНК - одной. Полинуклеотидные цепи в молекуле ДНК комплементарны между собой: всегда против пуринового аденинового (А) основания стоит пиримидиновое тиминовое (Т) основание, а против гуанинового (Г) пуринового основания - цитозиновое (Ц) пиримидиновое основание. В молекуле РНК против А стоит У (урацил), а против Г - Ц. Существует несколько РНК: тРНК (транспортирует аминокислоты в рибосомы), содержащаяся в цитоплазме; рРНК - рибосомальная, составляющая существенную часть структуры рибосомы. В клетке на долю рРНК в РНК приходится около 90 %; и РНК - информационная, или матричная, содержится в ядре и цитоплазме. Функция ее состоит в переносе информации о строении белка.

Липиды - жироподобные вещества, содержащиеся в количестве 2 - 3%. Это запасные энергетические вещества, входящие также в состав клеточной стенки. Жироподобные соединения покрывают тонким слоем листья растений, не давая им намокать во время обильных дождей.

Углеводы. Глюкоза (С6H12O6) - моносахарид, самый распространенный сахар. Особенно много его в сладких плодах, он играет

14

роль в образовании полисахаридов, легко растворяется в воде. Фруктоза, или плодовый сахар, - моносахарид, имеющий такую же формулу, но по вкусу значительно слаще. Сахароза - дисахарид, или тростниковый сахар; в больших количествах содержится в сахарном тростнике и корнеплодах сахарной свеклы, отчего еще носит название "свекловичный сахар". Формула C12H22O11- Крахмал и целлюлоза - полисахариды. Крахмал - резервный энергетический полисахарид, целлюлоза - основной компонент клеточной стенки. В клеточном соке корнеклубней георгина, корнях цикория, одуванчика, девясила и других сложноцветных встречается еще один полисахарид - инулин, по формуле не отличающийся от других полисахаридов (С8Н10О5).

Из органических веществ в клетках также содержатся витамины - физиологически активные органические соединения, контролирующие ход обмена веществ, гормоны, регулирующие процессы роста и развития организма, фитонциды - жидкие или летучие вещества, выделяемые высшими растениями, и др.

Неорганические вещества в клетке. Клетки также включают от 2 до 6 % неорганических веществ. В составе клетки обнаружено более 80 химических элементов. По содержанию элементы, входящие в состав клетки, можно разделить на три группы.

Макроэлементы. На их долю приходится около 99 % всей массы клетки. Особенно высока концентрация кислорода, углерода, азота и водорода. Их доля составляет 98 % всех макроэлементов. К оставшимся 2 %, содержание которых исчисляется десятыми и сотыми долями процента, относятся калий, магний, натрий, кальций, железо, сера, фосфор, хлор.

Микроэлементы. К ним принадлежат преимущественно ионы тяжелых металлов, входящие в состав ферментов, гормонов и других жизненно важных веществ. Содержание их в клетке колеблется от 0,001 до 0,000001 %. К микроэлементам относятся бор, кобальт, медь, молибден, цинк, ванадий, йод, бром и др.

Ультрамикроэлементы. Доля их не превышает 0,000001 %. Физиологическая роль большинства этих элементов пока не установлена. К ним относятся уран, радий, золото, ртуть, бериллий, цезий, селен и другие редкие металлы.

Вода - составная часть любой клетки, это основная среда организма, принимающая непосредственное участие во многих реакциях (гидролиз белков, углеводородов и т.д.). Вода имеет высокую теплоемкость и относительно высокую теплопроводность, а следовательно, это идеальная жидкость для поддержания теплового равновесия клетки. Вода - источник кислорода, выделяемого при фотосинтезе, и водорода, который используется для восстановления продуктов ассимиляции диоксида углерода. Вода - растворитель. Если энергия притяжения между молекулами воды к

15

молекулам какого-либо вещества больше, чем энергия притяжения между молекулами воды, то вещество растворяется. В зависимости от этого различают гидрофильные вещества (от греч. "hydros" - вода и "phileo" - люблю), хорошо растворимые в воде, и гидрофобные (от греч. "phobos" - боязнь) - вещества, трудно или совсем не растворимые в воде (жиры, жироподобные вещества и др.). Вода - основное средство передвижения вещества в организме (восходящие и нисходящие токи растворов по сосудам растений) и в клетке.