Химический состав клетки. Макроэлементы

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПРОФЕССОРА В.Ф.ВОЙНОЯСЕНЕЦКОГО» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
Химический
состав клетки
ВАЛОКИТИНА Ж.Ю.

2.

ПЛАН ЛЕКЦИИ:
-Химические элементы клетки
1. Макроэлементы.
2. Микроэлементы.
-Неорганические вещества клетки.
3.Вода.
4.Минеральные соли.
-Биологические полимеры
5.Белки.

3.

4.

5.

6.

7.

Полярность молекул и способность
образовывать водородные связи делают воду
хорошим растворителем для огромного
количества веществ. Большинство химических
реакций, протекающих в клетке, может
происходить только в водном растворе. Вода
участвует и во многих химических
превращениях.
Вода как растворитель принимает участие в
явлениях осмоса, играющего важную роль в
Общее число водородных
связей между молекулами жизнедеятельности клетки организма. Осмосом
называют проникновение молекул растворителя
воды изменяется в
зависимости от t°. При t° через полупроницаемую мембрану в раствор
таяния льда разрушается какого-либо вещества. Полупроницаемыми
примерно 15% водородных называются мембраны, которые пропускают
молекулы растворителя, но не пропускают
связей, при t° 40°С —
половина. При переходе в молекулы (или ионы) растворенного вещества.
Следовательно, осмос — односторонняя
газообразное состояние
разрушаются все водородныедиффузия молекул воды в направлении
связи. Этим объясняется раствора.
высокая удельная
теплоемкость воды. При

8.

• Магний нормализует процесс пищеварения, обеспечивая расщепление и усвоение белков,
участвует в синтезе иммунных клеток и необходим для усвоения кальция. Отвечает
за работу мышц, нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем.
• Фосфор поддерживает работу мышц, стимулирует деление клеток костной ткани,
регулирует уровень pH, улучшает усвояемость глюкозы. Составляет минеральную основу
костной и зубной ткани.
• Калий важен для нормализации кислотно-щелочного баланса, поддержания плотности
костей и работы мышц. Он также влияет на деятельность сердечно-сосудистой системы,
почек и надпочечников.
• Кальций обеспечивает передачу нервных импульсов и сокращение мышц, участвует
в синтезе гормонов, сокращении мышц, работе головного мозга. Именно этот элемент
формирует костный каркас.
• Сера является органогенным элементом и присутствует в составе гемоглобина, принимает
участие в синтезе гормонов и формировании кератина, необходима для регенерации
тканей и выработки желчи.
• Железо поддерживает теплообмен, иммунитет, функцию ЖКТ и работу мозга. 2/3 железа,
присутствующего в организме, содержится в гемоглобине. Железо необходимо для
транспортировки кислорода к клеткам всего организма. Нейтрализует токсины, участвует
в создании красных кровяных телец и ферментов, в синтезе гормонов щитовидной железы.
Влияет на состояние кожи, волос, ногтей.
• Йод обеспечивает синтез гормонов щитовидной железы и нормальное развитие
внутренних органов. Влияет на функцию гипофиза. Отвечает за состояние кожи, волос,
ногтей. Стимулирует сжигание жировой ткани и мозговую активность.

9.

•Кремний нужен для нормальной работы мышц и всего опорно-двигательного аппарата.
Он повышает устойчивость организма к вирусам, ускоряет вывод токсинов, активизирует
выработку «белков молодости» — коллагена и эластина. Предотвращает выпадение волос
и деформации в костях. Играет ключевую роль в защите от многих заболеваний, связанных
со слизистыми оболочками (например, туберкулез).
•Марганец задействован в делении клеток и синтезе белков, присутствует в костной ткани,
помогает усилить антиоксидантную защиту организма. Отвечает за синтез и обмен
холестерина, усвоение железа.
•Медь называют микроэлементом красоты и здоровья. Она участвует в образовании
гемоглобина, коллагеновых волокон, пигментов, необходима для замедления окислительных
процессов и поддержания тонуса сосудов.
•Цинк регулирует обмен веществ (участвует в работе более 20 ферментов), стимулирует
процессы регенерации, нормализует деятельность мозга и нервной системы, усиливает
иммунный ответ организма. Важен для мужчин: участвует в процессах сперматогенеза.
•Селен позитивно воздействует на работу мочеполовой системы, купирует воспалительные
процессы, повышает эластичность сосудов и стимулирует вывод токсинов. Поддерживает
остроту зрения, обеспечивает стабильную работу нервной системы, нормализует работу
эндокринной системы. Является прекрасным антиоксидантом.
•Фтор важен для здоровья зубов и костей. Он ускоряет процессы восстановления организма,
снижает риск развития заболеваний ротовой полости, улучшает усвояемость кальция и работу
ЖКТ.
•Хром усиливает антиоксидантную защиту, предупреждает образование холестериновых
бляшек. Играет важную роль в углеводном и жировом обмене. Участвует в образовании
инсулина, регулирует сахар в крови. Защищает сосуды сердца от склерозирования.

10.

Н2О — самое распространенное
соединение в живых организмах.
Содержание ее в разных клетках
колеблется в довольно широких
пределах: от 10% в эмали зубов
до 98% в теле медузы, но
среднем она составляет около
80% массы тела.
Свойства
Полярность молекул
и способность
образовывать
водородные связи
делают воду хорошим
растворителем
Вода как растворитель
принимает участие в явлениях
осмоса, играющего важную роль
в жизнедеятельности клетки
организма. Осмосом называют
проникновение молекул
растворителя через
полупроницаемую мембрану в
раствор какого-либо вещества
Тплоемкость воды. При
изменении t° внешней
среды вода поглощает
или выделяет теплоту
вследствие разрыва или
новообразования
водородных связей.

11.

Большая часть неорганических в-в клетки находится в виде солей в
диссоциированном, либо в твердом состоянии. Концентрация катионов
и анионов в клетке и в окружающей ее среде неодинакова. В клетке
содержится довольно много К и очень много Nа. Во внеклеточной
среде, например в плазме крови, в морской воде, наоборот, много
натрия и мало калия. Раздражимость клетки зависит от соотношения
концентраций ионов Na+, K+, Ca2+, Mg2+. В тканях многоклеточных
животных К входит в состав многоклеточного вещества,
обеспечивающего сцепленность клеток и упорядоченное их
расположение. От концентрации солей в большой мере зависят
осмотическое давление в клетке и ее буферные свойства.
Буферностью называется способность клетки поддерживать
слабощелочную реакцию ее содержимого на постоянном уровне.
Буферность внутри клетки обеспечивается главным образом ионами
Н2РО4 и НРО42-. Во внеклеточных жидкостях и в крови роль буфера
играют Н2СО3 и НСО3-. Анионы связывают ионы Н и гидроксид-ионы
(ОН-), благодаря чему реакция внутри клетки внеклеточных
жидкостей практически не меняется. Нерастворимые минеральные соли
(например, фосфорнокислый Са) обеспечивает прочность костной
ткани позвоночных и раковин моллюсков.

12.

- Большая часть неорганических в-в клетки находится в виде
солей в диссоциированном, либо в твердом состоянии.
-Концентрация катионов и анионов в клетке и в окружающей ее
среде неодинакова.
-В клетке содержится довольно много К и очень много Nа. Во
внеклеточной среде, например в плазме крови, в морской воде,
наоборот, много натрия и мало калия. Раздражимость клетки
зависит от соотношения концентраций ионов Na+, K+, Ca2+, Mg2+.
-В тканях многоклеточных животных К входит в состав
многоклеточного вещества, обеспечивающего сцепленность клеток
и упорядоченное их расположение.
-От концентрации солей в большой мере зависят осмотическое
давление в клетке и ее буферные свойства. Буферностью
называется способность клетки поддерживать слабощелочную
реакцию ее содержимого на постоянном уровне.
-Нерастворимые минеральные соли (например, фосфорнокислый Са)
обеспечивает прочность костной ткани позвоночных и раковин
моллюсков.

13.

(протеины,полипептиды) — высокомолекулярные
органические вещества, состоящие из аминокислот,
соединённых в цепочку пептидной связью.
Кристаллы различных белков, выращенные на
космической станции «Мир». Высокоочищенные белки
при низкой температуре образуют кристаллы, которые
используют для изучения пространственных
структур этих белков.
За впервые проведённое
определение аминокислотной
последовательности белка —
инсулина — Фредерику
Сингеру была присвоена
Нобелевская премия по химии.

14.

Различают 20 аминокислот.
Мономеры представляют собой
аминокислоты – низкомолекулярные
соединения.
Обещая формула аминокислот:
Физические свойства аминокислот
Нерастворимы
в органических
растворителях
Некоторые
растворимы в
воде
Кристаллические
Бесцветные

15.

1. По количеству аминокислот
2. По структуре
Фибрилярные белки – полипептидные цепи
нитевидные,плохо растворимы в воде
(кератин волос и рогов, миозин мышцы, коллаген костей
, фибриноген крови)
• Глобулярные белки полипептидные цепи ,сложенные
в форме шара, водорастворимые
(протеин плазмы крови , ферменты)
Олигопептиды (от 2 до 10
аминокислот)
Полипептиды(от 10 до 100
аминокислот) – гормоны;
- белки (протеины)-от 100…

16.

2. По структуре
Первичная
структура – это
последовательность
аминокислотных остатков в
полипептидной цепи.
Последовательность
аминокислот определяет
биологическую функцию
белка, и замена одной
единственной
аминокислоты может резко
изменить эту функцию
Вторичная
структура –
стабилизируется
водородными
связями,
возникающими
между CO- и NHгруппами
Типы вторичной структуры белков:
1. α-спираль — плотные витки
вокруг длинной оси молекулы,
один виток составляют 3,6
аминокислотных остатка
2. β-структура (складчатая) —
несколько зигзагообразных
полипептидных цепей

17.

2. По структуре
В стабилизации третичной
структуры принимают участие: 1.
ковалентные связи 2. ионные
связи 3. водородные связи
4.гидрофобные взаимодействия.
Третичная структура –
пространственное строение
полипептидной цепи. Структурно
состоит из элементов вторичной
структуры, стабилизированных
различными типами
взаимодействий, в которых
гидрофобные взаимодействия
играют важнейшую роль.
Четвертичная структура –
взаимное расположение
нескольких полипептидных
цепей в составе единого
белкового комплекса. В
стабилизации четвертичной
структуры принимают
участие те же типы
взаимодействий, что и в
стабилизации третичной.

18.

3.По составу
- Протамины и гистоны
входят в состав
нуклеопротеидов.
Играют важную роль в
регуляции
метаболической
активности генома
- Альбумины и глобулины –белки
животного происхождения (яичный
белок, мышцы , молоко)
• Простые белки
(протеины) состоят только
из остатков аминокислот
- Проламины и глютелины
–белки растительного
происхождения ,
составляют основу массы
клейковины

19.

3.По составу
- Хромопротеиды –
белки, в которых
простетической группой
служит пигмент
(гемоглобин,
цитохромы,
дыхательные
ферменты)
- Нуклеопротеидыбелки, связанные
с нуклеиновыми
кислотами (
образование
хромосом)
- Гликопротеидысоединения
белков и
углеводов
(составная часть
клеточной
мембраны)
- Металлопротеиды
- соединения белков
и метталов
(ферменты)
• Сложные белки (протеиды)
различают и называют по
простетической (небелковой)
группе:
- Липопротеиды –
соединения белков и
липидов ( компоненты
плазматической
- Фосфопротеидымембраны ,
соединения белков и
миелиновые оболочки
фосфатов ( казеин
нервных волокон)
молока, вителлин
яичного желтка,
ихтулин икры рыб)

20.

1. Структурная (строительная)
2. Сократительная (двигательная)
3. Энергетическая
Белки входят в состав
всех мембранных
структур
Движение
ресничек,жгутиков,мышц
(актин,миозин)
При сжигании 1 г
выделяется 17,6 кДж.

21.

4. Защитная ( иммунологическая)
5.Транспортная
6.Рецепторная
Антитела,
иммуноглобулины,интер
ферон.
Гемоглобин (перенос),
мембранные белкипереносчики).
Сетчатка глаза родопсин,
холинорцептор и др.

22.

7.Запасающая
8.Токсическая
9.Трофическая (резервная)
Яичный желток, казеин
Яд
змей,пауков,насекомых,б
отулинический и др.
Белок эндосперма семян

23.

8.Регуляторная
9.Ферментативная (каталитическая)
Гистоны,репрессоры и др.
Ферменты организма (все
ферменты белки)
Гормоны( инсулин и др.)
10.Гормональная