Budowa chemiczna żywych organizmów
1. Skład
chemiczny

Wyst

ę

powanie pierwiastków w

ż

ywych organizmach

Tlen; 65%

W

ę

giel; 18%

Wodór; 10%

Azot; 3%

Wap

ń

; 2%

Fosfor; 1%

Potas; 0,90%

Siarka; 0,90%

Chlor; 0,90%

Sód; 0,90%

Magnez; 0,90%

ś

elazo; 0,90%

Tlen

W

ę

giel

Wodór

Azot

Wap

ń

Fosfor

Potas

Siarka

Chlor

Sód

Magnez

ś

elazo

2. Makroelementy:
Występują w dużych ilościach w organizmie (99% suchej masy)

•

C, H, O – budują związki organiczne

•

N – azot - grupa aminowa w aminokwasach

•

S – siarka – mostki siarczkowe (utrwalają strukturę białka)

•

P- fosfor- kwas fosforowy w fosfolipidach, DNA i RNA

•

Ca – wapń – buduje szkielet, pancerz, składnik krzepnięcia krwi

•

Mg – magnez - składnik kości, chlorofilu, aktywator wielu enzymów

•

Na, K – sód i potas – przewodzenie impulsów nerwowych, regulacja ciśnienia
osmotycznego

3. Mikroelementy:
Występują w organizmie w małych ilościach (poniżej 0,01%)

•

Fe – żelazo – składnik hemoglobiny i mioglobiny

•

Co – kobalt – składnik witaminy B12

•

Cu – miedź – składnik enzymów oksydoredukcyjnych, udział w syntezie hemoglobiny
i chlorofilu

•

Zn – cynk – składnik insuliny i enzymów

•

I – jod – składnik hormonu tarczycy

•

F – fluor – wchodzi w skład kości i szkliwa

•

Mn – mangan – aktywator enzymów cyklu kwasu cytrynowego

•

Si – krzem – składnik ściany komórkowej (u okrzemek i skrzypów)

4. Wiązania chemiczne:
Silne:

•

Kowalencyjne (obojętne i spolaryzowane) np.

CH

4

lub H

2

O

•

Jonowe np. NaCl

Słabe:

•

Wodorowe – pomiędzy atomami wodoru a polarnym atomem tlenu, azotu

•

Van der Waalsa – oddziaływania pomiędzy grupami chemicznymi

5. Białka zbudowane są z aminokwasów o wzorze

Tworzenie wiązania peptydowego pomiędzy grupą aminową a karboksylową

Struktura białek:

•

Pierwszorzędowa – kolejność aminokwasów

•

Drugorzędowa – helisa α i β kartka

•

Trzeciorzędowa – struktura przestrzenna utrwalona wiązaniami (białka globularne i
włókienkowe)

•

Czwartorzędowa – metaloproteiny, złożone z kilku podjednostek

Znaczenie białek:

•

Funkcja budulcowa (organella)

•

Funkcja transportowa ( hemoglobina)

•

Funkcja regulatorowa ( hormony, enzymy)

•

Rola odpornościowa (immunoglobuliny)

•

Funkcja lokomotoryczna ( białka kurczliwe: aktyna, miozyna)

6. Cukry czyli glikany
a) cukry proste:

grupa aminowa



grupa
karboksylowa

pentozy (5 at. węgla)

heksozy ( 6 atomów węgla)

b) dwucukry – powstają w wyniku połączenia się dwóch cukrów prostych wiązaniem
glikozydowym:

np.: sacharoza, maltoza, laktoza
c) cukry złożone: np. celuloza, skrobia, chityna, glikogen

grupa aldehydowa
(aldozy)


grupa ketonowa (ketozy)


liczne grupy
wodorotlenowe

Znaczenie cukrów

•

Funkcja energetyczna

•

Materiał budulcowy ( ściana komórkowa - celuloza, pancerzyk stawonogów - chityna)

•

Funkcje zapasowe ( skrobia u roślin, glikogen u zwierząt)

•

Oddziaływania komórkowe (glikolipidy)

7. Tłuszcze są związkami zbudowanymi z glicerolu i reszty wyższych kwasów tłuszczowych

Glicerol + kwas palmitynowy → tripalmitynian gliceryny
(tłuszcz nasycony)

wiązanie estrowe

fosfolipid

właściwości cząsteczek tłuszczów

Znaczenie tłuszczów:

•

Zapasowy materiał energetyczny

•

Funkcja budulcowa ( błony komórkowe)

•

Funkcja termoizolacyjna

•

Funkcja regulatorowa ( sterydy)

•

Funkcja ochronna ( woski)

•

Wspomaganie procesu fotosyntezy (karoteny)

8. Budowa DNA

Znaczenie DNA:

•

Przechowywanie i przekazywanie informacji genetycznej

Budowa komórki
a) zwierzęcej

b) roślinnej

Organella:
-

Błona komórkowa - plazmalemma - plazmolemma stanowi kompleks lipidowo-

białkowy będący podstawowym składnikiem większości struktur w komórkach

prokariotycznych i eukariotycznych: roślinnych i zwierzęcych. Ze względu na różnice w
budowie i w funkcji błony biologiczne dzielimy na dwa rodzaje: komórkowe, które
oddzielają wnętrze komórki od środowiska zewnętrznego, oraz błony śródkomórkowe
występujące niemal wyłącznie w komórkach eukariotycznych. Błony śródkomórkowe dzielą
wnętrze komórki na szereg przedziałów (kompartmentów), zwanych organellami. Dzięki
właściwościom półprzepuszczalnym oraz dzięki występowaniu w niej specyficznych białek
transportujących reguluje ona przemieszczanie się związków chemicznych między komórką a
jej otoczeniem; dzięki niej odbywa się wymiana substancji i produktów reakcji
metabolicznych między poszczególnymi organellami komórkowymi, a także ich transport z
komórki (egzocytoza) poza jej obręb lub do komórki ze środowiska (endocytoza).
Jest to błona białkowo-lipidowa, w skład której wchodzą:
Lipidy, głównie z grupy fosfolipidów, np. lecytyna stanowi 15-22%. Cząsteczka lecytyny
posiada część polarną (hydrofilną), przyłączającą cząsteczki wody, oraz część niepolarną
(hydrofobową) nierozpuszczalną w wodzie, ale rozpuszczalną w tłuszczach; ma to wpływ na
budowę błony i jej przepuszczalność. Do lipidów budujących błonę zaliczane są również
sfingomieliny, kardiolipiny, glikolipidy, a także sterole, np. cholesterol. Gdyby błona
komórkowa była zbudowana tylko z fosfolipidów i cholesterolu, byłaby nieprzepuszczalna
dla wody.

- Ściana komórkowa - Zewnętrzną powierzchnię wszystkich komórek roślinnych okrywa
sztywna osłona zwana ścianą komórkową. Jest ona martwym, nieplazmatycznym
składnikiem komórki o bardzo uporządkowanej strukturze nadającej kształt i formę oraz
chroniącej roślinę przed uszkodzeniami mechanicznymi i czynnikami zewnętrznymi. W
przeciwieństwie do błony komórkowej w większości przypadków jest całkowicie
przepuszczalna dla wody, soli mineralnych, jonów i związków wielkocząsteczkowych.

- Jądro

komórkowe - organellum znajdujące się w każdej

komórce

eukariotycznej (wyjątek

to komórki tracące jądro w procesie dojrzewania, np.

erytrocyty

ssaków).

Rolą jądra komórkowego jest przechowywanie informacji zawartej w

DNA

, jej powielanie

w procesie podziału komórki a także kontrolowanie całości

metabolizmu

komórki dzięki

kopiowaniu fragmentów DNA (kopiami są tu odcinki

RNA

) odpowiednich dla syntezy

potrzebnych

enzymów

czy innych cząsteczek. Jądro otoczone jest podwójną błoną

białkowo-lipidową. Poprzez pory w tejże błonie do

cytoplazmy

przenoszone są tylko

fragmenty RNA; DNA nie opuszcza jądra.

1.

błona jądrowa

(kariolema)

2.

RNA

3.

pory w błonie

4.

jąderko

5.

skłębione nici

chromatynowe

(chromon)

6.

jądro

komórkowe

7.

retikulum

endoplazmatyc

zne

8.

sok jądrowy

(kariolimfa)

- mitochondrium

Mitochondrium - zaliczane jest do autonomicznych organelli, ponieważ zawiera w swej
budowie własne DNA i RNA. Jest to centrum energetyczne komórki, w którym ma miejsce
utlenianie biologiczne - proces oddychania wewnątrzkomórkowego. Zachodzą w nim
następujące etapy oddychania: cykl Krebsa i łańcuch oddechowy. Powstała w wyniku tych
procesów energia gromadzona jest w wiązaniach wysokoenergetycznych związku - ATP a
następnie jest wykorzystywana w procesach endoergicznych (wymagających dostarczenia
energii). Najwięcej mitochondriów znajduje się w tych narządach, w którycyh
zapotrzebowanie energetyczne jest najwększe np. komórki mięśnia sercowego. Bardzo mało
mitochondriów znajduje się w tkance tłuszczowej.
Mitochondria otoczone są podwójną błoną białkowo-lipidową. Błona wewnętrzna tworzy
liczne wpuklenia do środka (co zwiększa znacznie jej powierzchnię) zwane grzebieniami
mitochondrialnymi.

- Chloroplasty

Chloroplast z zewnątrz otoczony jest gładką lipoproteinową błoną. Wewnętrzna błona tworzy,
rozbudowujący się w czasie dojrzewania, system równoległych wypukleń. W pełni
wykształcony chloroplast posiada lammelle lub tylakoidy składające się z dwóch cienkich
błon. System lameralny jest zanurzony w jednorodnej, koloidalnej macierzy chloroplastu -
stromie. W chloroplastach zachodzi proces fotosyntezy.

- Retikulum endoplazmatyczne, siateczka śródplazmatyczna, siateczka
wewnątrzplazmatyczna, ER (reticulum endoplasmaticum, complexus reticuli
cytoplasmatici)- wewnątrzkomórkowy i międzykomórkowy system kanałów odizolowanych
od

cytoplazmy

podstawowej

błonami

(membranami) biologicznymi. Tworzy nieregularną

sieć cystern, kanalików i pęcherzyków.
Rozróżnia się dwa typy retikulum:

•

Retikulum endoplazmatyczne szorstkie

(granularne) - ER-g - charakteryzujące się

obecnością licznych

rybosomów

, osadzonych na jego zewnętrznej powierzchni,

rozbudowywana w komórkach szybko rosnących oraz w komórkach w których
zachodzi biosynteza białek (np. neurony, komórki nabłonka gruczołowego trzustki).

•

Retikulum gładkie

(agranularne) - ER-a - niezwiązane z

rybosomami

, stąd jego nazwa

- gładkie. Rozwinięta w komórkach syntezujących niebiałkowe produkty organiczne
(np. komórki jelita, komórki tkanki tłuszczowej). Jej specjalizacją jest detoksykacja
(niszczenie substancji toksycznych). Jest odpowiedzialne m.in. za syntezę tłuszczów -
tworzenie

sferosomów

.

funkcje siateczki śródplazmatycznej:

•

synteza

białek

(szorstkie) i

tłuszczów

(gładkie)

•

uczestniczy w przemianach

węglowodanów

•

przeprowadza unieczynnianie

toksyn

i leków (szczególnie w komórkach

wątroby

).

•

pozwala na szybkie transporty wewnątrzkomórkowe (

cytoplazma

jest w nim rzadsza)

•

dzieli

cytoplazmę

komórki

na przedziały (

kompartmenty

), co pozwala na

przeprowadzenie w różnych przedziałach reakcji, które przeszkadzałyby sobie
wzajemnie.