Что составляет основную массу клетки
Химический состав клетки. Жизнедеятельность клеток
Химический состав клетки. Жизнедеятельность клеток
Химический состав клетки включает как неорганические, так и органические вещества
Содержание химических элементов в клетке
В организме человека обнаружено 86 постоянно присутствующих элементов периодической системы Д.И. Менделеева. Из них 25 необходимы для поддержания жизнедеятельности, 18 из которых абсолютно необходимы, а 7 – полезны. На долю четырёх химических элементов – кислорода, водорода, углерода и азота – приходится около 98% массы клетки. Другие элементы присутствуют в ней в незначительных количествах: серы 0,15-0,2%, цинка 0,003%, а йода – всего 0,000001%.
Основные вещества клетки включают молекулы нуклеиновых кислот, белков, жиров, углеводов, воды|воды, кислорода и углекислого газа. В неживой природе эти вещества нигде не встречаются вместе.
Основные вещества клетки =Нуклеиновые кислоты|кислоты + Белки|Белки + Жиры (липиды) +Углеводы + Вода + Кислород + Углекислый газ
Нуклеиновые кислоты|кислоты являются основой молекул дезоксирибонуклеиновой и рибонуклеиновой кислот – хранителей наследственной (генетической) информации, о которых мы скажем чуть позже.
Белки|Белки – основные вещества, необходимые клетке для существования и выполнения своих функций. Они составляют 50% сухой массы клетки. Само понятие “жизнь” в биологическом смысле неразрывно связано с понятием белка|белка – будь то клетка или организм в целом. Белки|Белки – сложные высокомолекулярные вещества, состоящие из аминокислот. Трудно сказать почему, но из всего многообразия аминокислот для построения белковых молекул природа выбрала лишь двадцать (представим их в виде бусин разных цветов), а белки|белки представляют собой бусы, собранные в нужном порядке. При условии, что число аминокислот (бусин) в одной белковой цепи достигает нескольких сотен, число возможных комбинаций белковых молекул (бус) практически неограниченно! Белковая молекула не остаётся в клетке в форме нити бус (это всего лишь первичная структура), она компактно “упаковывается” благодаря химическим и физическим связям, возникающим между атомами аминокислот, по мере синтезирования белковой цепи. Вторичная структура белка|белка похожа на спираль, а третичная – на плотный шарик (глобулу) или шнур (фибриллу). Так называемая четвертичная структура образуется при объединении нескольких белковых молекул между собой и/или с небелковыми молекулами. Например, молекула гемоглобина состоит из гема – частицы небелковой природы, содержащей железо, и глобина – белка|белка.
С учётом биологического назначения, белки|белки можно разделить на три группы:
1) ферменты – биологические катализаторы химических реакций в клетке;
2) специфические белки|белки, производимые “на экспорт” (гормоны, медиаторы и другие);
3) структурные белки|белки, необходимые для восстановления и обновления клеточных элементов.
Из молекул жиров (точнее, из фосфолипидов) состоят всё|все мембраны клетки. Жиры используются организмом как теплоизолятор, предохраняя его от потери тепла. Большое значение имеют жиры и как внутренний резерв для извлечения воды|воды: при “сжигании” 1 кг жира образуется 1,1 кг воды|воды. Кроме того, жиры являются богатейшим источником энергии.
Углеводы, в первую очередь глюкоза и гликоген (полимер глюкозы), являются основным и легко доступным источником энергии. Однако энергетическая ценность жиров в 6 раз выше энергетической ценности гликогена, а запасы жиров в здоровом организме превышают запасы гликогена в печени и мышцах в 30 раз.
Большинство клеток на 70-80% состоят из воды, костные клетки – на 20%. Даже в эмали зубов – самой|самой твёрдой ткани организма – содержится 10% воды|воды. Вода является универсальным растворителем, в ней происходят всё|все биохимические реакции клетки, при участии воды|воды осуществляется теплорегуляция. Вода во многом определяет физические свойства клетки – её объем|объём, упругость, участвует в метаболизме, транспорте питательных веществ, кислорода, углекислого газа, а также в выведении токсичных веществ из организма.
Кислород – мощный природный окислитель – поступает в клетку в процессе преобразования энергии, а углекислый газ является одним из конечных продуктов процесса клеточного дыхания.
Видео по теме : Химический состав клетки
Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях и жизнедеятельности клеток. Химические процессы, протекающие в клетке — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования. Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.
На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела|тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды|среды по изотопному составу химических элементов.
Условно всё|все элементы клетки можно разделить на три группы.
К макроэлементам относят кислород (65—75 %), углерод (15—18 %), водород (8—10 %), азот (2,0—3,0 %), калий (0,15—0,4 %), сера|сера (0,15—0,2 %), фосфор (0,2—1,0 %), хлор (0,05—0,1 %), магний (0,02—0,03 %), натрий (0,02—0,03 %), кальций (0,04—2,00 %), железо (0,01—0,015 %). Такие элементы, как C, O, H, N, S, P входят в состав органических соединений.
Углерод — входит в состав всех органических веществ; скелет из атомов углерода составляет их основу. Кроме того, в виде CO2 фиксируется в процессе фотосинтеза и выделяется в ходе дыхания, в виде CO (в низких концентрациях) участвует в регуляции клеточных функций, в виде CaCO3 входит в состав минеральных скелетов.
Кислород — входит в состав практически всех органических веществ клетки. Образуется в ходе фотосинтеза при фотолизе воды|воды. Для аэробных организмов служит окислителем в ходе клеточного дыхания, обеспечивая клетки энергией. В наибольших количествах в живых клетках содержится в составе воды|воды.
Водород — входит в состав всех органических веществ клетки. В наибольших количествах содержится в составе воды|воды. Некоторые бактерии окисляют молекулярный водород для получения энергии.
Азот — входит в состав белков, нуклеиновых кислот и их мономеров — аминокислот и нуклеотидов. Из организма животных выводится в составе аммиака, мочевины, гуанина или мочевой кислоты|кислоты как конечный продукт азотного обмена. В виде оксида азота NO (в низких концентрациях) участвует в регуляции кровяного давления.
Сера|Сера — входит в состав серосодержащих аминокислот, поэтому содержится в большинстве белков. В небольших количествах присутствует в виде сульфат-иона в цитоплазме клеток и межклеточных жидкостях.
Фосфор — входит в состав АТФ, других нуклеотидов и нуклеиновых кислот (в виде остатков фосфорной кислоты|кислоты), в состав костной ткани и зубной эмали (в виде минеральных солей), а также присутствует в цитоплазме и межклеточных жидкостях (в виде фосфат-ионов).
Магний — кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.
Кальций — участвует в свёртывании крови, а также служит одним из универсальных вторичных посредников, регулируя важнейшие внутриклеточные процессы (в том числе участвует в поддержании мембранного потенциала, необходим для мышечного сокращения и экзоцитоза). Нерастворимые соли|соли кальция участвуют в формировании костей|костей и зубов позвоночных и минеральных скелетов беспозвоночных.
Натрий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, процессах осморегуляции (в том числе в работе почек у человека) и создании буферной системы крови.
Калий — участвует в поддержании мембранного потенциала, генерации нервного импульса, регуляции сокращения сердечной мышцы.Содержится в межклеточных веществах.
Хлор — поддерживает электронейтральность клетки.
К микроэлементам, составляющим от 0,001 % до 0,000001 % массы тела|тела живых существ, относят ванадий, германий, йод (входит в состав тироксина, гормона щитовидной железы), кобальт (витамин В12), марганец, никель, рутений, селен|селён, фтор (зубная эмаль), медь, хром, цинк
Цинк — входит в состав ферментов, участвующих в спиртовом брожении, в состав инсулина
Медь — входит в состав окислительных ферментов, участвующих в синтезе цитохромов.
Селен|Селён — участвует в регуляторных процессах организма.
Ультрамикроэлементы
Ультрамикроэлементы составляют менее 0,0000001 % в организмах живых существ, к ним относят золото, серебро оказывают бактерицидное воздействие, ртуть подавляет обратное всасывание воды|воды в почечных канальцах, оказывая воздействие на ферменты. Так же к ультрамикроэлементам относят платину и цезий. Некоторые к этой группе относят и селен|селён, при его недостатке развиваются раковые заболевания. Функции ультрамикроэлементов ещё мало|мало понятны.
Что составляет основную массу клетки
1. Элементарный состав.
В клетках разных организмов обнаружено около 70 элементов периодической системы элементов Д. И. Менделеева, но лишь 24 из них имеют вполне установленное значение и встречаются постоянно во всех типах клеток.
Наибольший удельный вес в элементном составе клетки приходится на кислород, углерод, водород и азот. Это так называемые основные или биогенные элементы. На долю этих элементов приходится более 95 % массы клеток, причем их относительное содержание в живом веществе гораздо выше, чем в земной коре. Жизненно важными являются также кальций, фосфор, сера, калий, хлор, натрий, магний, йод и железо. Их содержание в клетке исчисляется десятыми и сотыми долями процента. Перечисленные элементы составляют группу макроэлементов.
Другие химические элементы: медь, марганец, молибден, кобальт, цинк, бор, фтор, хром, селен, алюминий, йод, железо, кремний — содержатся в исключительно малых количествах (менее 0,01 % массы клеток). Они относятся к группе микроэлементов.
Процентное содержание в организме того или иного элемента никоим образом не характеризует степень его важности и необходимости в организме. Так, например, многие микроэлементы входят в состав различных биологически активных веществ — ферментов, витаминов (кобальт входит в состав витамина B12), гормонов (йод входит в состав тироксина);оказывают влияние на рост и развитие организмов (цинк, марганец, медь), кроветворение (железо, медь), процессы клеточного дыхания (медь, цинк) и т. д. Содержание и значение для жизнедеятельности клеток и организма в целом различных химических элементов приведено в таблице:
http://jbio.ru/sostav-kletki-ximicheskie-elementy
В клетках обнаружено более 80 химических элементов. Все элементы делят на три группы.
Макроэлементы, содержание которых в клетке составляет до 10-3%, — это кислород, углерод, водород, азот, фосфор, сера, кальций, натрий и магний; на их долю приходится свыше 99% массы клеток.
Микроэлементы, содержание которых колеблется от 10-3% до 10-6%. Это железо, марганец, медь, цинк, кобальт, никель, йод, фтор; на их долю приходится менее 1,0% массы клеток.
Ультрамикроэлементы, составляющие менее 10-6%, — это золото, серебро, уран, цезий, бром, ванадий, селен и др., на их долю приходится менее 0,01 % массы клетки. Физиологическая роль установлена только для некоторых из них. Например, дефицит селена приводит к развитию раковых заболеваний.
Все перечисленные элементы входят в состав неорганических и органических веществ или содержатся в виде ионов.
Микроэлементы клеток:
цинк, железо и медь;
углерод и кислород;
серебро и уран;
водород и сера;
натрий и калий.
2.1. Вода в клетке не выполняет функции:
связывания кислорода и азота;
образования водных оболочек вокруг макромолекул;
универсального растворителя;
участия в биохимических реакциях;
регулирования теплового режима.
2.2. Гидрофобные вещества клетки:
белки и моносахариды;
дисахариды и полисахариды;
многие соли и белки;
все соли и витамины;
жиры и полисахариды.
2.3. Азот как элемент входит в состав:
только белков;
только белков и РНК;
жиров и углеводов;
нуклеиновых кислот, белков и АТФ;
углеводов и ДНК.
2.4. Водород как элемент входит в состав:
только воды и минеральных солей;
только воды, углеводов, белков и нуклеиновых кислот;
только воды, углеводов и липидов;
всех неорганических соединений клетки;
всех органических соединений клетки.
2.5. Раздражимость клеток обеспечивают ионы:
натрия, цинка и хлора;
натрия, калия и кальция;
кальция, фосфора и железа;
фосфора, натрия и меди;
железа, меди и магния.
2. Вода и минеральные вещества.
Неорганические соединения клеток представлены водой и минеральными солями.
Содержание воды в разных клетках зависит от интенсивности обменных процессов и колеблется от 10% в эмали зуба до 85% в нервных клетках и до 97% в клетках развивающегося зародыша. В среднем в теле многоклеточных содержится около 80% воды от массы тела.
Вода в клетках выполняет следующие функции:
связанная вода (4-5% от всего ее содержания) образует водные (сольватные) оболочки вокруг молекул белков, препятствуя склеиванию их друг с другом;
свободная вода является универсальным растворителем и способствует транспорту растворенных в ней веществ;
вода принимает непосредственное участие в реакциях гидролиза;
вода регулирует тепловой режим и осмотическое давление в клетках.
По отношению к воде все вещества делятся на гидрофильные (водорастворимые) — многие минеральные соли, кислоты, щелочи, моносахариды, белки, витамины (C и B) и гидрофобные (водонерастворимые) — жиры, полисахариды, некоторые соли, витамины (A, D).
Минеральные соли и химические элементы в определенных концентрациях необходимы для нормальной жизнедеятельности клеток. Так, азот и сера входят в состав молекул белков, фосфор — в ДНК, РНК и АТФ, магний — во многие ферменты и хлорофилл, железо — в гемоглобин, цинк — в гормон поджелудочной железы, йод — в гормоны щитовидной железы и т.д. Нерастворимые соли кальция и фосфора обеспечивают прочность костной ткани, катионы натрия, калия и кальция — раздражимость клеток. Ионы кальция принимают участие в свертывании крови.
Органические соединения составляют около 20-30% массы живых клеток. К ним относятся биологические полимеры — белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также липиды, гормоны, пигменты, АТФ и др.
Липиды (жиры) и липоиды являются обязательными компонентами всех клеток. Содержание жиров в клетке колеблется от 5 до 15% массы сухого вещества, а в клетках подкожной жировой клетчатки — до 90%. Липиды представляют собой сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина, а липоиды — жирных кислот с другими спиртами. Эти соединения нерастворимы в воде (гидрофобны). Липиды могут образовывать сложные комплексы с белками (липопротеины), углеводами (гликолипиды), остатками фосфорной кислоты (фосфолипиды) и др.
Функции жиров:
строительная — жиры составляют основу биологических мембран;
энергетическая — жиры являются источником энергии;
запасающая — жиры откладываются в жировой ткани животных и в плодах и семенах растений и являются запасным источником энергии;
источник воды — при окислении жиров выделяется вода;
защитная — скопления жира выполняют теплоизоляционную и механическую защиту органов.
Углеводы — обязательный химический компонент клеток. В растительных клетках их содержание достигает 90% сухой массы (крахмал в клубнях картофеля), а в животных — 5% (гликоген в клетках печени). В состав молекул углеводов входят углерод, водород и кислород.
Все углеводы подразделяют на моно-, ди- и полисахариды. Моносахариды чаще содержат пять (пентозы) или шесть (гексозы) атомов углерода. Пентозы (рибоза и дезоксирибоза) входят в состав нуклеиновых кислот и АТФ. Гексозы (глюкоза и фруктоза) постоянно присутствуют в клетках плодов растений, придавая им сладкий вкус. Глюкоза содержится в крови и служит источником энергии для клеток и тканей животных. Дисахариды объединяют в одной молекуле два моносахарида. Пищевой сахар (сахароза) состоит из молекул глюкозы и фруктозы, молочный сахар (лактоза) включает глюкозу и галактозу. Все моно- и дисахариды хорошо растворимы в воде и имеют сладкий вкус. Молекулы полисахаридов образуются в результате поликонденсации моносахаридов. Мономером полисахаридов — крахмала, гликогена, целлюлозы (клетчатки) является глюкоза. Полисахариды практически нерастворимы в воде и не обладают сладким вкусом. Основные полисахариды — крахмал (в растительных клетках) и гликоген (в клетках животных) откладываются в виде включений и служат запасными энергетическими веществами. Целлюлоза образует стенку растительных клеток и выполняет защитную функцию.
Углеводы образуются в растениях в процессе фотосинтеза и могут использоваться в дальнейшем для биосинтеза аминокислот, жирных кислот и других соединений.
Углеводы выполняют четыре основные функции:
строительную — образуют стенки растительных клеток;
энергетическую — углеводы являются основным источником энергии;
запасающую — углеводы откладываются в клетках в виде гликогена или крахмала и являются запасным источником энергии;
защитную — целлюлоза в стенках клеток растений.
Молекула жира состоит из:
моносахаридов и дисахаридов;
аминокислот и дисахаридов;
глицерина и жирных кислот;
жирных кислот и полисахаридов;
нуклеотидов и жирных кислот.
3.2. И жиры и углеводы выполняют функции:
каталитическую и строительную;
строительную и энергетическую;
транспортную и энергетическую;
защитную и регуляторную;
транспортную и защитную.
крахмал и гликоген;
гликоген и целлюлоза;
глюкоза и галактоза;
сахароза и целлюлоза;
дезоксирибоза и сахароза.
глюкоза и галактоза;
мальтоза и рибоза;
фруктоза и глюкоза;
сахароза и глюкоза;
рибоза и дезоксирибоза.
моносахарид;
полисахарид, запасное питательное вещество растительной клетки;
полисахарид, запасное питательное вещество животной клетки;
дисахарид, запасное питательное веще
Белки составляют 10-18% от общей массы клетки. Молекулярная масса их колеблется от десятков тысяч до многих миллионов единиц. Белки — это биополимеры, мономерами которых являются 20 аминокислот. Молекулы белков различаются по величине, структуре и функциям, которые определяются составом, количеством и порядком расположения аминокислот. Помимо простых белков (альбумины, глобулины, гистоны) имеются и сложные — соединения белков с углеводами (гликопротеины), жирами (липопротеины) и нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеины).
Каждая аминокислота состоит из углеводородного радикала, соединенного с карбоксильной группой, имеющей кислотные свойства (-COOH), и аминогруппой (-NH2), обладающей основными свойствами. Аминокислоты отличаются одна от другой только радикалами. Они способны соединяться в длинные цепочки. При этом устанавливаются прочные ковалентные (пептидные) связи между углеродом кислотной и азотом основной групп (-CO-NH-) с выделением молекулы воды. Соединения, состоящие из двух аминокислотных остатков, называются дипептидами, из трех — три-пептидами, из многих — полипептидами.
Различные свойства и функции белковых молекул определяются последовательностью соединения аминокислот, которая закодирована в ДНК. Эту последовательность называют первичной структурой молекулы белка, от которой в свою очередь зависят последующие уровни ее пространственной организации и биологические свойства белков.
Вторичная структура белковой молекулы достигается ее спирализацией благодаря установлению между атомами соседних витков спирали водородных связей. Функционирование в виде закрученной спирали характерно для некоторых фибриллярных белков (фибриноген, миозин, актин и др.).
Многие белковые молекулы становятся функционально активными только после приобретения глобулярной (третичной) структуры. Она формируется путем многократного сворачивания спирали в трехмерное образование — глобулу. Эта структура поддерживается ковалентными дисульфидными (-S-S-) связями, гидрофобными взаимодействиями и электростатическими связями. Глобулярную структуру имеет большинство белков (альбумины, глобулины и др.
Для выполнения некоторых функций требуется участие белков с более высоким уровнем организации, при котором возникает объединение нескольких глобулярных белковых молекул в единую систему — четвертичную структуру (химические связи могут быть разные — гидрофобные взаимодействия, водородные и ионные связи). Например, молекула гемоглобина состоит из четырех различных глобул и небелковой части — гема, содержащего железо.
Утрата белковой молекулой своей структурной организации называется денатурацией. Причиной ее могут быть различные химические (кислоты, щелочи, спирт, соли тяжелых металлов и др.) и физические (высокая температура и давление, ионизирующие излучения и др.) факторы. Вначале разрушается четвертичная, затем третичная, вторичная, а при более жестких условиях и первичная структура (происходит деградация). Если под действием денатурирующего фактора не затрагивается первичная структура, то при возвращении белковых молекул в нормальные условия среды их структура полностью восстанавливается, т.е. происходит ренатурация.
Свойства белков: гидрофильность, видовая специфичность, химическая активность, способность денатурировать и ренатурировать, переходить из золя в гель, изменять конфигурацию молекул под действием факторов среды.
Белки выполняют следующие функции:
строительную — входят в состав большинства клеточных структур;
каталитическую — все ферменты являются белками;
транспортную — переносят различные вещества, например гемоглобин — O2;
двигательную — обусловливают сокращение мышц, жгутиков, ресничек;
защитную — выполняют антитела;
сигнальную (рецепторную) — белковые молекулы способны изменять свою структуру под действием различных факторов среды;
регуляторную — гормоны, имеющие белковую природу (инсулин);
энергетическую — белки являются источником энергии.
Каталитическую функцию в клетках выполняют белки-ферменты, в десятки и сотни тысяч раз ускоряющие течение биохимическ
Для белков не характерны: видовая специфичность;
способность изменять конфигурацию;
способность денатурировать и ренатурировать;
химическая инертность и гидрофобость;
способность переходить из золя в гель.
4.3. Первичная структура белков обусловлена связями:
водородными;
дисульфидными;
гидрофобными взаимодействиями;
электростатическими;
ковалентными, пептидными.
4.4. Третичная структура белков обусловлена связями:
водородными;
дисульфидными и электростатическими;
ковалентными, фосфодиэфирными;
ковалентными, пептидными;
водородными и гидрофобными взаимодействиями.
5. Нуклеиновые кислоты.
Нуклеиновые кислоты представляют собой сложные высокомолекулярные биополимеры, мономерами которых являются нуклеотиды.
Существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК). ДНК входит в основном в хроматин ядра, хотя небольшое ее количество содержится и в некоторых органоидах (митохондрии, пластиды). РНК содержится в ядрышках, кариолимфе, рибосомах, митохондриях, пластидах и в гиалоплазме клетки.
Структура молекулы ДНК была впервые расшифрована Дж. Уотсоном и Ф. Криком в 1953 г. Она представляет собой две полинуклеотидные цепи, соединенные друг с другом. Мономерами цепей являются нуклеотиды. В состав каждого нуклеотида входят: пятиуглеродный сахар — дезоксирибоза, остаток фосфорной кислоты и одно из четырех азотистых оснований: аденин и гуанин (пуриновые основания), цитозин и тимин (пиримидиновые основания). Нуклеотиды отличаются один от другого только азотистыми основаниями. Нуклеотиды соединяются в цепочку путем образования фосфодиэфирных (ковалентных) связей между дезоксирибозой одного и остатком фосфорной кислоты другого, соседнего, нуклеотида. Молекулы ДНК могут содержать от 200 до 2 * 108 нуклеотидов. Огромное разнообразие молекул ДНК достигается разным составом, количеством и различной последовательностью нуклеотидов. Обе цепочки объединяются в одну молекулу водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями нуклеотидов противоположных цепочек, причем в силу определенной пространственной конфигурации между аденином и тимином устанавливаются две связи, а между гуанином и цитозином — три. Вследствие этого нуклеотиды двух цепочек образуют пары: А-Т, Г-Ц. Строгое соответствие нуклеотидов друг другу в парных цепочках ДНК называется комплементарностыо (дополнительностью). Это свойство лежит в основе репликации (самоудвоения) молекулы ДНК.
Репликация молекулы ДНК происходит следующим образом. Под действием фермента (ДНК-полимераза) разрываются водородные связи между нуклеотидами двух цепочек и к освободившимся связям по принципу комплементарности присоединяются соответствующие нуклеотиды ДНК.
Следовательно, порядок нуклеотидов в «старой» цепочке ДНК определяет порядок нуклеотидов в «новой», т.е. «старая» цепочка ДНК является матрицей для синтеза «новой». Такие реакции называются реакциями матричного синтеза; они характерны только для живого.
Роль ДНК в клетке заключается в хранении, воспроизведении и передаче генетической информации. Благодаря матричному синтезу наследственная информация дочерних клеток точно соответствует материнской.
РНК, как и ДНК, представляет собой полимер, состоящий из мономеров — нуклеотидов. Структура нуклеотидов РНК сходна с таковой ДНК, но имеет следующие отличия: вместо дезоксирибозы в состав нуклеотидов РНК входит пятиуглеродный сахар — рибоза, а вместо азотистого основания тимина — урацил. По сравнению с ДНК в состав РНК входит меньше нуклеотидов, и, следовательно, ее молекулярная масса меньше. В клетках эукариот встречаются только одноцепочечные молекулы РНК.
Имеется три типа РНК: информационная, транспортная и рибосомальная.
Информационная РНК (и-РНК) состоит из 300-30 000 нуклеотидов и составляет примерно 5% от всей РНК, содержащейся в клетке. Она представляет собой комплементарную копию определенного участка ДНК (гена). Молекулы и-РНК выполняют роль переносчиков генетической информации от ДНК к месту синтеза белка (в рибосомы) и непосредственно участвуют в сборке его молекул.
Транспортная РНК (т-РНК) составляет до 10% от всей РНК клетки и состоит из 75-85 нуклеотидов. Молекулы т-РНК транспортируют аминокислоты из цитоплазмы в рибосомы.
Основную часть РНК цитоплазмы (около 85%) составляет рибосомальная РНК (р-РНК). Она входит в состав рибосом. Молекулы р-РНК состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов. Р-РНК обеспечивает определенное пространственное взаиморасположение и-РНК и т-РНК.
В состав нуклеотидов ДНК входят: рибоза и урацил;
рибоза и дезоксирибоза;
остаток фосфорной и азотной кислот;
тимин и урацил;
дезоксирибоза и тимин.
5.2. Нуклеотиды в цепочке ДНК соединяются связями:
ковалентными, фосфодиэфирными;
водородными;
гидрофобными взаимодействиями;
электростатическими и дисульфидными;
пептидными и водородными.
5.3. Комплементарные пары нуклеотидов двойной цепочки ДНК удерживаются связями:
ковалентными, фосфодиэфирными;
водородными;
дисульфидными;
пептидными и электростатическими;
гидрофобными взаимодействиями.
5.4. В состав нуклеотидов РНК не входят азотистые основания:
аденин;
гуанин;
цитозин;
тимин;
урацил.
5.5. В молекуле ДНК аденин комплементарен:
аденину;
гуанину;
цитозину;
урацилу;
тимину.
5.6. РНК не содержится в:
рибосомах;
ядре;
митохондриях и пластидах;
лизосомах и комплексе Гольджи;
гиалоплазме.
5.7. Функции и-РНК:
хранит генетическую информацию;
доставляет аминокислоты в рибосому;
переносит генетическую информацию от ДНК в рибосому;
передает генетическую информацию дочерним молекулам и-РНК;
передает генетическую информацию р-РНК.