Chemické prvky buňky.
- Prevence
Buňky živých organismů v jejich chemickém složení se výrazně liší od okolního neživého prostředí a struktury chemických sloučenin a množiny a obsahu chemických prvků. Celkem je přítomno asi 90 chemických prvků v živých organismech, které jsou v závislosti na jejich obsahu rozděleny do 3 hlavních skupin: makronutrienty, mikroelementy a ultramikroelementy.
Makroelementy.
Makroelementy ve významných množstvích jsou zastoupeny v živých organismech v rozsahu od stotin procent až do desítek procent. Pokud obsah jakékoli chemické látky v těle přesahuje 0,005% tělesné hmotnosti, je tato látka označována jako makroelementy. Jsou součástí hlavních tkání: krev, kosti a svaly. Patří sem například následující chemické prvky: vodík, kyslík, uhlík, dusík, fosfor, síra, sodík, vápník, draslík, chlor. Makroelementy tvoří přibližně 99% hmotnosti živých buněk, přičemž většina (98%) vodíku, kyslíku, uhlíku a dusíku.
Následující tabulka uvádí hlavní makronutrienty v těle:
U všech čtyř nejběžnějších prvků v živých organizmech (vodík, kyslík, uhlík, dusík, jak již bylo řečeno) je charakteristická jedna společná vlastnost. Tyto prvky postrádají jeden nebo více elektronů ve vnější oběžné dráze, aby vytvořily stabilní elektronické vazby. Proto atom vodíku pro vytvoření stabilní elektronové vazby postrádá jeden elektron na vnější oběžné dráze, atomy kyslíku, dusík a uhlík - dva, tři a čtyři elektrony. Z tohoto hlediska tyto chemické prvky snadno vytvářejí kovalentní vazby díky párování elektronů a mohou snadno vzájemně interagovat a plnit své vnější elektronové pláště. Navíc kyslík, uhlík a dusík mohou tvořit nejen jednoduché vazby, ale také dvojné vazby. V důsledku toho se značně zvyšuje počet chemických sloučenin, které mohou vzniknout z těchto prvků.
Kromě toho uhlík, vodík a kyslík - nejsnadnější mezi prvky schopnými vytvářet kovalentní vazby. Proto se ukázaly jako nejvhodnější pro tvorbu sloučenin, které tvoří živou hmotu. Je třeba poznamenat odděleně další důležitou vlastnost uhlíkových atomů - schopnost vytvářet kovalentní vazby se čtyřmi dalšími atomy uhlíku najednou. Díky této schopnosti jsou kostry vytvořeny z velké škály organických molekul.
Stopové prvky
Přestože obsah stopových prvků nepřesahuje pro každý jednotlivý prvek hodnotu 0,005% a celkově tvoří pouze asi 1% hmotnosti buněk, stopové prvky jsou nezbytné pro životně důležitou aktivitu organismů. Při absenci nebo nedostatku obsahu se mohou objevit různé nemoci. Mnoho stopových prvků je součástí enzymových skupin bez bílkovin a je nezbytné pro jejich katalytickou funkci.
Železo je například nedílnou součástí hemu, který je součástí cytochromů, které jsou součástí řetězce přenosu elektronů, a hemoglobinu, což je protein, který transportuje kyslík z plic do tkání. Nedostatek železa v lidském těle způsobuje rozvoj anémie. Nedostatek jódu, který je součástí hormonu thyroxinu ve štítné žláze, vede k výskytu onemocnění spojených s nedostatečností tohoto hormonu, jako je endemická struma nebo kretinismus.
Příklady stopových prvků jsou uvedeny v následující tabulce:
2.3 Chemické složení buněk. Makro a stopové prvky
Video tutoriál 2: Struktura, vlastnosti a funkce organických sloučenin Koncept biopolymerů
Přednáška: Chemické složení buněk. Makro a stopové prvky. Vztah struktury a funkcí anorganických a organických látek
makroživiny, jejichž obsah není nižší než 0,01%;
stopových prvků - jejichž koncentrace je menší než 0,01%.
V každé buňce je obsah stopových prvků menší než 1%, makroelementy - více než 99%.
Sodík, draslík a chlor poskytují mnoho biologických procesů - turgor (vnitřní bunkový tlak), vzhled nervových elektrických impulzů.
Dusík, kyslík, vodík, uhlík. Jedná se o hlavní součásti buňky.
Fosfor a síra jsou důležitými složkami peptidů (proteinů) a nukleových kyselin.
Vápník je základem všech skeletálních formací - zuby, kosti, skořápky, buněčné stěny. Podílí se také na svalové kontrakci a koagulaci krve.
Hořčík je složkou chlorofylu. Podílí se na syntéze bílkovin.
Železo je součástí hemoglobinu, účastní se fotosyntézy, určuje účinnost enzymů.
Stopové prvky obsažené ve velmi nízkých koncentracích, důležité pro fyziologické procesy:
Zinek je složkou inzulínu;
Měď - účastní se fotosyntézy a dýchání;
Kobalt - složka vitaminu B12;
Jód - se podílí na regulaci metabolismu. Je to důležitá složka hormonů štítné žlázy;
Fluorid je součástí zubní skloviny.
Nerovnováha koncentrace mikroorganismů a makronutrientů vede k metabolickým poruchám, ke vzniku chronických onemocnění. Nedostatek vápníku - příčina rachit, železo - anémie, nedostatek dusíkatých bílkovin, jod - snížení intenzity metabolických procesů.
Zvažte vztah organických a anorganických látek v buňce, jejich strukturu a funkci.
Buňky obsahují obrovské množství mikro a makromolekul patřících do různých chemických tříd.
Anorganická buněčná hmota
Voda Z celkové hmotnosti živého organismu tvoří největší procento - 50-90% a podílí se téměř na všech životních procesech:
kapilární procesy, protože je to univerzální polární rozpouštědlo, ovlivňuje vlastnosti intersticiální tekutiny, rychlost metabolismu. Ve vztahu k vodě jsou všechny chemické sloučeniny rozděleny na hydrofilní (rozpustné) a lipofilní (rozpustné v tucích).
Intenzita metabolismu závisí na jeho koncentraci v buňce - čím více vody, tím rychleji probíhají procesy. Ztráta 12% vody, je lidské tělo - vyžaduje obnovu pod lékařským dohledem, se ztrátou 20% - došlo k úmrtí.
Minerální soli. Obsahuje se v živých systémech v rozpuštěné formě (disociace na ionty) a nerozpustné. Rozpuštěné soli se podílejí na:
přenosu látky přes membránu. Kationty kovu poskytují "čerpadlo draslíku sodného", které mění osmotický tlak buňky. Z tohoto důvodu voda s látkami rozpuštěnými v ní proniká do buňky nebo ji opouští, zbytečně se zbavuje;
tvorba nervových impulsů elektrochemické povahy;
jsou součástí bílkovin;
fosfátový iont - složka nukleových kyselin a ATP;
uhličitanový iont - podporuje Ph v cytoplazmě.
Nerozpustné soli ve formě celých molekul tvoří struktury skořápek, skořápek, kostí, zubů.
Buněčná organická hmota
Společným rysem organické hmoty je přítomnost řetězce uhlíkového skeletu. Jedná se o biopolymery a malé molekuly jednoduché struktury.
Hlavní třídy dostupné v živých organismech:
Sacharidy. Buňky obsahují různé druhy - jednoduché cukry a nerozpustné polymery (celulóza). V procentech je jejich podíl v rostlinné sušině až 80%, zvířata - 20%. Hrají důležitou roli v podpoře života buněk:
Fruktóza a glukóza (monosacharidy) - rychle absorbovány v těle, jsou zahrnuty v metabolismu, jsou zdrojem energie.
Ribóza a deoxyribóza (monosacharidy) jsou jednou ze tří hlavních složek DNA a RNA.
Laktóza (týká se disacharidy) - syntetizovány zvířecí organismus, část mléka savců.
Sacharóza (disacharid) - zdroj energie, se vytváří v rostlinách.
Maltóza (disacharid) - poskytuje klíčivost semen.
Jednoduché cukry mají také jiné funkce: signální, ochranné, transportní.
Polymerní sacharidy - ve vodě rozpustný glykogenu, jakož i nerozpustná celulóza, chitin, škrob. Hrají důležitou roli v metabolismu, provádějí strukturální, skladovací, ochranné funkce.
Lipidy nebo tuky. Jsou nerozpustné ve vodě, ale vzájemně se dobře míchají a rozpouštějí se v nepolárních kapalinách (neobsahují kyslík, například petrolej nebo cyklické uhlovodíky jsou nepolárními rozpouštědly). Lipidy jsou v těle nezbytné k tomu, aby poskytly energii - během oxidace se vytváří energie a voda. Tuky jsou velmi energeticky účinné - s pomocí 39 kJ za gram uvolněné během oxidace můžete zvednout zátěž o hmotnosti 4 tuny do výšky 1 m. Tuk také poskytuje ochrannou a izolační funkci - u živočichů, její silná vrstva pomáhá udržovat teplo v chladné sezóně. Tukové látky chrání pero vodního ptactva před mokrem, poskytují zdravý lesklý vzhled a pružnost zvířecích chlupů, provádějí krycí funkci na listí rostlin. Některé hormony mají strukturu lipidů. Tuky tvoří základ membránové struktury.
Proteiny nebo bílkoviny jsou heteropolymery biogenní struktury. Obsahují aminokyseliny, jejichž strukturní jednotky jsou: aminoskupina, radikál a karboxylová skupina. Vlastnosti aminokyselin a jejich vzájemné rozdíly určují radikály. Díky amfoterním vlastnostem mohou vytvářet vazby mezi sebou. Protein se může skládat z několika nebo stovek aminokyselin. Celková struktura proteinů obsahuje 20 aminokyselin, jejich kombinace určují různé formy a vlastnosti bílkovin. Asi desítky aminokyselin jsou nepostradatelné - nejsou syntetizovány v těle zvířete a jejich příjem je zajišťován rostlinnými potravinami. V zažívacím traktu jsou proteiny rozděleny do jednotlivých monomerů používaných k syntéze vlastních proteinů.
Strukturní vlastnosti proteinů:
primární struktura - řetězec aminokyselin;
sekundární - řetězec zkroucený do spirály, kde jsou mezi cípy vytvořeny vodíkové vazby;
terciární - spirála nebo několik z nich, přetočená do globule a spojená slabými vazbami;
Kvarterní neexistuje ve všech bílkovinách. Jedná se o několik globulek spojených nekovalentními vazbami.
Pevnost struktur může být přerušena a obnovena, zatímco protein dočasně ztrácí své charakteristické vlastnosti a biologickou aktivitu. Jen destrukce primární struktury je nevratná.
Proteiny mají v buňce mnoho funkcí:
zrychlení chemických reakcí (enzymatická nebo katalytická funkce, z nichž každá je odpovědná za specifickou jedinou reakci);
transport - přenos iontů, kyslíku, mastných kyselin přes buněčné membrány;
protektivní proteiny, jako je fibrin a fibrinogen, jsou přítomny v krevní plazmě v neaktivní formě, tvoří krevní sraženiny v místě poškození kyslíkem. Protilátky - poskytují imunitu.
strukturní peptidy jsou částečně nebo jsou základem buněčných membrán, šlach a jiných pojivových tkání, vlasů, vlny, kopyt a nehtů, křídel a vnějších částí. Actin a myosin poskytují kontraktilní svalovou aktivitu;
regulační hormonální proteiny poskytují humorální regulaci;
energie - při nedostatku živin začne tělo rozbít své vlastní proteiny a naruší proces své vlastní životně důležité činnosti. To je důvod, proč po dlouhém hladovění se tělo nemůže vždy bez pomoci lékaře zotavit.
Nukleové kyseliny. Existují 2 - DNA a RNA. RNA má několik typů - informační, transportní a ribozomální. Objevil švýcarský švýcarský F. Fisher na konci 19. století.
DNA je deoxyribonukleová kyselina. Obsahuje jádro, plastidy a mitochondrie. Strukturálně jde o lineární polymer, který tvoří dvojitou šroubovice komplementárních nukleotidových řetězců. Koncept jeho prostorové struktury vznikl v roce 1953 Američany D. Watsonem a F. Crickem.
Jeho monomerní jednotky jsou nukleotidy, které mají zásadně společnou strukturu z:
dusíkatá báze (patřící do purinové skupiny - adenin, guanin, pyrimidin-thymin a cytosin.)
Ve struktuře molekuly polymeru jsou nukleotidy kombinovány v párech a komplementárně, což je způsobeno různým počtem vodíkových vazeb: adenin + thymin - dva, guanin + cytosin - tři vodíkové vazby.
Řád nukleotidů kóduje strukturní aminokyselinové sekvence proteinových molekul. Mutace je změna v pořadí nukleotidů, jelikož proteinové molekuly jiné struktury budou zakódovány.
RNA - ribonukleová kyselina. Strukturální znaky jejího rozdílu od DNA jsou:
místo tyminového nukleotidu - uracilu;
ribóza místo deoxyribózy.
Transportní RNA je polymerní řetězec, který je v rovině přeložen ve formě listu jetele, jehož hlavní funkcí je dodávka aminokyseliny do ribosomů.
Matrice (messenger) RNA se neustále vytváří v jádře, komplementární k jakékoli části DNA. Jedná se o strukturní matici, na základě její struktury bude na ribozómu shromážděna proteinová molekula. Z celkového obsahu molekul RNA je tento typ 5%.
Ribosomální - je zodpovědný za proces tvorby proteinové molekuly. Syntetizuje se na nukleole. Jeho v kleci je 85%.
ATP - kyselina adenosintrifosfátová. Jedná se o nukleotid obsahující:
Zahrnout prvky trasování
Ušetřete čas a nezobrazují se reklamy Knowledge Plus
Ušetřete čas a nezobrazují se reklamy Knowledge Plus
Odpověď
Odpověď je dána
nikitasapper
Chcete-li získat přístup ke všem odpovědí, připojte Knowledge Plus. Rychle, bez reklamy a přestávky!
Nenechte si ujít význam - připojte znalost Plus k tomu, abyste našli odpověď právě teď.
Prohlédněte si video, abyste měli přístup k odpovědi
Oh ne!
Názvy odpovědí jsou u konce
Chcete-li získat přístup ke všem odpovědí, připojte Knowledge Plus. Rychle, bez reklamy a přestávky!
Nenechte si ujít význam - připojte znalost Plus k tomu, abyste našli odpověď právě teď.
Chemické složení buněk
Skupiny prvků chemického složení buňky
Věda, která studuje součásti a strukturu živé buňky, se nazývá cytologie.
Všechny prvky obsažené v chemické struktuře těla lze rozdělit do tří skupin:
- makronutrienty;
- stopové prvky;
- ultramicro prvky.
Mezi makroelementy patří vodík, uhlík, kyslík a dusík. Téměř 98% všech složek tvoří jejich podíl.
Stopové prvky jsou v počtu desetin a stotin procent. A velmi nízký obsah ultramikroelementů - stotiny a tisícin procent.
Přeloženo z řečtiny, "makro" je velké a "mikro" je malé.
Obr. 1 Obsah chemických prvků v buňce
Vědci zjistili, že neexistují žádné zvláštní prvky, které by byly jedinečné pro živé organismy. Proto žije tato neživá příroda ze stejných prvků. To dokazuje jejich vztah.
Přes kvantitativní obsah chemického prvku, nepřítomnost nebo snížení alespoň jednoho z nich vede ke smrti celého organismu. Koneckonců, každá z nich má svůj vlastní význam.
Úloha chemického složení buňky
Makroelementy jsou základem biopolymerů, jmenovitě bílkovin, sacharidů, nukleových kyselin a lipidů.
Stopové prvky jsou součástí důležitých organických látek, které se podílejí na metabolických procesech. Jsou složkami minerálních solí, které jsou ve formě kationtů a aniontů, jejich poměr určuje alkalické prostředí. Nejčastěji je to mírně alkalické, protože poměr minerálních solí se nemění.
Hemoglobin obsahuje železo, chlorofyl - hořčík, bílkoviny - síru, nukleové kyseliny - fosfor, metabolismus se vyskytuje s dostatečným množstvím vápníku.
Obr. 2. Složení buněk
Některé chemické prvky jsou složkami anorganických látek, například vody. Hraje důležitou roli v životně důležité činnosti rostlinných i živočišných buněk. Voda je dobré rozpouštědlo, proto jsou všechny látky uvnitř těla rozděleny na:
- Hydrofilně rozpustný ve vodě;
- Hydrofobní - nerozpouští se ve vodě.
Díky přítomnosti vody se buňka stává elastickou, podporuje pohyb organických látek v cytoplazmě.
Obr. 3. Buněčné látky.
Tabulka "Vlastnosti chemického složení buňky"
Abychom jasně porozuměli, které chemické prvky jsou součástí buňky, uvádíme je v následující tabulce:
Jaké chemické prvky souvisí s makro a mikronutrienty buňky?
Jaké chemické prvky souvisí s makro a mikronutrienty buňky?
Makroelementy (velké procento těla podle obsahu) buňky obsahují následující chemické prvky:
- kyslík (70%), uhlík 15%, vodík 10%, dusík 2%, draslík 0,3%, síru 0,2%, fosfor 1% chlor, 1%), zbytek - hořčík, vápník, sodík.
Pro sledování prvků (malé procento obsahu těla) jsou zahrnuty takové chemické prvky:
- kobalt, zinek, vanad, fluor, selén, měď, chrom, nikl, germanium, jod, ruthenium.
Chemické složení buněk
Buňka je základní jednotka života na Zemi. Má všechny vlastnosti živého organismu: roste, množí, vyměňuje látky a energii se životním prostředím, reaguje na vnější podněty. Začátek biologické evoluce je spojen s výskytem buněčných forem života na Zemi. Jednobuněčné organismy jsou buňky, které existují odděleně od sebe. Tělo všech mnohobuněčných - živočichů a rostlin - je postaveno z většího nebo menšího počtu buněk, které jsou takovými bloky, které tvoří komplexní organismus. Bez ohledu na to, zda je buňka kompletním živým systémem - samostatným organismem nebo je pouze jeho součástí, je obdařena sadou vlastností a vlastností, které jsou společné všem buňkám.
Chemické složení buněk
Asi 60 prvků periodické tabulky Mendeleeva bylo nalezeno v buňkách, které se také nacházejí v neživé povaze. Jedná se o jeden z důkazů společné animované a neživé povahy. U živých organismů jsou nejběžnější vodíkem, kyslíkem, uhlíkem a dusíkem, které tvoří přibližně 98% hmotnosti buněk. To je způsobeno zvláštnostmi chemických vlastností vodíku, kyslíku, uhlíku a dusíku, v důsledku čehož se ukázalo, že jsou nejvhodnější pro tvorbu molekul, které plní biologické funkce. Tyto čtyři prvky jsou schopny vytvářet velmi silné kovalentní vazby přes párování elektronů patřících k dvěma atomům. Kovalentně vázané atomy uhlíku mohou tvořit lešení nespočetných různých organických molekul. Vzhledem k tomu, že uhlíkové atomy snadno vytvářejí kovalentní vazby s kyslíkem, vodíkem, dusíkem a také sírou, organické molekuly dosahují výjimečné složitosti a strukturní rozmanitosti.
Kromě čtyř hlavních prvků buňky obsahují zřetelné množství (desátá a 100. frakce procent) železo, draslík, sodík, vápník, hořčík, chlor, fosfor a síru. Všechny ostatní prvky (zinek, měď, jod, fluor, kobalt, mangan atd.) Jsou v buňce ve velmi malých množstvích a proto se nazývají mikroelementy.
Chemické prvky jsou součástí anorganických a organických sloučenin. Mezi anorganické sloučeniny patří voda, minerální soli, oxid uhličitý, kyseliny a zásady. Organickými sloučeninami jsou proteiny, nukleové kyseliny, sacharidy, tuky (lipidy) a lipidy. Kromě kyslíku, vodíku, uhlíku a dusíku mohou být zahrnuty i další prvky. Některé proteiny obsahují síru. Konstituentem nukleových kyselin je fosfor. Molekula hemoglobinu zahrnuje železo, hořčík se podílí na konstrukci molekuly chlorofylu. Stopové prvky, navzdory extrémně nízkému obsahu živých organismů, hrají důležitou roli v procesech životně důležité činnosti. Jód je součástí hormonu štítné žlázy - tyroxinu, kobaltu - ve složení vitamínu B12 Inzulin, hormon ostrova pankreatu, obsahuje zinek. V některých rybách měď zaujímá místo železa v molekulách pigmentů nesoucích kyslík.
Voda
H2O - nejběžnější složení v živých organizmech. Jeho obsah v různých buňkách se pohybuje v poměrně širokém rozmezí: od 10% v zubní sklovině až po 98% v těle medúzy, avšak v průměru činí asi 80% tělesné hmotnosti. Velmi důležitá úloha vody při zajišťování procesů životně důležité činnosti je způsobena jejími fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Polarita molekul a schopnost vytvářet vodíkové vazby činí vodu dobrým rozpouštědlem pro obrovské množství látek. Většina chemických reakcí, ke kterým dochází v buňce, se může vyskytovat pouze ve vodném roztoku. Voda se podílí na mnoha chemických přeměnách.
Celkový počet vodíkových vazeb mezi molekulami vody se mění s t °. Při t ° tavení ledu zničí asi 15% vodíkových vazeb při t ° 40 ° C - polovinu. Během přechodu do plynného stavu jsou všechny vodíkové vazby zničeny. To vysvětluje vysoké specifické teplo vody. Při změně teploty vnějšího prostředí absorbuje nebo uvolňuje teplo z důvodu přetržení nebo přeměny vodíkových vazeb. Tímto způsobem jsou t ° kmity uvnitř buňky menší než v prostředí. Vysoké teplo odpařování je základem účinného mechanismu přenosu tepla u rostlin a zvířat.
Voda jako rozpouštědlo se účastní fenoménu osmózy, který hraje důležitou roli v životně důležité činnosti buněk organismu. Osmóza znamená průnik molekul rozpouštědel přes semipermeabilní membránu do roztoku látky. Semipermeabilní membrány se nazývají membrány, které procházejí molekuly rozpouštědla, ale neprocházejí molekuly (nebo ionty) rozpuštěné látky. Proto je osmóza jednostranná difúze molekul vody ve směru řešení.
Minerální soli
Většina anorganických buněk je ve formě solí v disociované nebo v pevném stavu. Koncentrace kationtů a aniontů v buňce a ve svém prostředí se liší. Buňka obsahuje spoustu K a spoustu Na. V extracelulárním prostředí, například v krevní plazmě, v mořské vodě, je naopak mnoho sodíku a nedostatečné množství draslíku. Dráždivost buňky závisí na poměru koncentrací iontů Na +, K +, Ca 2+, Mg 2+. V tkáních mnohobuněčných zvířat je K zahrnuto do složení mnohobuněčné látky, která zajišťuje soudržnost buněk a jejich uspořádání. Osmotický tlak v buňce a jeho pufrovací vlastnosti velmi závisí na koncentraci soli. Pufrování je schopnost buňky udržovat slabě alkalickou reakci svého obsahu na konstantní úrovni. Pufrování uvnitř buňky je poskytováno hlavně ionty H2Ro4 a NRA4 2-. V extracelulárních tekutinách av krvi hraje H role útlumu.2S3 a NSO3 -. Aniony váží ionty H a hydroxidové ionty (OH -), díky nimž se reakce uvnitř buňky extracelulárních tekutin téměř nezmění. Nerozpustné minerální soli (například fosforečnan vápenatý) poskytují pevnost kostních tkání obratlovců a skořápky měkkýšů.
Buněčná organická hmota
Squirrels
Mezi organickými látkami jsou na prvním místě buňky, a to jak v množství (10-12% celkové hmotnosti buněk), tak v hodnotě. Proteiny jsou vysokomolekulární polymery (o molekulové hmotnosti od 6000 do 1 milionu a více), jejichž monomery jsou aminokyseliny. Živé organismy používají 20 aminokyselin, i když existují mnohem víc. Složení jakékoliv aminokyseliny zahrnuje aminoskupinu (-NH2), mající základní vlastnosti a karboxylovou skupinu (-COOH), která má kyselé vlastnosti. Dvě aminokyseliny jsou spojeny do jedné molekuly tím, že se vytvoří vazba HN-CO uvolněním molekuly vody. Vazba mezi aminoskupinou jedné aminokyseliny a karboxylovou skupinou druhé se nazývá peptid. Proteiny jsou polypeptidy obsahující desítky a stovky aminokyselin. Molekuly různých proteinů se navzájem liší molekulovou hmotností, počtem, složením aminokyselin a sekvencí jejich uspořádání v polypeptidovém řetězci. Je tedy zřejmé, že proteiny se liší v enormní rozmanitosti, jejich počet ve všech druzích živých organismů se odhaduje na 10 10 - 10 12.
Řetězce aminokyselinových jednotek spojených kovalentními peptidovými vazbami ve specifické sekvenci se nazývá primární struktura proteinu. V buňkách mají proteiny formu spirálovitě zkroucených vláken nebo koulí (kuliček). To je vysvětleno skutečností, že v přírodním proteinu je polypeptidový řetězec umístěn striktně definovaným způsobem, v závislosti na chemické struktuře jeho aminokyselin tvořících.
Zpočátku je polypeptidový řetězec navíjen. Mezi atomy sousedních cívek vzniká přitažlivost a vodíkové vazby se vytvářejí zejména mezi skupinami NH a CO umístěnými na sousedních cívkách. Řetězce aminokyselin, zkroucené do spirály, tvoří sekundární strukturu proteinu. V důsledku dalšího skládání šroubovice vzniká specifická konfigurace každé bílkoviny nazývaná terciární struktura. Terciární struktura je způsobena působením adhezních sil mezi hydrofobními radikály přítomnými v některých aminokyselinách a kovalentními vazbami mezi SH-skupinami aminokyselinového cysteinu (S-S-vazby). Množství aminokyselin pomocí hydrofobních radikálů a cysteinu, stejně jako pořadí jejich umístění v polypeptidovém řetězci, jsou specifické pro každý protein. Proto vlastnosti terciární struktury proteinu jsou určeny svou primární strukturou. Protein vykazuje biologickou aktivitu pouze ve formě terciární struktury. Proto může nahrazení dokonce jedné aminokyseliny v polypeptidovém řetězci vést ke změně konfigurace proteinu a ke snížení nebo ztrátě jeho biologické aktivity.
V některých případech se proteinové molekuly vzájemně kombinují a mohou vykonávat svou funkci pouze ve formě komplexů. Takže hemoglobin je komplex čtyř molekul a pouze v této formě je schopen připojit a transportovat O. takové agregáty představují kvartérní strukturu proteinu. Ve složení jsou bílkoviny rozděleny do dvou hlavních tříd - jednoduché a složité. Jednoduché proteiny se skládají pouze z aminokyselin, nukleových kyselin (nukleotidů), lipidy (lipoproteinu), Me (metaloproteinů), P (fosfoproteidy).
Funkce proteinů v buňce jsou velmi rozmanité. Jednou z nejdůležitějších je stavební funkce: proteiny se podílejí na tvorbě všech buněčných membrán a buněčných organoidů, stejně jako intracelulární struktury. Enzymatická (katalytická) role proteinů je nesmírně důležitá. Enzymy urychlují chemické reakce vyskytující se v buňce, 10 ki a 100 milionů krát. Funkce motoru je zajištěna speciálními kontraktilními bílkovinami. Tyto proteiny jsou zapojeny do všech typů pohybů, které buňky a organismy jsou schopny: cibule blikat a bít flagella v prvoku, svalová kontrakce u zvířat, pohyb listů v rostlinách atd. Transportní funkce proteinů je připojit chemické prvky (například hemoglobin připojí O) nebo biologicky aktivních látek (hormonů) a přenášet je do tkání a orgánů těla. Ochranná funkce je vyjádřena formou produkce specifických proteinů, nazývaných protilátky, v reakci na pronikání cizích proteinů nebo buněk do těla. Protilátky váží a neutralizují cizí látky. Proteiny hrají důležitou roli jako zdroje energie. Při úplném rozštěpení 1g. protein je přiděleno 17,6 kJ (
Sacharidy
Sacharidy nebo sacharidy - organické látky obecného vzorce (СН2O)n. U většiny sacharidů je počet atomů H dvojnásobný počet atomů O, stejně jako ve vodních molekulách. Proto se tyto látky nazývaly uhlohydráty. V živé buňce jsou sacharidy v množství, která nepřesahuje 1-2, někdy 5% (v játrech, ve svalech). Rostlinné buňky jsou nejbohatší v uhlohydrátech, jejichž obsah v některých případech dosahuje 90% hmotnosti sušiny (semena, bramborové hlízy atd.).
Sacharidy jsou jednoduché a složité. Jednoduché sacharidy se nazývají monosacharidy. V závislosti na počtu atomů sacharidů v molekule se monosacharidy nazývají triózy, tetrozy, pentózy nebo hexózy. Ze šesti uhlíkových monosacharidů - hexóz - nejdůležitější jsou glukóza, fruktóza a galaktóza. Glukóza je obsažena v krvi (0,1-0,12%). Pentózy z ribózy a deoxyribózy jsou součástí nukleových kyselin a ATP. Pokud jsou dva monosacharidy kombinovány v jedné molekule, tato sloučenina se nazývá disacharid. Potravinový cukr získaný z třtiny nebo cukrové řepy se skládá z jedné molekuly glukózy a jedné molekuly fruktózy, mléčného cukru - z glukózy a galaktózy.
Komplexní sacharidy tvořené mnoha monosacharidy se nazývají polysacharidy. Monomer takových polysacharidů, jako je škrob, glykogen, celulóza, je glukosa. Sacharidy mají dvě hlavní funkce: konstrukce a energie. Celulóza tvoří stěny rostlinných buněk. Komplexní polysacharidový chitin je hlavní strukturní složkou vnějšího skeletu členovců. Chitin má rovněž funkci budov v houbách. Sacharidy hrají roli hlavního zdroje energie v buňce. Při procesu oxidace 1 g uhlovodíků se uvolní 17,6 kJ (
4,2 kcal). Škrob v rostlinách a glykogen u zvířat jsou uloženy v buňkách a slouží jako energetická rezerva.
Nukleové kyseliny
Hodnota nukleových kyselin v buňce je velmi velká. Vlastnosti chemické struktury poskytuje schopnost ukládání, dopravu a přenos do dceřiných buněk dědičností informací o struktuře proteinových molekul, které se syntetizují v každé tkáni v určitém stadiu vývoje jedince. Protože většina vlastností a příznaků buněk je způsobena bílkovinami, je zřejmé, že stabilita nukleových kyselin je nejdůležitější podmínkou pro normální fungování buněk a celých organismů. Jakékoliv změny struktury buněk nebo aktivity fyziologických procesů v nich, což ovlivňuje životně důležitou aktivitu. Studium struktury nukleových kyselin je nesmírně důležité pro pochopení dědičnosti znaků v organizmech a zákonů upravujících fungování jednotlivých buněk a buněčných systémů - tkání a orgánů.
Existují dva typy nukleových kyselin - DNA a RNA. DNA je polymer sestávající ze dvou nukleotidových helixů uzavřených takovým způsobem, že vzniká dvojitá šroubovice. Monomery molekul DNA jsou nukleotidy sestávající z dusíkové báze (adenin, thymin, guanin nebo cytosin), sacharid (deoxyribóza) a zbytek kyseliny fosforečné. Dusíkaté báze v DNA molekule jsou vzájemně propojeny nerovnoměrným počtem H-vazeb a jsou uspořádány ve dvojicích: adenin (A) je vždy proti thyminu (T), guaninu (G) proti cytosinu (C).
Nukleotidy nejsou navzájem spojeny náhodou, ale selektivně. Schopnost selektivně interagovat s adenin thyminem a guaninem s cytosinem se nazývá komplementarita. Komplementární interakce určitých nukleotidů je vysvětlena zvláštnostmi prostorového uspořádání atomů v jejich molekulách, které jim umožňují sbližovat se a vytvářet H-vazby. V polynukleotidovém řetězci jsou sousední nukleotidy vzájemně spojeny přes cukr (deoxyribóza) a zbytek kyseliny fosforečné. RNA, stejně jako DNA, je polymer, jehož monomery jsou nukleotidy. Dusíkové báze tří nukleotidů jsou stejné jako ty, které jsou součástí DNA (A, G, C); čtvrtý, uracil (V), je přítomen v molekule RNA namísto thyminu. RNA nukleotidy se liší od DNA nukleotidů a struktury jejich sacharidů (ribóza místo deoxyribózy).
V řetězci RNA jsou nukleotidy spojeny vytvořením kovalentních vazeb mezi ribózou jednoho nukleotidu a zbytkem kyseliny fosforečné v jiné. Ve struktuře se rozlišují dvouřetězcové RNA. Dvojvláknové RNA jsou správci genetické informace pro řadu virů, tj. oni vykonávají funkce chromozomů. Jednovláknové RNA přenášejí informace o struktuře proteinů z chromozomu na místo jejich syntézy a podílejí se na syntéze proteinů.
Existuje několik typů jednovláknové RNA. Jejich názvy jsou způsobeny funkcí nebo umístěním v buňce. Většina cytoplazmatické RNA (až 80-90%) je ribosomální RNA (rRNA) obsažená v ribosomech. Molekuly RRNA jsou relativně malé a sestávají z průměru 10 nukleotidů. Další typ RNA (mRNA), který nese informace o sekvenci aminokyselin v proteinech, které musí být syntetizovány na ribozómy. Velikost těchto RNA závisí na délce oblasti DNA, na které byly syntetizovány. Transportní RNA provádí několik funkcí. Dodávají aminokyseliny na místo syntézy bílkovin, "rozpoznávají" (podle principu komplementarity) triplet a RNA odpovídající přenesené aminokyselině, provádějí přesnou orientaci aminokyseliny na ribozomu.
Tuky a lipidy
Tuky jsou sloučeniny mastných kyselin s vysokou molekulární hmotností a glycerin triatomového alkoholu. Tuky se nerozpouštějí ve vodě - jsou hydrofobní. V buňce existují vždy další komplexní hydrofobní tukové látky nazývané lipidy. Jednou z hlavních funkcí tuku je energie. Během rozštěpení 1 g tuků na SIL2 a H2O množství velkého množství energie je uvolněno - 38,9 kJ (
9,3 kcal). Obsah tuku v buňce se pohybuje od 5 do 15% hmotnostních sušiny. V živých tkáňových buňkách se množství tuku zvyšuje na 90%. Hlavní funkce tuků v živočišném (a částečně - rostlinném) světě - ukládání.
Při úplné oxidaci 1 g tuku (na oxid uhličitý a vodu) se uvolní asi 9 kcal energie. (1 kcal = 1000 kcal, kalorie (cal, cal) je nesystémová jednotka práce a energie rovnající se množství tepla potřebného k ohřevu 1 ml vody při 1 ° C se standardním atmosférickým tlakem 101,325 kPa, 1 kcal = 4,19 kJ). Při oxidaci (v těle) 1 g bílkovin nebo sacharidů se uvolní pouze asi 4 kcal / g. V různých vodních organizmech - od jednobuněčných průsvitků až po obří žraloky - tuk bude plout, což snižuje průměrnou hustotu těla. Hustota živočišných tuků je přibližně 0,91-0,95 g / cm3. Hustota kostí obratlovců je blízká 1,7 až 1,8 g / cm3 a průměrná hustota většiny ostatních tkání je blízká 1 g / cm3. Je zřejmé, že tuk potřebuje spoustu "rovnováhy" těžké kostry.
Tuky a lipidy mají stavební funkci: jsou součástí buněčné membrány. Díky své špatné tepelné vodivosti je tuk schopen ochranné funkce. U některých zvířat (pečetí, velryby) je ukládána do subkutánního tukové tkáně a tvoří vrstvu až do tloušťky 1 m. Tvorba některých lipoidů předchází syntéze řady hormonů. V důsledku toho jsou tyto látky obsaženy ve funkci regulace metabolických procesů.
Makro a stopové prvky
Asi 80 chemických prvků se nachází v živých organismech, ale pouze u 27 z těchto prvků jsou zřízeny jejich funkce v buňce a organismu. Zbývající prvky jsou přítomny v malých množstvích a zjevně vstupují do těla potravou, vodou a vzduchem.
V závislosti na koncentraci jsou rozděleny na makronutrienty a mikroelementy.
Koncentrace každého z makroelementů v těle přesahuje 0,01% a jejich celkový obsah je 99%. Makroelementy zahrnují kyslík, uhlík, vodík, dusík, fosfor, síru, draslík, vápník, sodík, chlor, hořčík a železo. První čtyři uvedené prvky (kyslík, uhlík, vodík a dusík) se také nazývají organogenní, protože jsou součástí hlavních organických sloučenin. Fosfor a síra jsou také součástí mnoha organických látek, jako jsou proteiny a nukleové kyseliny. Fosfor je nezbytný pro tvorbu kostí a zubů.
Bez zbývajících makronutrientů je nemožné normální fungování těla.
Takže draslík, sodík a chlor se účastní procesů buzení buněk. Vápník je součástí buněčných stěn rostlin, kostí, zubů a skořápky měkkýšů, je nezbytný pro kontrakci svalových buněk a koagulaci krve. Hořčík je složkou chlorofylu - pigmentu, který zajišťuje tok fotosyntézy. Rovněž se účastní biosyntézy proteinů a nukleových kyselin. Železo je součástí hemoglobinu a je nezbytné pro fungování mnoha enzymů.
Stopové prvky jsou obsaženy v těle v koncentracích nižších než 0,01% a jejich celková koncentrace v buňce nedosahuje 0,1%. Mezi mikroelementy patří zinek, měď, mangan, kobalt, jod, fluor, atd.
Zinek je součástí molekuly pankreatického hormonu, inzulínu, mědi je nutná pro fotosyntézu a respiraci. Kobalt je složka vitaminu B12, jejíž nepřítomnost vede k anémii. Jód je nezbytný pro syntézu hormonů štítné žlázy, zajišťuje normální tok metabolismu a fluor je spojen s tvorbou zubní skloviny.
Jak nedostatek, tak přebytek nebo narušení metabolismu makro- a mikroelementů vedou k rozvoji různých onemocnění.
Zejména nedostatek vápníku a fosforu způsobuje rachity, nedostatek dusíku - závažný nedostatek bílkovin, nedostatek železa - anémie, nedostatek jodu - poškozená tvorba hormonů štítné žlázy a snížená rychlost metabolismu, snížený příjem fluoridu - kaz. Olovo je toxické pro téměř všechny organismy.
Nedostatek makro- a mikroelementů může být kompenzován zvýšením jejich obsahu v potravinách a pitné vodě, stejně jako užíváním léků.
Chemické prvky buňky tvoří různé sloučeniny - anorganické a organické.
Chemické složení buňky. Mikro a makro prvky
Chemické složení buňky. Mikro a makro prvky.
Každá buňka obsahuje mnoho chemických prvků, které se účastní různých chemických reakcí. Chemické procesy, proudící v kleci - jedna ze základních podmínek jejího života, rozvoj a fungování. Některé chemické prvky v buňce více, jiné - méně.
Obvykle mohou být všechny prvky buňky rozděleny do tří skupin:
Macronutrienty (> 0,01%)
Stopové prvky (od 0,001% do 0,000001%)
Elementy Ultramicro (méně než 0.0000001%)
Macronutrienty
Macronutrienty - chemické prvky, které tvoří tělo živých organismů.
Patří mezi ně: (biogenní): uhlík, kyslík, vodík, dusík, síra, fosfor, hořčík, vápník, sodík, draslík.
Vlastnosti:
Obsah živých organismů comp. více než 0,01%
Většina makronutrientů vstupuje do lidského těla s jídlem
Požadovaná denní dávka -> 200 mg. (Draslík, vápník, hořčík, sodík, síra, chlor)
Umístil ve svalech, kostech, pojivových tkáních a krvi.
Zodpovědný za normální vývoj kyselých bází.
Udržujte osmotický tlak.
Nedostatek makronutrientů může vést ke zhoršení lidského zdraví.
Důvodem může být: podvýživa, špatná ekologie, masivní ztráta minerálních prvků, v důsledku nemoci nebo léků.
Stopové prvky - chemické prvky zapojené do biochemických procesů.
Patří mezi ně: vanad, jod, kobalt, mangan, nikl, selén, fluor, měď, chrom, zinek.
^ Základní stopové prvky - kyslík, dusík, uhlík, vodík - jsou stavebními materiály a mají největší podíl. Zbývající stopové prvky jsou obsaženy v malých množstvích, ale jejich účinek na lidské zdraví je o nic méně.
Vlastnosti:
Účast na procesech tvorby kostí, tvorbě krve, svalové kontrakce.
Požadovaná denní sazba -
Téma 2.2. Chemická kompozice buněk. - třída 10-11, Syvozlazov (sešit část 1)
1. Uveďte definice pojmů.
Element je množina atomů se stejným jaderným nábojem a počet protonů shodujících se s ordinálním (atomovým) číslem v periodické tabulce.
Stopový prvek - prvek, který je v těle ve velmi nízkých koncentracích.
Makroelement - prvek, který je v těle ve vysokých koncentracích.
Bioelement - chemický prvek, který se podílí na aktivitě buněk, tvoří základ biomolekul.
Buněčná elementární kompozice je procentní podíl chemických prvků v buňce.
2. Jaký je jeden z důkazů oživené a neživé přírody?
Jednota chemického složení. Neexistují žádné prvky charakterizující pouze neživou povahu.
3. Vyplňte tabulku.
ELEMENTÁLNÍ SLOŽENÍ BUNEK
4. Uveďte příklady organických látek, jejichž molekuly se skládají ze tří, čtyř a pěti makronutrientů.
3 prvky: sacharidy a lipidy.
4 prvky: veverky.
5 prvků: nukleové kyseliny, bílkoviny.
5. Vyplňte tabulku.
BIOLOGICKÁ ROLE PRVKŮ
6. Studium v § 2.2 sekce "Role vnějších faktorů při tvorbě chemického složení živé přírody" a odpovědět na otázku: "Co jsou biochemické endemie a jaké jsou důvody jejich původu?"
Biochemické endemie jsou onemocnění rostlin, zvířat a lidí způsobená akutním nedostatkem nebo nadbytkem prvku v určité oblasti.
7. Jaké jsou známé nemoci související s nedostatkem mikroživin?
Nedostatek jódu - endemický roubík. Snížená syntéza tyroxinu a výsledná proliferace štítné žlázy.
Nedostatek železa - anémie s nedostatkem železa.
8. Nezapomeňte, na jakém základě jsou chemické prvky distribuovány na makro-, mikro- a ultramikroelementech. Nabídněte vlastní, alternativní klasifikaci chemických prvků (například funkce v živé buňce).
Mikro, makro a ultra mikronutrienty jsou rozděleny podle znaménka na základě jejich procenta v buňce. Kromě toho je možné klasifikovat prvky podle funkcí, které regulují činnost některých orgánových systémů: nervové, svalové, oběhové a kardiovaskulární, zažívací, atd.
9. Zvolte správnou odpověď.
Test 1.
Jaké chemické prvky tvoří většinu organických látek?
2) C, O, H, N;
Test 2.
Makro prvky se nevztahují:
4) manganu.
Test 3.
Živé organismy potřebují dusík, protože slouží:
1) složka proteinů a nukleových kyselin; 10. Určete příznak, podle kterého jsou všechny níže uvedené prvky, s výjimkou jednoho, spojeny do jedné skupiny. Podtrhněte tuto "extra" položku.
Kyslík, vodík, síra, železo, uhlík, fosfor, dusík. Zahrnuty pouze do DNA. A zbytek je v proteinech.
11. Vysvětlete původ a obecný význam slova (termínu), založeného na významu kořenů, které ho tvoří.
12. Vyberte termín a vysvětlete, jak jeho aktuální hodnota odpovídá původní hodnotě jeho kořenů.
Výrazem je organogen.
Soulad: Termín v zásadě odpovídá jeho původnímu významu, dnes však existuje přesnější definice. Dříve byla hodnota taková, že prvky se podílejí pouze na konstrukci tkání a buněk orgánů. Nyní bylo zjištěno, že biologicky důležité prvky nejen tvoří chemické molekuly v buňkách atd., Ale také regulují všechny procesy v buňkách, tkáních a orgánech. Jsou součástí hormonů, vitamínů, enzymů a dalších biomolekul.
13. Formulujte a zapište základní myšlenky § 2.2.
Elementární složení buňky je procento chemických prvků v buňce. Prvky buněk jsou obvykle klasifikovány v závislosti na jejich podílu na mikro-, makro- a ultramikroelementech. Ty prvky, které se podílejí na životně důležité činnosti buňky, tvoří základ biomolekul, nazývaných bioelementy.
Mezi makroelementy patří: C N H O. Jsou to hlavní složky všech organických sloučenin v buňce. Navíc jsou ve všech významných biomolekulů zahrnuty P S K Ca Na Fe Cl Mg. Bez nich není fungování těla možné. Nedostatek z nich vede k smrti.
Pro sledování prvků: Al Cu Mn Zn Mo Co Ni Ni Br B, atd. Jsou také nezbytné pro normální fungování těla, ale ne tak kritické. Nedostatek z nich způsobuje nemoci. Jsou součástí biologicky aktivních látek, ovlivňují metabolismus.
Existují ultramiklementy: Au Ag Be a další. Fyziologická role není plně zavedena. Ale pro buňku jsou důležité.
Existuje pojem "biochemická endemie" - nemoci rostlin, zvířat a lidí, způsobené akutním nedostatkem nebo přebytkem nějakého prvku v určité oblasti. Například endemický roubík (nedostatek jódu).
Při nedostatku prvku v důsledku způsobu krmení může dojít k onemocnění nebo nemoci. Například s nedostatkem železa - anémie. S nedostatkem vápníku - časté zlomeniny, ztráta vlasů, zubů, bolesti svalů.
I.2. Chemické složení buňky. Mikro a makro prvky
Typicky je 70 až 80% buněčné hmoty vody, ve které jsou rozpuštěny různé soli a organické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností. Nejcharakterističtější komponenty buňky jsou proteiny a nukleové kyseliny. Některé proteiny jsou strukturální složky buňky, jiné jsou enzymy, tj. katalyzátory, které určují rychlost a směr chemických reakcí vyskytujících se v buňkách. Nukleové kyseliny slouží jako nosiče dědičných informací, které jsou implementovány v procesu syntézy intracelulárních proteinů. Často buňky obsahují určité množství rezervních látek, které slouží jako potravní rezervy. Rostlinné buňky převážně skladují škrob, což je polymerní forma uhlohydrátů. V buňkách jater a svalů je uložen další uhlovodíkový polymer - glykogen. Výrobky z tuku jsou také často skladovány, ačkoli některé tuky plní jinou funkci, a to jsou nejdůležitější stavební prvky. Bielkoviny v buňkách (s výjimkou buněk semen) se obvykle neukládají. Není možné popsat typické složení buňky, a to především proto, že se jedná o velké rozdíly v množství skladovaných potravin a vody. Jaterní buňky obsahují například 70% vody, 17% bílkovin, 5% tuku, 2% sacharidů a 0,1% nukleových kyselin; zbývajících 6% jsou soli a organické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností, zejména aminokyseliny. Rostlinné buňky obvykle obsahují méně bílkovin, významně více sacharidů a více vody; výjimky jsou buňky, které jsou v klidu. Zbytek buněk pšeničného zrna, který je zdrojem živin pro embryo, obsahuje přibližně 12% bílkovin (převážně skladovaných bílkovin), 2% tuků a 72% sacharidů. Množství vody dosáhne normální úrovně (70-80%) pouze na začátku klíčení zrna. Každá buňka obsahuje mnoho chemických prvků, které se účastní různých chemických reakcí. Chemické procesy vyskytující se v buňce jsou jednou ze základních podmínek pro jeho život, vývoj a fungování. Některé chemické prvky v buňce více, jiné - méně. Na atomové úrovni neexistují žádné rozdíly mezi organickým a anorganickým světem živé přírody: živé organismy se skládají z týchž atomů jako těla neživé přírody. Poměr různých chemických prvků v živých organizmech av zemské kůře se však značně liší. Kromě toho se živé organismy mohou lišit od prostředí v izotopovém složení chemických prvků. Obvykle mohou být všechny prvky buňky rozděleny do tří skupin:
Makroelementy. Makroelementy zahrnují kyslík (65-75%), uhlík (15-18%), vodík (8-10%), dusík (2,0-3,0%), draslík (0,15-0,4%),, síra (0,15-0,2%), fosfor (0,2-1,0%), chlor (0,05-0,1%), hořčík (0,02-0,03%), sodík (0,02 až 0,03%), vápníku (0,04 až 2,00%), železa (0,01 až 0,0155%). Prvky jako C, O, H, N, S, P jsou součástí organických sloučenin. Uhlík - je součástí všech organických látek; kostra atomů uhlíku je jejich základem. Kromě toho je ve formě CO2 fixován v procesu fotosyntézy a uvolňován během dýchání, ve formě CO (v nízkých koncentracích) se podílí na regulaci buněčných funkcí, ve formě CaCO3 je součástí minerálních skeletů. Kyslík - je součástí téměř všech organických látek v buňce. Vzniká v průběhu fotosyntézy během fotolýzy vody. Pro aerobní organismy slouží jako oxidační činidlo během buněčného dýchání a poskytuje buňkám energii. V největších množstvích v živých buňkách je obsaženo složení vody. Vodík - je součástí všech organických látek v buňce. V největších množstvích obsažených ve složení vody. Některé bakterie oxidují molekulární vodík na energii. Dusík - je součástí proteinů, nukleových kyselin a jejich monomerů - aminokyselin a nukleotidů. Z těla zvířat je odvozeno složení amoniaku, močoviny, guaninu nebo kyseliny močové jako konečný produkt metabolismu dusíku. Ve formě oxidu dusnatého NO (v nízkých koncentracích) se podílí na regulaci krevního tlaku. Síra - součást aminokyselin obsahujících síru se proto nachází ve většině proteinů. V malých množstvích je přítomen jako síran-ion v cytoplazmě buněk a extracelulárních tekutin. Fosfor - je součástí ATP, dalších nukleotidů a nukleových kyselin (ve formě zbytků kyseliny fosforečné), ve složení kostní tkáně a zubní skloviny (ve formě minerálních solí) a také přítomných v cytoplazmě a mezibuněčných tekutinách (ve formě fosfátových iontů). Hořčík je kofaktor mnoha enzymů zapojených do energetického metabolismu a syntézy DNA; udržuje integritu ribosomů a mitochondrií, je součástí chlorofylu. V živočišných buňkách je nezbytné pro fungování svalových a kostních systémů. Vápník - se podílí na srážení krve, a také slouží jako univerzální druhý posel regulováním nejdůležitější intracelulární procesů (včetně těch, které se podílí na udržování membránového potenciálu, je nezbytné, aby svalové kontrakce a exocytózy). Nerozpustné vápenaté soli se podílejí na tvorbě kostí a zubů obratlovců a minerálních skeletů bezobratlých. Sodný - se podílí na udržování membránového potenciálu, vytváření nervové impulsy, osmoregulace procesů (včetně ledvin u lidí) a vytvoření systému pufru krve. Draslík se podílí na udržování membránového potenciálu, generování nervových impulsů, regulaci kontrakce srdečního svalu. Obsahuje v extracelulárních látkách. Chlór - udržuje elektroneutralitu buňky.
Stopové prvky: stopové prvky, které tvoří 0,001% až 0,000001% tělesné hmotnosti živých věcí, zahrnují vanad, germanium, jod (část tyroxinu, thyroidní hormon), kobalt (vitamín B12), mangan, nikl, ruthenium, fluor (zubní sklovina), měď, chróm, zinek, zinek - je součástí enzymů zapojených do alkoholové fermentace, je součástí inzulínu. Měď - je součástí oxidačních enzymů podílejících se na syntéze cytochromů. Selén - je zapojen do regulačních procesů těla.
Ultra-mikro prvky. Ultramicroelements je méně než 0.0000001% v organismech živých bytostí, které patří zlato, stříbro má baktericidní účinky, rtuť inhibuje reabsorpci vody v ledvinových kanálcích, které ovlivňují enzymy. Platina a cesium patří také k ultramikulům. Některé z této skupiny také zahrnují selén, jehož nedostatek se vyvíjí rakovina. Funkce ultramikroelementů jsou stále špatně pochopitelné. Molekulární složení buňky (záložka č. 1)