Hemijski sastojci i molekulska struktura žive ćelije

          Posmatrano sa stanovništa hemije, hemijski sastojci žive ćelije su vodonik, kiseonik, ugljenik i azot koji čine 96% mase tela, a ostatak od 4% otpada na natrijum, kalcijum, fosfor, sumpor, kalijum, hlor, gvožđe, magnezijum, mangan, kobalt, cink, jod, molibden i selen. Međutim biohemija ne može na ovaj način da analizira hemijski sastav jer se ovi elementi u živoj ćeliji nalaze ugrađeni u visoko organizovanim strukturama, makromolekulima koji dalje grade submikroskopske molekulske strukture i organele ćelije. I upravo ovakva složena makromolekulska struktura je preduslov za odvijanje svih funkcija i biohemijskih reakcija koje su svojstvene za živu ćeliju. Ako iz bilo kog razloga dođe i do najmanjih promena u strukturi makromolekula koje čine živu materiju, dolazi odmah do velikih poremećaja u njihovoj funkciji što se i dešava u mnogim bolestima.

          Zbog toga se sa stanovništa biohemije hemijski sastav živog organizma mora posmatrati na sledeći način. Najmanji, elementarni hemijski konstituenti žive materije nisu hemijski elementi već organska jedinjenja, biomolekuli protida, glicida i lipida rastvoreni u telesnim tečnostima koje čini biološki solvent – voda sa rasvorenim mineralima. I zaista, kada se na ovaj način analizira sastav živog organizma, na primer čoveka težine 65kg, vidi se da hemijski sastav ljudskog organizma čini 2/3 vode u kojoj se nalaze posebno organizovani makromolekuli sastavljeni iz osnovnih biomolekula – protida ( među kojima značajno mesto zauzimaju nukleinske kiseline), lipida i glicida. Ipak, treba naglasiti da je atom ugljenika prisutan u svakom od ovih jedinjenja i da je upravo on svojim jedinstvenim osobinama ( mogućnost prijema ili otpuštanja četiri atoma iz spoljašnje ljuske i stvaranje kovalentnih veza sa drugim atomima ugljenika, vodonika, kiseonika i azota) omogućio nastanak najraznovrsnijih organskih molekula živog sveta.

BIOMOLEKUL kg %
Voda 40 61,6
Protidi 11 17,0
Lipidi 9 13,8
Minerali 4 6,1
Glicidi 1 1,5
Ukupno 65 100

         Veoma je značajno da je ogroman broj najraznovrsnijih i veoma složenih biomolekula ustvari izgrađen od malog broja veoma jednostavnih elementarnih jedinjenja koja u različitim kombinacijama izgrađuju raznovrsne makromolekule pa se zbog tog često nazivaju „gradivne cigle“. Ova jednostavna jedinjenja predstavljaju strukturne jedinice za kompleksne biomolekule koje formiraju svojom polimerizacijom, i samo u tom obliku mogu da obavljaju svoje bitne biološke funkcije. Tako na primer, makromolekularna struktura glikogena u vidu razgranatog drveta sa obiljem grana, stvorena je polimerizacijom molekula glukoze kao pojedinačnih „gradivnih cigli“. Ove „gradivne cigle“ predstavljaju glukozu koja je povezana u polimer. Iste te molekule glukoze kao „gradivne cigle“ povezane na drugi način daće sasvim druge makromolekule skroba. Kao i u građevinarsvu, od istih cigli se mogu sazidati sasvim različite zgrade.

          Tabelarno su predstavljene „gradivne cigle“ (building bricks) kao i funkcije najvažnijih složenih organskih biomolekula ćelija i tkiva. Nukleinske kiseline, protidi i polisaharidi su biopolimeri izgrađeni iz odgovarajućih mikromoleklskih konstituenata. Iako lipidi nisu polimeri ovoga tipa, u većini njih masne kiseline predstavljaju osnovne gradivne jedinice.

BIOMOLEKUL GRADIVNA JEDINICA NAJVAŽNIJA FUNKCIJA
Deoksiribonukleinska kiselina deoksinukleotid genetski materijal
Ribonukleinska kiselina ribonukleotid kalup za sintezu proteina
Protidi aminokiselina specifične funkcije ćelija (enzimi, sekreti, kontraktilni elementi itd.)
Polisaharidi (glikogen) glukoza kratkotrajni depo energije
Lipidi masna kiselina dugotrajni depo energije, izgradnja membrana

        Daljom spntanom polimerizacijom i kombinacijom različitih makromolekula, formiraju se u ćeliji membrane i organele. Ove strukture su od ogromnog značaja za funkcionisanje ćelije, jer fizički razdvajaju pojedine delove u kojima se odvijaju određene biohemijske reakcije. U ćeliji se istovremeno odigrava ogroman broj biohemijskih reakcija i one se ne bi mogle dešavati u istom prostoru. Plazma membrana odvaja ćeliju od međućelijskog prostora i mogućava selektivno unošenje ili izbacivanje mikromolekula i istovremeno održavanje sasvim drugačijeg jonskog sastava u odnosu na međućelijsku tečnost. Jedarna membrana odvaja genetski materijal i proces transkripcije od ostalih delova ćelije. Na ribozomima se obavlja složeni proces proteosinteze, a endoplazmatski retikulum, pred određenih sintetskih funkcija, predstavlja i transportni sistem kroz koji se obavljaju komunikacije između raznih delova ćelije. U golđžijevom aparatu se odvijaju složeni metabolički procesi sinteze makromolekulskih produkata ćelije, lipoproteina, glikoproteina i glikolipida. Tu je mesto molekularnog uobličavanja bioaktivnih produkata, strukturnih makromolekula i enzima. Posebna veoma značajna makromolekulska struktura u ćeliju su mitohondrije koje su generatori adenozin-trifosfata i glavni snabdevači energijom za sve procese u ćeliji.

Zamolili bismo Vas da podelite tekst sa svojim prijateljima. Hvala :)

O autoru

Portal "Budi zdrav, produži život" osnovan je od strane studenata medicinskog fakulteta. Postavite pitanje na dnu teksta, a mi ćemo pokušati da odgovorimo na Vaša pitanja u najkraćem mogućem roku. Želite da nas bolje upoznate? Kliknite ovde >>

Napišite Vaš odgovor/pitanje