Cercetarile privitoare la compozitia chimica a celulei au scos in evidenta
faptul ca toate elementele identificate in celulele organismelor se gasesc si
in afara acestora, adica in mediul natural.Dar ,spre deosebire de acesta, in
celulele vii elementele chimice se gasesc in concentratii diferite.Acest fapt
se datoreste capacitatii invelisurilor celulare de a selecta numai acele elemente
necesare desfasurari metabolismuli cellular. d6j16jf
Peste 95% din masa celulei este reprezentata de 4 elemente:oxygen,carbon,hydrogen
si azot. Alte cateva procente sunt reprezentate de CA,P,K,S,Na,Fe,Mg,Cl,Cu,
s.a.
Dupa modelul de participare la alcatuirea substantei vii, elementele chimice
au fost inpartite in:
•macroelemente:O,C,H,N,P,K,Ca,S,Mg,Fe,Na,Cl,Al
•microelemente:Mn,B,Sr,Cu,Ti,Zn,Si,Bo,Br,F,Rb,Sn,Ni
Acestea se afla in proportii cuprinde intre miimi de procente,zecimi de miimi
de procente si sutimi de miimi de procent.
•ultramicroelemente:As,Mo,Co,I,Pb,Hg,Ag,Au,Ra
Aceestea se afla in proportii infime,de ordinul milionimilor de procent.
Micro- si ultramicroelementele, participand in proportii atat de mici in viata
celulei, au fost denumite oligoelemente.
Elementele chimice din celula vie nu sunt independente ci sub forma de compusi
sau substante organice si anorganice.
Principalii compusi chimici din celula vie
Din punc de vedere al compozitiei moleculare,o celula vie este alcatuita din
apa,proteine,lipide,glucide, acizi nucleici si alte molecule organice si anorganice,conform
tabelului de mai jos.
Componente % din greutate apa 10-98% substante proteice 7-20%
ARN 0.7%
ADN 0.4% lipide 1-3% polizaharide 1-2% alte molecule organice 0.4%
Saruri minerale 1.5%
Apa
Apa reprezinta mediul in care se petrec procesele caracteristice vietii celulare.
Extragerea apei din celule, prin diferite procedee, determina suspendarea. Dar
nu si suprimarea proceselor vitale. Conservarea prin deshidratare a unor bacterii,
seminte sau celule umane a suspendat procesele vitale pentru mai multe mii de
ani. Revitalizarea a fost posibila dupa hidratarea treptata si controlata in
laboratoare speciale.
Ouale de la o specie de crevete (Artemia), congelate la -;271°C au
generat embrioni normali dupa decongelare si crestere in conditii normale.
Proteinele
Proteinele au rolul cel mai important in edificarea celulelor vii, deoarece
intra in alcatuirea componentelor celulare si sunt implicate, sub forma enzimelor,
in functionarea tuturor sistemelor biologice.
Din punct de vedere chimic, sunt alcatuite din C,H,O,N, adeseori S si, uneori,
P,Fe,Cu,Mg,Co,Mo. Spre deosebire de alte macromolecule, cele proteice sunt de
dimensiuni foarte mari, deoarece in alcatuirea lor intra un numar mare de unitati
structurale numite monomeri sau aminoacizi diferiti. Aminoacizi se leaga intre
ei intr-o anumita ordine, formand lanturi mai lungi sau mai scurte. Legaturile
care se stabilesc intre aminoacizi se numesc peptidice iar lanturile rezultate,
polipeptidice.
Din combinarea, intr-o anumita ordine, a celor 20 de aminoacizi frecvent intalnit
in proteine, rezulta un numar impresionant de proteine, dupa cum rezulta din
tabelul de mai jos.
Numarul de aminoacizi care se combina intre ei Numarul de proteine posibile
5 120
6 720
7 5040
8 40320
20 2432902008176640000
Rezulta de aici ca proteinele, care se intalnesc in toate celulele organismelor,
au anumite particularitati determinate de numarul si compozitia in aminoacizi,
ordinea acestora in lanturile polipeptidice si dispozitia lor in spatiu.
Toate celulele organismelor contin proteine, intr-o proportie mai mare sau mai
mica. De exemplu, la om, proteinele prezinta circa 63% din substanta uscata,
semintele leguminoaselor contin 25-45% proteine, ale cerealelor, 12% in timp
ce tubeculii de cartof au doar 2%.
Sensul, viteza si succesiunea reactiilor chimice din organismele vii sunt determinate
de enzime (fermenti), adevarati “ingineri chimisti” ai celulelor.
Enzimele sunt o categorie de substante proteice cu rol esential in metabolismul
organismelor, deoarece ele intervin atat in descompunere substantelor complexe
in compusi simpli, usor de asimilat, cat si sinteza substantelor asupra carora
actioneaza.
Dintre cele mai cunoscute enzime mentionam pepsina din stomacul animalelor,
care descompune proteinele in segmente de polipeptide, acestea, la randul lor,
sunt descompuse in aminoacizi de catre tripsina, o enzima din intestin.
Acizii nucleici
Acizii nucleici detin rolul cel mai important in depozitarea si transmiterea
informatiei genetice, fiind implifcati in fenomenele ereditatii si procesele
evolutiei. Se cunosc doi acizi nucleici: acidul dezoxiribonucleic (AND) si acid
ribonucleic (ARN). Monomerii din care sunt alcatuiti cei doi acizi nucleici
poarta denumirea de nucleotide. O nucleotida este alcatuita din acid fosfatic,
un glucid si o baza ciclica azotata (pirimidinica sau purinica). Acestea sunt
legate intre ele formand lanturi polinucleotidice.
Nucleotidele din cei doi acizi sunt urmatoarele:
ACIZI NUCLEICI NUCLEOTIDE
Acid fosforic Glucid Baze pirimidinice Baze purinice
ADN acid fosforic dezoxiriboza citozinatimina guaninaadenina
ARN acid fosforic riboza citozinauracil guaninaadenina
Glucidele
Glucidele (hidrati de carbon)- sunt alcatuite din C,H,O, raportul dintre H
si O fiind de 2:1, ca si in molecula apei. Raspandirea lor in celulele vii este
universala. Rolul glucidelor in viata organismelor este foarte important Unele
dintre ele , cum ar fi amidonul (la plante) si glicogenul ( la animale) au rol
energetic, constituind sursa de energie necesara activitatilor vitale. Celuloza
intra in structura peretilor celulelor vegetale, asigurandu-le forma si stabilitatea.
Cele mai simple glucide sunt monozaharidele (glucoza, galactoza, maltoza, etc.);
glucidele complexe se numesc polizaharide (amidon, celuloza, glicogen, chitina,
s.a.). Se pot combina cu lipidele formand glicolipide sau cu proteinele, rezultand
glicoproteine.
Lipidele
Lipidele sunt substante organice cu functii multiple in viata celulelor. Sunt
alcatuite din C,H,O; unele mai contin N si P.
O parte dintre lipide (grasimi si uleiuri) furnizeaza combustibilul in care
se afla stocata energia obtinuta in urma proceselor de nutritie a organismelor.
O alta parte formeaza, impreuna cu proteinele, lipoproteinele care edifica toate
tipurile de membrane celulare (biomembrane). Se pot combina si cu polizaharidele,
caz in care formeaza lipopolizaharidele, componenta principala a peretilor celulari
la unele bacterii sau se combina cu grupari fosfatice si formeaza fosfolipidele,
componenta majora a membranelor celulare.
