3. Baze moleculare ale organizării chimice a celulei Flashcards
Materia vie
formată din peste 60 de elemente chimice ! în special usoare ! - reacț ch în mediu apos
*elem grele - inerte dpdv chimic / insolub în apă → NU sunt adecvate vieții
MACROELEMENTE (elem ch majore)
(fiecare apare în proporție de 2-60% din total)
- constituie baza structurii celulelor
C, H, O, N
Carbonul
= elem principal din care sunt f substanțele organice care intră în compoziția celulei (însusiri unice)
= elem tetravalent (4 valențe îndreptate în spațiu spre vârfurile unui tetraedru regulat) = baza structurii spațiale a moleculelor biologice (esenț pt activitatea biologică - fcț)
- se poate lega cu alți atomi (C, N, O) prin leg simple / duble / triple→ form lanțuri lungi liniare / ramif / ciclice → varietate imensă de macromolecule
capacitate C de a f leg duble/triple → substanțe nesaturate (f reactive, importante în metabolism)
→ viața = reactivitate metabolism
MICROELEMENTE (mai puțin abundente)
(fiecare în proporț de 0,02-0,1%)
P, S Cl (elem metaloide)
Na, K, Ca, Mg (metale)
Na - abundent în ext celulei
K - abundent în int celulei
MACRO + MICRO elemente formează:
elementele plastice (din ele sunt f majorit struct biologice)
OLIGOELEMENTE
= elem prezente în urme (fiecare în proporț < 0,02% din total)
= f importante pt viață / medicină
- există zeci de asemenea elemente
- structura proteinelor - Fe în struct Hgb / Mgb - legare + transport Ox
- struct h tiroidieni - Iod
- activatori / inhibitori enzimatici - Co, Zn, Pb, Cd - infl buna fcț sist cardiovasc, formare gameți, dezv inntrauterină embrion + făt, afectează dezv neurpsihică a copiilor (în zonele poluate cu compusi ai Pb/Cd este crescută frecv copiilor cu retard neuropshic)
Absența oligoelmentelor din apă/sol → boli endemice (endemii biogeochimice)
- lipsa iod din apă/sol în M Apuseni → gusa endemică adulți / cretinism la copii
- lipsa Fe din alimentație → anemia feriprivă
- lipsa Se (sau prez în cantit red în sol) → frecv mai ridicată cancer (Finlanda)
- lipsa F în apă → frecv mai ridicată carii dentare
- lipsa Mg în apă → frecv mare boli cardiovasc
Substanțele chimice
proporția e aceeasi la toate viețuitoarele - aspect al unității materiale a biosferei
apă (70%)
proteine (15%)
acizi nucleici (7%)
glucide + metaboliții lor (3%)
lipide + metaboliții lor (2%)
ioni anorganici (1%)
alte componente (<1%)
Apa
= subst primordiala vieții
= subst cea mai abundentă în toate celulele (ex un org uman de 70 kg are 40 kg apă)
1. Apa intracelulară - majoritară (55% din total)
2. Apa extracelulară (aprox 45%): plasmă, limfă, lichid interstițial, secr digestive, LCR, lich seros (pleură, peritoneu)
cel tinere/mai active metabolic au un conț mare de apă (aprox 95%)
cel bătrâne (aprox 60%)
uneori apa poate ajunge la 99% din total molecule celulă
Caracterul de dipol electric al molec de apa
- pol negativ: Ox
- pol pozitiv: H
sarc electr - orientate spre varfurile unui tetraedru regulat
- centru: at de Ox
- vârfuri: 2 at de H
caracter polar al apei
→ constantă dielectrică mare (de 80 de ori mai mare decât a vidului) → atenuare interacț dintre sarcini electrice → apărare câmpuri vii de cămpuri electr intense (ecranare electrică)
→ solvent f bunpt majorit subst cu leg ionice (disoc în apă - molec de apă constit învelis de hidratare ioni) / leg covalente ce au molec polare
Apa disociază în :
→ protoni + 1 gr hidroxil
H2O → H+ + OH-
H+ + H2O → H3O+
ca rezultat: 2H2O → H3O+ + OH-
Formarea leg de H
1 molec H2O se leagă de alte 4 molec de H2O (leg de H)
- caracter stabil leg de H: struct cristalină a gheții
- caracter labil leg de H: în apa lichidă se f pachete moleculare dinamice care se asambl/desfac rapid
→ valoare mare a capacității calorice (apa - mediu de răcire foarte bun prin absorbție căld pt desfacere leg de H) → protecție struct vii de căld degajată în r chimice - ecranare termică
→ valoare mare a căldurii de vaporizare - răcire org prin evap apă (termoreglare)
Fazele apei
Faza apoasă:
1. apa liberă (aprox 95%) - dizolvant/mediu de dispersie subst org si anorg
2. apa legată (aprox 5%) - molec de H2O leg între ele prin leg de H / apa leg de alte struct (în sp proteice) / apa imobilizată între molec alungite/fibroase
Faza neapoasă:
- zone din care apa e exclusă (interior macromolec acizi nucleici / proteine / interior membrane)
Transportul apei
NU se face prin simpla difuziune a apei - proteine specializate pt transportul apei = **proteine canal pt apă / AQUAPORINE (prin toate membranele de la bacterii la om)
- s-au descris aqp la bacterii / plante (200 AQP diferite) / animale
La om: 11 tipuri
AQP 0 - cristalin (menț transparența sa)
AQP 1 - membrana hematii / cel epit TCP (concentrarea urinii) / endotelii capilare / plexuri coroide
AQP 2 - tubii colectori renali (conc urinii sub acț ADH)
AQP 3 - rinichi (tubii colectori) / plămâni / creier
AQP - conc urinii, prod LCR, implicații în patologie (diabet insipid, insuf cardiacă cu edeme, boli SN)
Săruri minerale
= ioni / combinații legate de prot, ac nucleici
- conc relativ constantă → unitate materială a biosferei
cationi: Na, K, Ca, Mg
anioni: fosfați (PO4^3-, HPO4^2-, H2PO4^-), sulfat (SO4^2-), bicarbonat (HCO3^-), bicarbonat (HCO3^-), carbonat (CO3^2-), azotat (NO3^-)
Importanța ionilor
- activit enzime
- permeabilitate
- excitabilitate
- conductibilitate
- contractilitate
- vâscozit ctoplasmă
- diviz celulară
- menț pres osmotică / ech A-B (pH intra si extra cel)
! variații (uneori chiar mici) conc din plasmă /celulă → tulburări funcționale majore (aritmii cardiace/morți subite)
Glucidele
- rol plastic - struct ac nucleici (riboza/dezoxiriboza)
- rol energetic - înmagaz cantit mare de căld în leg sale chimice (eliberată la desfacerea lor) - hexoze - molec f stabile (>pentoze/heptoze)
*f solubilă în apă → se absoarbe rapid in tr dig - izomerul său chimic din organism: D-Glu- în formula fuanozică are atomii de H situați AXIAL, iar grupările voluminoase (oxidril, hidroximetil) situate ECUATORIAL (dist mari de at din ciclu → forțe de respingere minimalizate)
- usor metabolizată (glicoliză/alte căi metab) → E → ATP
