Friday, Nov 28th

Last update03:13:18 PM GMT

Thuviensinhhoc.com Sinh học tế bào Thành phần hóa học của tế bào

Thành phần hóa học của tế bào

Email In

1. Các chất vô cơ.

Qua sự phân tích của các nhà khoa học, chất sống trung bình có khoảng 75- 85% nước, 10- 12% protide, 2- 3% lipide, 1% glucide và gần 1% muối và các hợp chất khác.

Nước.

Nước là thành phần chủ yếu của chất  nguyên sinh, nó có vai trò quan trọng không những trong việc hòa tan các chất dinh dưỡng mà còn là môi trường để tiến hành các loại phản ứng hóa sinh, nó còn điều hòa nhiệt độ cơ thể, tham gia vào quá trình vận chuyển các chất trong cơ thể; vì vậy nó có ý nghĩa lớn. Lượng nước trong tế bào thường là một chỉ tiêu về mức độ hoạt động sống của tế bào. Chẳng hạn, ở mô não, hàm lượng nước lên đến 80%, còn ở mô xương chỉ chiếm 20%, ở hạt ngũ cốc, nước chỉ chiếm xấp xỉ 10%, ở các mô non của cây đạt đến 80- 85% nước.

Từ quan điểm sinh lý mà xét, sở dĩ  nước có vai trò quan trọng vì phân tử nước có tính lưỡng cực, nhờ đặc tính này mà các phân tử nước liên kết được lại với nhau, hay có thể liên kết được với nhiều chất khác gây nên hiện tượng thủy hóa. Hiện tượng thủy hóa có ảnh  hưởng rất lớn đến hoạt động sống của tế bào.

Trong  chất  nguyên  sinh,  nước  tồn  tại  ở  hai  dạng:  nước  liên  kết  và  nước  tự  do. Nước tự do chiếm hầu hết lượng nước trong tế bào và có vai trò quan trọng trong trao đổi chất (TĐC). Nước liên kết chiếm 4- 5% tổng lượng nước. Nước liên kết thường kết hợp với nhóm ưa nước của protein bằng cầu nối hydrogen. Hàm lượng nước liên kết lớn thì khả năng chống chịu của chất nguyên sinh đối với ngoại cảnh bất lợi cao.

Các chất khoáng.

Ngoài nước, trong tế bào còn chứa nhiều chất vô cơ khác là các nguyên tố khoáng, lượng chứa của từng nguyên tố khoáng trong chất sống khác biệt nhau rất nhiều; ngoài những nguyên tố đại lượng còn có những nguyên tố vi lượng, siêu vi lượng. Chúng ở dạng các muối vô cơ (KCl, NaCl, CaCl2...), các acid (HCl, H3PO4...), các loại kiềm (NH3, NH2OH...). Trong tế bào, các chất khoáng thường tồn tại dưới dạng các ion tự do như NO3-, NO2-, H2PO4-, HPO4-, SO4-, Cl-, H+, Ca++, K+, Mg++, Na+, Fe++, ... hay chúng được hút bám trên các gốc mang điện của các mixen keo hoặc có mặt trong thành phần các hợp chất hữu cơ khác (liên kết hóa học). Chất khoáng ở trạng thái tự do quy định  áp  suất  thẩm  thấu  của  tế  bào  từ  đó  góp  phần  vào  cơ  chế  hấp  thụ  nước,  các  chất khoáng của tế bào. Sự phân bố không đồng đều của một số ion khoáng ở hai bên màng sinh chất là cơ sở của sự xuất hiện thế hiệu màng và dòng điện sinh học. Các chất khoáng ở dạng hút bám trên bề mặt các hạt keo nó giữ trong trạng thái bền vững, mức độ phân tán, độ ngậm nước, độ nhớt nhất định của hệ thống keo (Ion hóa trị 1, như K thường làm tăng độ ngậm nước, độ phân tán và giảm độ nhớt, còn ion hóa trị 2 như Ca và ion hóa trị 3 như Al có ảnh hưởng  ngược lại).

Các nguyên tố khoáng có tác dụng điều tiết các hoạt động sống do ảnh hưởng sâu sắc đến các hệ enzyme. Các nguyên tố vi lượng thường là thành phần cấu trúc bắt buộc của các hệ enzyme. Ngoài ra các chất khoáng còn là thành phần của hàng loạt chất hữu cơ chủ yếu của tế bào sống như protide, nucleic acid, lipoid...

Các chất khí.

Các chất khí O2, CO2 là các yếu tố sống còn của cơ thể, nếu thiếu các chất đó, nhất là O2 thì không thể có sự sống. Oxy là chất khí của sự sống, O2  cần cho hô hấp tế bào, tạo năng lượng cần cho cơ thể hoạt động.

CO2  là nguyên liệu cho quá trình quang hợp, không có CO2  thì không có sinh vật sản xuất,sinh vật tự dưỡng sẽ không tồn tại, dần dần mọi sinh vật khác cũng sẽ bị diệt vong  vì  không  có  CO2,  cây  xanh  không  chuyển  được  năng  lượng  mặt  trời  thành  năng lượng hóa học.

2. Các chất hữu cơ.

Trong tế bào có rất nhiều loại chất hữu cơ khác nhau, mỗi loại có chức năng chuyên hóa đặc trưng. Trong đó, quan trọng nhất là các chất protein, nucleic acid, glucide, lipide.

Từ bốn chất hữu cơ căn bản này, từ đó hình thành nên các chất như enzyme, hormone, vitamin, sắc tố, chất thơm... Và cũng chỉ từ bốn lọai chất đó mới có sự tham gia vào quá trình chuyển hóa và cung cấp năng lượng cho cơ thể. Các chất này còn được gọi là các phân tử sinh học.

Protein.

Trong số các  chất hữu cơ, protein là thành phần quan trọng nhất. Nó chi phối cấu trúc tinh tế và mọi biểu thị đặc trưng của tế bào sống. Như vậy, trong cơ thể, protein là chất đồng hành với sự sống, nó tham gia vào nhiều chức năng quan trọng trong hoạt động sống của tế bào.

Protein rất đa dạng, số lượng các loại protein rất lớn. Trong tế bào thực vật thường có 20- 22 amino acid và mỗi phân tử protein có thể chứa  từ 50 đến vài nghìn amino acid. Sự khác nhau về thành phần, số lượng và trật tự sắp xếp các amino acid tạo nên sự đa dạng của protein, từ đó tạo nên tính đa dạng của sinh giới.

Cấu  trúc  của  amino  acid  được  đặc  trưng  bởi  hai  nhóm  chính:  Nhóm  Carboxyl- COOH và nhóm amin- NH2, phần còn lại là gốc (R) có cấu trúc khác nhau ở  các amino acid khác nhau. Cấu tạo tổng quát của amino acid như sau:

axit-amin

Các amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide, tạo nên chuổi polypeptide là cấu trúc bậc I của protein.

lien-ket-peptit

Sơ đồ hình thành liên kết peptit

Tính chất đa dạng của protein còn gia tăng lúc tạo thành các mức độ cấu trúc phức tạp hơn (cấu trúc bậc II, bậc III và bậc IV) nhờ các liên kết ngang khác nhau. Kiểu xếp cuộn của mạch xoắn (cấu hình không gian) cũng có tính đặc thù đối với từng loại protein.

Protein có khả năng dễ dàng tạo nên các hình thức liên kết khác nhau với các chất vô cơ và hữu cơ do mạch bên của chúng có nhiều nhóm định chức khác nhau  như nhóm ưa nước (-COOH, -OH, -CHO, -CO, - NH2  , =NH, -CONH2 , -SH); nhóm ghét nước (CH3,  CH2  ,  C3H7  ,  nhân  thơm...);  nhóm  có  tính  chất  acid  hoặc  base,  nhóm mang  điện  tích dương (NH+) hay âm (COO- ).

Do khả năng phản ứng cao nên protein thường ở dạng phức hợp với các chất hữu cơ khác (lipoproteid, nucleoproteid, phosphorproteid, glucoproteid), protein đóng vai trò là cơ sở, là bộ sườn cấu trúc tinh tế của tế bào nhất là cấu trúc các hệ thống màng và cấu trúc nội tại của các bào quan.

Protein còn có vai trò điều tiết các quá trình trao đổi chất. Các hệ enzyme đều có bản chất hóa học là protein. Nhịp độ quá trình sinh trưởng, phát triển, cường độ và chiều hướng các quá trình trao đổi chất của tế bào nói riêng và cơ thể nói chung đều có liên quan trực tiếp với sự tổng hợp và hoạt tính xúc tác của enzyme.

Protein có ý nghĩa lớn đối với quá  trình hút nước và muối khoáng ( 1 gam protide liên kết xấp xỉ 0,3 gam nước). Protein khan nước có thể “cướp nước” với những lực rất lớn.  Bởi  vậy  độ   ưa  nước  của  protide,  quá  trình  trương  phồng  của  keo  protide  có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình trao đổi nước. Protide có thể liên kết cả anion lẫn cation của muối khoáng do tính chất lưỡng tính về điện của nó (phân tử protein chứa nhiều gốc amin (NH2)  và carboxyl (COOH) tự do ở mạch bên nên có thể phân ly trong dung dịch thành các gốc mang điện.

Ngoài các chức năng trên, protein cũng có vai trò là nguồn cung cấp năng lượng cho tế bào. Năng lượng được giải phóng lúc oxy hóa các amino acid trong trường hợp thiếu glucide và lipide, nó được sử dụng để duy trì các hoạt động sống của tế bào. Tất cả những đặc điểm và tính chất đó của protein giải thích được protein là cơ sở vật chất của các quá trình sống.

Lipid 

Trong  tế  bào,  lipide  họp  thành  nhóm  khá  lớn  như  mỡ,  dầu,  sáp,  phosphorlipide, glucolipide, steroid. Chúng là những hợp chất hữu cơ không tan trong nước, chỉ tan trong các dung môi  hữu cơ như ether, chloroform, benzene, toluene...

Lipide có vai trò quan trọng trong cấu trúc tế bào, đặc biệt là màng nguyên sinh, phosphorlipide là lipide phức tạp có chứa phosphor là thành phần của màng nguyên sinh và nhiều cấu trúc quan trọng khác của tế bào. Lipide còn là chất cung cấp năng lượng quan trọng của tế bào.

Glucide.

Glucide còn gọi là saccharide là hợp chất hữu cơ rất phổ biến trong cơ thể. Thành phần nguyên tố của glucide chỉ chứa C, H, O. trong đó số nguyên tử H luôn gấp đôi O.

Glucide đóng vai trò là chất dự trữ, được sử dụng như một nguyên liệu tạo hình và năng lượng. Một phần glucide tham gia xây dựng chất sống, lượng lớn được sử dụng để tạo thành màng tế bào, trong đó cần lưu ý đến cellulose, hemicellulose, pectin.

Một số chất khác.

Ngoài các nhóm hữu cơ căn bản nêu trên, trong tế bào còn có rất nhiều chất hữu cơ quan trọng khác, mỗi chất có cấu tạo và chức năng đặc trưng. Như sắc tố có vai trò quan trọng trong quang hợp của cây xanh; hormone, vitamin có vai trò quan trọng trong điều hòa trao đổi chất,  năng lượng và hoạt động sống của cơ thể; các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi chất của tế bào.

Vậy tế bào sống là kho chứa vô số các nhóm hợp chất có cấu trúc, tính chất và ý nghĩa sinh học khác nhau, nhưng chúng có mối quan hệ chặt chẽ cả về  cấu tạo lẫn chức năng, đặc biệt trong chức năng trao đổi chất- năng lượng trong tế bào.

Hương Thảo


Hướng dẫn download:
Click vào link → Chờ 5 giây → Click vào SKIP AD >> (Pass nếu có: www.thuviensinhhoc.com)

Hãy click nút Like và G+1 để ủng hộ Thư Viện Sinh Học!