Ląstelės

Ląstelėse – organinės molekulės
Ląstelės sudarytos iš neorganinių ir organinių junginių.
Neorganinėms molekulėms būdinga:
1. turi teigiamų ir neigiamų jonų
2. turi daug joninių jungčių
3. yra sudarytos iš nedaugelio atomų
4. yra susijusios su negyvąja gamta
Organinėms molekulėms būdinga:
1. visuomet turi C ir H
2. dažnos kovalentinės jungtys
3. yra sudarytos iš daug atomų
4. susijusios su gyvąja gamta
Ląstelėse esantys neorganiniai junginiai – CO2 ir
H2O savybės:
1. nelengvai keičia būvį iš skysto į kietą ir iš skysto į dujinį. Tai lemia vandenilinės jungtys. Dėl šios savybės vanduo sušvelnina klimato temperatūros svyravimus
2. “priešinasi” temperatūros pokyčiams, ką lemia vandenilinės jungtys. Tai padeda išlaikyti kūno temperatūrą.
3. Universalus tiirpiklis, ką lemia poliškumas. Todėl vanduo sudaro palankias sąlygas cheminiu reakcijų vyksmui.
4. Kohezyvus (sukibimas) ir adhezyvus (sulipimas), ką lemia vandenilinis jungtys ir poliškumas. Dėl to vanduo yra tinkama terpė pernašai.
5. Didelis paviršiaus tempimas yra nulemtas vandeniliniu jungčių. Todėl vandens paviršius sunkiai suardomas, suskaidomas.
6. Būdamas kietas turi mažesnį tankį nei būdamas skystas. Tai lemia vandenilinių jungčių pokyčiai. Todėl ledas plūduriuoja virš vandens.
Gyvosios ląstelės dažniausiai sudarytos iš anglies, vandenilio ir azoto (taip pat deguonies, fosforo ir sieros). Iš gyviesiems organizmams būdingiausių cheminių elementų būtent annglis dėl savo cheminių savybių gali sudaryti daugybę įvairiausių organinių molekulių, nuo kurių priklauso tiek visų gyvųjų organizmų panašumas, tiek didžiulė jų įvairovė. Nepaisant didelių išorinių skirtumų, visi gyvieji organizmai turi tas pačias svarbiausių molekulių grupes: angliavandenius, baltymus, lipidus ir nu

ukleorūgštys.
Anglies atomai, turintys išoriniam apvalkale keturis elektronus, kovalentinėmis jungtimis jungiasi prie vandenilio, azoto, deguonies ar kitų anglies atomų. Susirado grandinės, prie kurių jungiasi tam tikros atomų grupės, t.y. funkcinės grupės (hidroksilo (alkoholio), karboksilo (rūgšties), ketono, aldehido, amino, merkapto ir fosfato). Anglies grandinės, sudarytos vien iš anglies ir vandenilio, yra hidrofobinės (vanduo jų netraukia, jos netirpsta). Funkcinės grupės, kurios jonizuojasi, gali paversti organinę molekulę hidrofiline (jas traukia vanduo, jos tirpsta).
Kiekviena mažų organinių molekulių gali būti makromolekulės dalis. Tokia sudedamoji dalis vadinama monomeru, o makromolekulė – polimeru. Ląstelės turi tik kelis makromolekulių tipus, bet pačios makromolekulės, būdamos labai įvairios, ląstelėse atlieka skirtingas funkcijas.
Vykstant kondensacijai, kai tarpusavyje susijungia du monomerai, nuo vieno atskeliama hidroksilo grupė (-OH), nuo kito vandenilis (-H). Kondensacijos metu vyksta deehidratuojanti sintezė, nes susidaro jungtis (vyksta sintezė) ir atskeliamas vanduo (vyksta dehidratacija). Ląstelėse makromolekulės sintetinamos monomerus kondensuojant, o skaidomos – hidratuojant.
Angliavandeniai
Angliavandeniai skirstomi į:
1. Monosacharidai (paprastieji cukrūs), kurių anglies atomų grandinė sudaryta iš 3-7 atomų. Monosacharidams priskiriama gliukozė (C6H12O6), ribozė ir dezoksiribozė (turi penkis anglies atomus – pentozės);
2. Disacharidai – sudaryti iš dviejų monosacharidų, sujungtų juos kondensuojant. Disacharidams priskiriama laktozė (jos daug piene) ir maltozė (jos yra virškinimo sistemoje, kur ji susidaro skaldant krakmolą), sacharozė (sudaryta iš gliukozės ir fruktozės);
3. Polisacharidai – sudėtingi angliavandeniai, sudaryti iš daug liekanų mo
onosacharidų.
Krakmolas ir glikogenas yra polisacharidai. Jose kaupiamos gliukozės atsargos, kurias naudoja ląstelės kaip greitai pasiekiamos energijos šaltinį. Augaliniuose ląstelėse yra krakmolo, gyvūniniuose – glikogeno.
Augalų ląstelių sienelės yra sudarytos iš celiuliozės, o vėžių, krabų ir kitų gyvūnų šarvai – iš chitino. Šios medžiagos irgi yra polisacharidai, sudarytos iš tų pačių gliukozės molekulių kaip ir krakmolas ar glikogenas, tačiau kitaip sujungtų, todėl ir tinka kaip statybinės medžiagos.
Lipidai
Lipidai – savo sandara gana įvairios medžiagos, tačiau visi jie netirpsta vandenyje.

Riebalų rūgštys – tai ilga angliavandenilio grandinė su karboksilo (rūgšties) funkcine grupe viename gale. Riebalų rūgštys būna sočios (neturinčios dvigubų jungčių) ir nesočios (turi dvigubų jungčių; būna polinesočios ir mononesočios). Gyvuliniai riebalai sudaryti daugiausia iš sočiųjų riebalų rūgščių, o aliejai (augaliniai riebalai) – iš nesočiųjų. Gyvūninės kilmės riebalai dažniausiai būna kietoje būsenoje, o aliejai – skystos.
Trigliceridas – tai riebalų molekulė, kuri susidaro gliceroliui (junginiui, turinčiam tris polines hidroksilo grupes, todėl tirpstančiam vandeny) reaguojant su riebalų rūgštimis (šioje molekulėje pire kiekvienos glicerolio molekulės jungiasi po tris riebalų rūgštis, todėl ji vadinama trigliceridu). Trigliceridai yra neutralūs riebalai, kadangi juose nebeliko polinių grupių, kurios galėtu sudaryti vandenilines jungtis su vandeniliu. Todėl šie junginiai nelabai tirpsta vandenyje. Trigliceridai augalams ir gyvūnams yra ilgalaikės energijos atsargos.
Visi organizmai turi riebalinius sluoksnius (vidiniai organai yra juo apsupti –

jis geras izoliatorius, nes sulaiko šiluma; taip pat apsaugo nuo sutrenkimu), kai kurie riebalai įeina į hormonų sudėtį.

Vaškai – tai riebalų rūgštys + ilgų grandinių alkoholiai. Jie yra hidrofobiški, todėl netirpsta vandeny, kietos būsenos, lengvai lydosi. Vaškai būna natūralūs (augalinės ir gyvūninės kilmės) ir sintetiniai (pvz. parafinas).

Fosfolipidai – labai panašūs į riebalus junginiai, tačiau turintys fosfatų. Jų molekulės turi hidrofobines ir hidrofilines daleles, kurios vandenyje išsidėsto taip, kad sudaro dvisluoksnį, kurį turi ir ląstelės plazminė membrana. Fosfolipidai dalyvauja medžiagų pernešoje, nes įeina į ląstelių apvalkalo sandarą.

Steroidai – tai lipidai, kurių struktūra visiškai kitokia negu neutraliųjų riebalų rūgščių: juos sudaro keturi susijungę anglies atomų žiedai. Tai yra cikliniai junginiai, turintys panašų karkasą, bet skirtingas funkcines grupes. Dėl to gyvuosiuose organizmuose (tarp jų ir žmogaus kūne) jie gali atlikti įvairias funkcijas. Cholesterolis yra steroidas.
Baltymai
Baltymai – stambiamolekuliniai organiniai junginiai (polimerai), kurių monomeras – amino rūgštis.
Amino rūgštis sudaro: karboksilo grupė (COOH), amino grupė (NH2) ir radikalas. Vienos amino rūgšties amino grupė peptidine jungtimi jungiasi su kitos amino rūgšties karboksilo grupe ir susidaro baltymai (polipeptidai). Radikalas – molekulės dalis, kuri gali būti labai įvairi: nuo vandenilio iki ciklinių junginių.
Baltymai gali denatūruoti: temperatūra ar pH pasikeitimas gali negrįžtamai suardyti baltymo struktūrą. Jei denatūravimą sukėlusios sąlygos nėra labai drastiškos, kai kurie baltymai jas pašalinus gali atgauti buvusią st

truktūra ir atgyti biologinį aktyvumą.
Baltymų funkcijos:
1. struktūrinė (baltymai įeina į ląstelių membraną) – pvz. kerotinas (iš jo sudaryta oda ir jos dariniai), kologenas (įeina į kaulų ir kremzlių sudėtį);
2. katalizinė (baltymai yra fermentai – greitina reakcijas) – pvz. pepsinas, tripsinas, lipazė;
3. transportinė (perneša daugelį medžiagų) – pvz. hemoglobinas;
4. signalinė (hormonai – baltymai, pernešantys signalus) – pvz. insulinas, somatotropinas (reguliuoja ilgųjų kaulų augimą);
5. rezervinė (amino rūgščių šaltinis);
6. apsauginė (kai kurie baltymai jungiasi su toksinais ir juos nukenksmina) – pvz. fibrilogenas (reguliuoja kraujo krešėjimą);
7. energetinė (kai baltymai skaidomi iki amino rūgščių, išsiskiria energija).
Meozinas – judėjimo baltymas, alguminas – baltymas, kuris yra kiaušiniuose.
Baltymo struktūros:
1. pirminė struktūra – polipeptidinė grandinė – kovalentinės (peptidinės) amino rūgščių jungtys;
2. antrinė struktūra – polipeptidinės grandinės užimama padėtis erdvėje (alfa spiralės ir beta klostės) – vandenilinės jungtys tarp aminorūgščių, išsidėsčiusių peptido grandinėje;
3. Tretinė struktūra (globulė) – vandenilinės, joninės, kovalentinės jungtys, hidrofibinės radikalų grupių sąveikos tarp antrinių struktūrų
4. Ketvirtinė struktūra – vandenilinės ir joninės polipeptido grandinių jungtys tarp kelių baltymų molekulių (pvz. hemoglobinas).
Pagal struktūra baltymai būna:
1. fibriliniai (antrinės struktūros) – netirpūs vandeny, mechaniškai tvirti (dažniausiai klostės) – pvz. kerotinas, kolagenas
2. globuliniai (tretinės struktūros) – tirpūs vandenyje, lengvai sudaro koloidinias suspencijas – pvz. fermentai, hormonai
3. tarpiniai – fibrilinės kilmės, tačiau tirpūs – pvz. fibrilogenas
Nukleorūgštys
Nukleorūgštys – polimeras, sudarytas iš nukleotidų. Nukleorūgštys – tai DNR ir RNR.
Nukleotidų rūšys (pagal azotines bazes):
– adeninas
– timinas (RNR molekulėje – uracilas)
– citozinas
– guaninas
Nukleotidai susideda iš azotinės bazės, angliavandenio (RNR – ribozė, DNR – dezoksiribozė) ir fosfato grupės.
DNR molekulė išlaikoma dėl komplimentarumo principo: tarp A ir T atsiranda 2 vandenilinės jungtys, tarp C ir G – 3. DNR struktūra primena susuktas kopėtėles: iš sukraus ir fosfato molekulių sudarytos kartelės, o iš vandenilinėmis jungtimis susijungusių bazių – skersinukai. Fosfatas jungiasi prie penkto cukraus galo. RNR molekulės skirtingai nuo DNR turi tik viena viją.
RNR yra trijų rūšių:
1. informacinė (nurašo informacija nuo DNR);
2. transportinė (atneša į baltymo sintezės vietą amino rūgštį);
3. ribosominė (sulipdo ribosomų struktūrą).
4. DNR ląstelėse randama branduolyje, metachondrijuose ir plastidėse (chloroplastuose pvz.). RNR randama ten pat ir dar citoplazmoje. DNR pasižymi stabilia struktūra, o RNR – lavilia (kintančia). Taip yra todėl, kad DND yra iš tų pačių sekų.
ATP(adenozintrifosfatas)
ATP – tai polimeras, sudarytos iš nukleotidų, kuriuos sudaro:
1. azotinė bazė adeninas
2. angliavandenis ribozė
3. tris fosfato grupės
ATP – tai energetinė medžiaga, nes jai skylant išsiskyria daug energijos (hidrolizuojant ATP susidaro adenozinas, fosfatas ir energija)

Leave a Comment