15. Химический состав цитоплазмы.

Ответ. Протопласт – внутренне содержимое клетки, заключенное между двумя пограничными цитоплазматическими мембранами: наружной – плазмалеммой и внутренней – тонопластом – оболочкой вакуоли. Вещества, входящие в его состав, условно делят на конституционные, составляющие живую материю и участвующие в обмене веществ (метаболизме). Запасные (временно выключенные из обмена) и отбросы (конечные его продукты). Основные конституционные органические вещества – белки, жиры (липиды и липоиды), нуклеиновые кислоты и углеводы. Белки – полимерные вещества, мономеры которых представлены аминокислотами. Они составляют до 50% органических веществ клетки и играют в ней решающую структурную и функциональную роли. Белки входят в состав всех клеточных органелл; в качестве ферментов регулируют в клетке жизненные процессы, связанные с синтезом и распадом веществ; обеспечивают сократительные и транспортные функции; откладываются в запас в виде белковых (алейроновых зерен) и в определенные периоды жизни клетки становятся источниками энергии. Белки делят на простые (протеины) и сложные – протеиды). Последние образуются при взаимодействии простых белков с другими веществами: с липидами – липопротеиды, с углеводами - гликопротеиды, с нуклеиновыми кислотами – нуклеопротеиды. Нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК – присутствуют в клетке в очень малом количестве – 1-2%, но представляют важнейший компонент протопласта. Они хранят и передают информацию о синтезе белков и других веществ. Основное количество ДНК сосредоточено в ядре; есть собственные молекулы ДНК в митохондриях и пластидах. РНК входит в состав ядрышка, рибосом. В свободном виде транспортная и информационная РНК находятся в цитоплазме. Липиды в клетке представлены многими соединениями, которые нерастворимы в воде, но растворяются в органических растворителях. Протопласт клетки содержит простые (жирные масла) и сложные (липоиды, или жироподобные вещества) липиды. Наряду с белками липиды образуют биологические мембраны, являясь, соответственно, конституционными веществами. Липоидами представлены биологически активные вещества (фосфо- и гликолипоиды) и некоторые пигменты (каротиноиды). В семенах многих растений липиды, как наиболее энергоемкие вещества, откладываются в запас и являются эргастическими веществами. Углеводы встречаются в протопласте в виде простых растворимых в воде сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы) и сложных нерастворимых полисахаридов (целлюлозы и крахмала). Они являются источником энергии для процессов обмена веществ. Дезоксирибоза и рибоза входят в состав ДНК и РНК. Другие простые сахара образуют гликозиды, а полисахара - биологически активные гликопротеиды. Каждая клетка сама синтезирует необходимые для нее белки, жиры, нуклеиновые кислоты и другие сложные вещества. Важнейшие элементы протопласта – АТФ и АДФ. В клетке всегда присутствует АТФ. Хотя эта кислота содержится в протопласте в ничтожных количествах (сотые доли процента), она представляет собой важнейший переносчик энергии в клетке. Синтезируясь в митохондриях, АТФ перемещается в те части клетки, где идут интенсивные процессы обмена веществ. При потере одного фосфорного остатка и преобразовании в АДФ разрывается макроэргическая связь и выделяется большое количество энергии. Она-то и расходуется на процессы жизнедеятельности клетки, прежде всего, на реакции синтеза биологических макромолекул и транспорт веществ. Клетка содержит большое количество воды – до 90%. Вода необходима для всех процессов жизнедеятельности клетки, поскольку все реакции метаболизма происходят лишь в водных растворах. Неорганические вещества находятся в протопласте в виде ионов минеральных соединений. Они обеспечивают осмотическое давление, необходимое для поступления воды в клетку. Ионы некоторых солей активизируют ферменты. Кроме широко распространенных элементов (углерод, водород, кислород, азот, калий, кальций, магний, сера, железо, натрий, хлор), в клетках часто встречаются микроэлементы – литий, барий, медь, цинк, кремний, фтор, хром, йод, серебро). По физическим свойствам протопласт – многофазный коллоидный раствор с плотностью 1,03-1,10 и имеет слизистую консистенцию, напоминая яичный белок. Обычно протопласт – это гидрозоль – коллоидная система с преобладанием дисперсной среды – воды.