Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Следующая Содержание Предыдущая

Клеточные компоненты и цитоплазма

Бактерия Escherichia coli живет в кишечнике млекопитающих как симбионт. Ее структура и состав изучены достаточно хорошо.

Компоненты бактериальной клетки; Содержимое бактериальной клетки; Биохимические функции цитоплазмы;

А. Компоненты бактериальной клетки

Основным компонентом всех клеток является вода (70%). Остальная часть — это макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), небольшие органические молекулы и неорганические ионы. Наиболее распространенными из макромолекул являются белки, составляющие до 55% сухого веса клетки.

Единичная клетка E. coli имеет объем около 0,88 мкм3. По одной шестой этого объема составляют мембраны и ДНК (DNA) («нуклеоид»). Оставшееся внутреннее пространство заполнено цитоплазмой (не «цитозолем», см. с. 202). С учетом ряда допущений относительно размера белков (средняя молекулярная масса 40 кДа) и их распределения в клетке можно считать, что цитоплазма клетки E. coli содержит приблизительно 250000 белковых молекул. В эукариотических клетках, которые примерно в 1000 раз больше, число белковых молекул можно оценить в несколько миллиардов.

Б. Содержимое бактериальной клетки

На схеме приведен участок цитоплазмы E. coli (длиной около 100 нм), составляющий 1/600 объема клетки; увеличение 1 х 106. При таком увеличении размер атома углерода соответствует крупинке соли, а молекулы АТФ — рисовому зернышку. В целях упрощения небольшие по размерам молекулы, такие, как вода, кофакторы и метаболиты, на рисунке не приведены (они показаны в увеличенном виде внизу справа). В таком участке цитоплазмы содержатся: — сотни макромолекул, необходимых для синтеза белков, т. е. 30 рибосом, более чем 100 белковых факторов, 30 молекул аминоацил-тРНК-синтетаз, 340 молекул тРНК (tRNA), 2-3 мРНК (mRNA) (каждая из которых по размерам 10-кратно превышает приведенный участок клетки) и 6 молекул РНК-полимеразы;

— около 300 молекул других ферментов, включая 130 гликолитических ферментов и 100 ферментов цитратного цикла;

— 30000 небольших органических молекул с молекулярной массой от 100 до 1000 Да, например продукты промежуточного метаболизма и коферменты (показаны в 10-кратном увеличении внизу справа);

— наконец, 50000 неорганических ионов: остальной объем занимает вода.

Схема иллюстрирует тот факт, что цитоплазма клеток заполнена макромолекулами и малыми органическими молекулами, причем макромолекулы расположены очень близко друг к другу: большинство из них разделено лишь несколькими молекулами воды. Все эти молекулы находятся в постоянном движении. Однако повторяющиеся столкновения предотвращают их движение в каком-либо определенном направлении. В действительности они движутся беспорядочно по зигзагообразным траекториям. Белки из-за большой массы движутся особенно медленно. Тем не менее, средняя скорость миграции составляет около 5 нм/мс, т.е. за 2 мс они проходят расстояние, равное диаметру белковой глобулы. По статистической оценке любой белок может достичь любой точки в клеточной цитоплазме менее чем за секунду.

В. Биохимические функции цитоплазмы

У эукариот цитоплазма составляет 50% общего объема клетки, т.е. в количественном отношении является наиболее важной органеллой клетки. Цитоплазма — это главное реакционное пространство клетки. Здесь протекают большинство процессов деградации питательных веществ и синтеза структурных компонентов клетки, а также почти весь промежуточный метаболизм: гликолиз, гексозомонофосфатный путь, глюконеогенез, биосинтез жирных кислот, белков и т. п.

Следующая Содержание Предыдущая


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн