Organismide koostis (0)

Organismide koostis

Iga elusorganismi koostises on nii orgaanilisi kui anorgaanilisi aineid. Organismides esinevad peaaegu kõik samad elemendid, mis eluta looduseski.
Rakkude keemiline koostis. Erinevad rakud sarnanevad üksteisega mitte ainult ehituselt, vaid keemiliselt koostisest. Kõige erisugusemad rakud- taimede ja loomade omad- sisaldavad kui mitte samu, siis vähemalt väga sarnaseid aineid üsna ühesugustes hulkades. See asjaolu viitab rakkude põlvnemise ühtsusele.
Kõige rohkem sisaldab rakk hapnikku, süsinikku, vesinikku ja lämmastikku. Tunduvalt vähem on rakkudes kaaliumi, väävlit, fosforit, kloori, magneesiumi, naatriumi, kaltsiumi ja teisi elemente. Selliseid elemente (Fe, Zn, Cu, I, F) mida rakkudes leidub ülivähe on kokku 16 – kuid rakud siiski vajavad neid – need on mikroelemendid .
Raku koostisse kuuluvad needsamad elemendid, mis esinevad eluta kehades . See viitab elusa ja eluta looduse seosele ja ühtlusele.
Põhiliste rakus avastatud keemiliste ühendite sisalduses on esikohal vesi, mille sisaldus rakus on umbes 80%. Kõiki ülejäänud orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid on kokku umbes 20%.
Anorgaaniliste ainete osa rakus
Raku suur veesisaldus on ta elulise aktiivsuse vajalikuks tingimuseks. Mida intensiivsem on raku elutegevus, seda rohkem on temas vett. Nii on inimese ja looma emakasisese loote kiiresti kasvavate rakkude veesisaldus umbes 95%. Täiskasvanud organismi rakkudes langeb veesisaldus 80%-ni, Vanaduses aga isegi 60%-ni. Kõrge aktiivsusega ajurakud sisaldavad umbes 85%, väheaktiivsed rasvkoe rakud ainult 40% vett. Paljusid rakke võib ettevaatlikult kuivatada. Seejuures on näha, kuidas vee kaotamisega rakk muutub üha vähem ja vähem aktiivseks. Pärast suurema osa vee äraandmist rakk nagu kaotaks kõik elu tunnused. Sellist olekut nimetatakse anabioosiks Anabioosi seisundis võivad rakud püsida väga pikka aega – aastaid. Raku niisutamisel ta ärkab ja muutub uuesti aktiivseks.
Missugune on vee tähtsus rakus?
Eelkõige on vesi lahustiks. Paljud ained sisenevad rakku vesilahuses ning vesilahuses viiakse välja ka läbitöötatud ained. Enamik rakus toimuvaid reaktsioone võib aset leida ainult vesilahuses. Ja lõpuks võib vesi võtta otseselt osa paljudest rakus toimuvatest keemilistest reaktsioonidest. Nii näiteks kujutab valkude, rasvade, süsivesikute ja teiste ainete lõhustamine endast nende ainete vastastikust toimet veega. Seetõttu nimetatakse selliseid reaktsioone hüdrolüüsireaktsioonideks. Vesi on võrreldes teiste looduses leiduvate vedelike ja tahkete ainetega väga suur soojusmahtuvus . Vesi soojeneb ja jahtub aeglaselt ning see aitab kaasa rakusisese temperatuuri stabiliseerimisele.
Orgaaniliste ainete osa rakus. Kõik organismid sisaldavad orgaanilisi aineid. Ilma nendeta poleks elu. Enamik orgaanilisi ühendeid koosneb süsinikust, vesinikust ja hapnikust. Nende kõrval on enam levinud keemilised elemendid veel lämmastik ja fosfor . Need esinevad rakkude ehituses, aitavad reguleerida rakkude koostööd, osalevad aine ja informatsioonivahetuses ümbritseva keskkonnaga.
Biomolekulid on organismides moodustuvad orgaanilised ühendid – sahhariidid , lipiidid , valgud , aminohapped ja vitamiinid . Bioaktiivsed ained on erinevatesse orgaaniliste ainete klassidesse kuuluvad ühendid, mis mõjutavad organismi ainevahetust ja reguleerivad elutalitust. Põhilised bioaktiivsed ained on ensüümid, vitamiinid ja hormoonid.
Põhiliseks orgaanilisteks aineteks rakkudes on valgud, suhkrud , lipiidid ja nukleiinhapped . Nad osalevad rakkude omavahelise koostöö regulatsioonis ning aine- ja informatsioonivahetuses keskkonnaga.
Süsivesikud ehk sahhariidide koostisse kuuluvad süsinik, vesinik ja hapnik. Suhkrud jaotatakse liht- ja liitsuhkruteks. Lihtsuhkrud ehk monosahhariidid on madalmolekulaarsed ühendid, kus süsiniku aatomite arv molekulis on enamasti kolmest kuueni. Sellest tulenevad ka monosahhariidide üldnimetused: trioos , tetroos, pentoos , ja heksoos (näiteks: glükoos, fruktoos , riboos , desoksüriboos). Liitsuhkrud ehk oligosahhariidid on madalmolekulaarsed liitsuhkrud, mis on moodustunud enamasti kahe-kolme lihtsuhkru omavahelisel seostumisel. Näiteks glükoosi ja fruktoosi liitumisel saame sahharoosi. Suhkrutel on rakus täita põhiliselt energeetiline ja ehituslik funktsioon.
Lipiidid on orgaaniliste ühendite klass, kuhu kuuluvad rasvad , õlid, vahad, steroidid jt. Vees enamasti mittelahustuvad ühendid. Lipiidid täidavad organismis põhiliselt energiaallika osa – nende oksüdeerimisel vabaneb kaks korda rohkem energiat kui sama koguse valkude või sahhariidide lagundamisel. Lipiidid võivad moodustada kuni 10% raku kuivainest. Lihtlipiidide ühinemisel teiste keemiliste ühenditega moodustuvad liitlipiidid, nagu näiteks rakumembraani koostisesse kuuluvad fosfolipiidid. Lihtlipiidideks e. rasvadeks nim. glütserooli ja rasvhapete estreid. Rasvad erinevad üksteisest nende koostisesse kuuluvate rasvhappejääkide poolest, mida rohkem on rasvhappejääkides kaksiksidemeid seda vedelam rasv on. Steroidid on teiste lipiididega võrreldes teistsuguse molekuli ehitusega. Nad on tsüklilised ühendid, mis vees ei lahustu. Steroidide hulka kuuluvad mitmed hormoonid. Hormoonid on bioaktiivsed ained, mis põhiliselt moodustuvad loomorganismide sisesekretsiooni näärmetes ja mõjutavad organismi ainevahetust.
Valgud ehk proteiinid on orgaanilised kõrgpolümeerid, mille monomeerideks on aminohappejäägid. Kõik valgud on kuni kahekümnest erinevad aminohappejäägist koosnevad ühendid. Aminohappejäägid on molekulis omavahel ühendatud peptiidsidemetega. Peptiidside moodustub ühe aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe aminorühma vahel. Valkude erinevad omadused tulenevad aminohapete erinevast hulgast ja paiknevusest molekulis.
Valgud täidavad nii ainuraksete kui ka hulkraksete organismides mitmesuguseid ülesandeid. Üks olulisematest on valkude katalüütiline ehk ensümaatiline funktsioon. Seda kannavad ensüümid. Ensüümid on valgud, mis reguleerivad biokeemiliste reaktsioonide kiirust.
Nukleiinhapped. Avastati esmakordselt rakutuumas - sellest ka nende nimetus. Eristatakse kahte tüüpi nukleiinhappeid:
1.Desoksüribonukleiinhape (DNA)
2. Ribonukleiinhape (RNA)
Desoksüribonukleiinhape (DNA) on orgaaniline kõrgpolümeer, mille monomeerideks on desoksüribonukleotiidid. Iga desoksüribonukleotiid on moodustunud kolme ühendi- lämmastikaluse desoksüriboosi ja fosfaatrühma – omavahelisel liitumisel. DNA ehituses esineb neli erinevat lämmastikalust: adeniin, guaniin , tümiin ja tsütosiin. DNA monomeerid erinevad üksteisest vaid lämmastikaluse poolest ning seetõttu nimetatakse desoksüribonukleotiide nendes ehituses oleva lämmastikualuse järgi. DNA sekundaarstruktuuri biheeliks ja DNA molekulis iga nukleotiidi vastas asub teda täiendav nukleotiid teises ahelas (koplementeersusprintsiip).
Desoksüribonukeiinhape on kromosoomide olulisem ehitusmaterjal. DNA tähtsus seisneb päriliku informatsiooni säilitamises ning selle täpses ülekandes raku jagunemisel. Vastavalt sellele on vajalik DNA kahekordistamine enne raku jagunemist.
DNA kahekordistumist nimetatakse replikatsiooniks. Seda viib läbi ensüüm DNA-polümeraas. Replikatsiooni tulemusena saadakse ühest DNA molekulist kaks identset DNA molekuli.
Ribonukleiinhape on samuti organiline kõrgpolümeer, kuid tema monomeerideks on ka ribonukleotiidid kolmeosalised. Nad on moodustunud lämmastikualuse, riboosi ja fosfaatrühma liitumisel. Kolm RNA lämmastikualust on samad, mis DNA koostises: adeniin, guaniin ja tsütosiin. Kui neljanda lämmastikualusena esineb DNA molekulis tümiin, siis RNA ehitusest leiame selle asemel uratsiili.
RNA osaleb geneetilise info realiseerumises. Põhiosas rakus leiduvast RNA-st võime jaotada molekulide funktsioonide alusel kolmeks:
1. mRNA- informatsiooni RNA, toob geneetilise info valgussünteesiks rakutuumast vastavasse raku organellidesse. Sellega on loodud alus pärilikkusinfo ülekandeks ribosoomidesse, kus mRNA kujundab sünteesitavate valgumolekulide primaarstruktuuri, s.o. fikseerib aminohapete järjestuse sünteesitava valgu molekuliahelas
2. tRNA- ülesandeks on amiinhapete trantsportimine tsütoplasmast ribosoomidesse, kus need osalevad valgusünteesis. See funktsioon põhineb tRNA molekulide eripäral kindlate aminohapete puhul. Mononukleotiidsete komponentide järjestuses on RNA biosüntees rakkudes sõltuv geneetiliselt informatiivse DNA koostis nukleotiidide järjestuses ahelas.
3. rRNA- tuumas ja tsütoplasmas kuulub ribosoomide ehitusse, ning osaleb valgu sünteesis.
Üldiselt koosneb RNA molekul ühest polünukleotiidiahelast, kuid mõningaid tingimuses võivad molekuli eri osad ka omavahel lühikesteks spiraalseteks moodustisteks seostuda. RNA –d on kõigi organismide kõigis rakkudes ning ka mõningais viirustes nt. retroviirustes.