Hüceyrənin kimyəvi tərkibi

Hüceyrənin kimyəvi tərkibi — Cansız təbiətlə müqayisədə hüceyrədə canlı təbiət üçün səciyyəvi olan hər hansı bir xüsusi kimyəvi element yoxdur. Bu səbəbdən də atom səviyyəsində canlı və cansızlar arasında heç bir fərq yaranmır. Bu, canlı və cansız təbiətin vəhdətini göstərir. Onlar arasında fərq yalnız molekulyar səviyyədə meydana çıxır.

Hüceyrәnin element tәrkibi

Dövri sistemdə olan təxminən 110 elementdən 80-ə qədəri hüceyrədə rast gəlinir. Lakin bunlardan yalnız 27 elementin hüceyrədə müxtəlif funksiya yerinə yetirdiyi müəyyən edilmişdir. Hüceyrədə kütlə payı 0,001%-dən çox olan elementlər makroelementlәr, 0,001%-dən 0,000001%-ə qədər olanlar isə mikroelementlәr hesab olunur. Canlılarda rast gəlinən 4 əsas elementdən (О, С, Н, N) sonra beşinci yeri kalsium tutur. Yaşlı insanda sutka ərzində sümük toxumasından 700 mq kalsium çıxarılır və bir o qədər də yenidən toplanır. Bu səbəbdən sümük toxuması dayaq funksiyasından başqa, həm də kalsium və fosfor deposu rolunu oynayır. Qidada bu elementlər çatışmadıqda orqanizm həmin elementləri sümük toxumasından alır. Məsələn, atmosfer təzyiqi aşağı düşdükdə orqanizmin öz müvazinətini saxlaması üçün adi hala nisbətən daha çox kalsium tələb olunur. Qanda kifayət qədər kalsium ehtiyatı olmadığından o daha çox sümüklərdən çıxarılır. Proses normadan kənara çıxarsa, yaşlı insanlarda patologiya başlayır. Onlar mütəmadi olaraq sümük ağrılarından şikayətlənir və bunu pis hava şəraiti ilə əlaqələndirirlər.

Makroelement

Element	% miqdar	Funksiya
Kalsium	0,04—2,00	Hüceyrə membranında, hüceyrələrarası maddədə və sümüklərdə var. Hüceyrədaxili proseslərin tənzimlənməsində, membran potensialının qorunmasında, sinir impulslarının ötürülməsində iştirak edir, əzələ büzülməsi və ekzositoz üçün zəruridir, qan laxtalanmasında iştirak edir. Çözünməyən kalsium duzları onurğalılarda sümük və diş əmələ gəlməsində və onurğasızların mineral skeletlərində iştirak edir.
Fosfor	0,2—1,0	Bir fosfor turşusu qalığı kimi ATP nin bir hissəsidir (PO <4> alt <<alt> 3- ). Sümük toxumasında və diş minasında (mineral duzlar şəklində) və sitoplazmada və hüceyrələrarası mayelərdə (fosfat ionları şəklində) mövcuddur.
Alüminium	0,01-0,02	Bir sıra fermentlərin (qələvi fosfataza, laktat dehidrogenaz, katalaz və s.) Aktivliyini azaldır; sinir sisteminin funksiyalarının tənzimlənməsində də iştirak edir
Dəmir	0,15-0,2	Hemoglobin qanının bir hissəsidir, bədənin tonusunu və gücünü artırır. İmmunitet sisteminin normal işləməsi üçün vacibdir
Yod	0,01	tiroid (tiroksin , triiodotironin ).
Kalium	0,15—0,4	Membran potensialının qorunmasında, sinir impulslarının yaranmasında, ürək əzələlərinin büzülməsinin tənzimlənməsində iştirak edir. Hüceyrələrarası maddələrin tərkibindədir. Fotosintezdə iştirak edir.
Kükürd	0,15—0,2	Bəzi amin turşuları, fermentlər, tiamin içərisindədir. Hüceyrələrin və hüceyrələrarası mayelərin sitoplazmasında bir sulfat ionu kimi az miqdarda mövcuddur.
Xlor	0,05—0,1	Anion şəklində qan plazmasının və digər mayelərin osmotik potensialının formalaşmasında iştirak edir. Mədə şirəsi içərisindədir.
Natrium	0,02—0,03	membran potensialının saxlanmasına, sinir impulslarının yaranmasına, osmoregulyasiya proseslərinə (insanlarda böyrək funksiyası daxil olmaqla) və qan tampon sisteminin yaradılmasında iştirak edir.
Магний	0,02—0,03	Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК; поддерживает целостность рибосом и митохондрий, входит в состав хлорофилла. В животных клетках необходим для функционирования мышечных и костных систем.

Makroelementlərə oksigen, karbon, hidrogen, azot, fosfor, kalium, kükürd, xlor, kalsium, maqnezium, natrium və dәmir aid edilir. Bu elementlər hüceyrədə vacib rol oynayır. Məsələn, maqnezium xlorofilin, dəmir isə hemoqlobinin struktur komponentidir. Kalsium və fosfor sümük toxumasının hüceyrəarası maddəsinin yaranmasında iştirak edərək sümüklərə möhkəmlik verir. Bundan başqa, kalsium qanın laxtalanmasında iştirak edən amillərdən biridir. Sink, mis, yod, flüor, kobalt, selen və bu kimi elementlər mikroelementlәr adlanır.

Mikroelement

Mikroelementlərin miqdarca az olmasına baxmayaraq onlar hüceyrədə baş verən maddələr mübadiləsində mühüm rol oynayır. Belə ki, sink mədəaltı vəzi hormonunun – insulinin tərkibinə daxildir. Yod isə orqanizmin maddələr mübadiləsini və böyüməsini tənzimləyən qalxanabənzər vəzi hormonunun – tiroksinin əsas komponentlərindən biridir. Hüceyrədə kimyəvi elementlər ionlar, yaxud maddələr şəklində orqanizmin qurulmasında iştirak edir. Məsələn, karbon, hidrogen və oksigen karbohidrat və yağların tərkibinə daxildir. Zülallarda bu elementlərdən əlavə, azot, kükürd, dəmir, maqnezium, yod və s. elementlər də olur. Su və natriumxlorid kimi qeyri-üzvi maddələrə həm canlı, həm də cansızlarda rast gəlinsə də, üzvi birləşmələr, əsasən, canlı təbiət üçün səciyyəvidir. Bəzi canlı orqanizmlər toxuma və orqanlarında müəyyən kimyəvi elementləri topladığı üçün ətraf mühitin kimyəvi şəraitinin indikatoru rolunu oynayırlar. Bәdәninә bәzi kimyәvi elementlәr toplayan heyvanlar : şüalılar (kalsium, stronsium), kökayaqlılar (barium və kalsium), assidilər (vanadium).

Hüceyrənin qeyri-üzvi birləşmələri

Hüceyrənin həyat fəaliyyətində onun tərkibində olan qeyri-üzvi və üzvi birləşmələr xüsusi rol oynayır.Hüceyrənin qeyri-üzvi birləşmələrinə su və mineral duzlar aiddir. Su – hüceyrənin tərkibində ən çox olan maddədir. Onun hüceyrədə miqdarı orqanizmin növündən, yaşayış şəraitindən, hüceyrənin tipindən və funksional fəaliyyətindən asılı olaraq müxtəlifdir. Məsələn, su insanın sümük toxumasının 20%-ni, baş beyinin hüceyrələrinin 85%-ni təşkil edir. Hüceyrədə olan suyun miqdarı maddələr mübadiləsinin intensivliyinə təsir edir.

Su

Su hüceyrənin həcmini müəyyən edir və ona möhkəmlik verir. Hüceyrədə baş verən kimyəvi reaksiyalar su mühitində gedir. Su hüceyrənin həyat proseslərinin gedişini və mühitin sabit qalmasını təmin edir. Maddələr hüceyrəyə suda həll olunmuş şəkildə daxil olur və ondan xaricə çıxarılır. Suda yaxşı həll olan maddələr hidrofil (yun. “hidor” – su, “fileo” – sevirəm), suda həll olmayanlar isə hidrofob (yun. “hidor” – su, “fobos” – qorxu, nifrət) adlanır. Hidrofil maddәlәrә – duzlar, sadə karbohidratlar, hidrofob maddәlәrә isə yağlar, mürəkkəb karbohidratlar və bəzi zülallar aiddir.

Mineral duzlar

Hüceyrənin qeyri-üzvi maddələrinə mineral duzlar da aiddir. Onlara hüceyrədə, adətən, ionlar (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ kationları və HPO42-, H2PO4-, Cl-, HCO3- anionları) və ya birləşmələr şəklində rast gəlinir. Bəzi bitkilərin, məsələn, əncirin, beqoniyanın, soğanın hüceyrələrinə mikroskopla baxdıqda kristallar şəklində, bərk halda, suda həll olmayan kalsium duzlarını görmək mümkündür. Duz kristallarının toplanır: əncir yarpağının hüceyrələrində, beqoniya yarpaqlarının hüceyrələrində, soğan qabığı hüceyrələrində. Duzlar orqanizmdə bir sıra vacib funksiyaları yerinə yetirir. Məsələn, kalium və natriumun xlorid duzları insanın sinir və əzələ toxumalarında elektrik impulslarının yaranması və ötürülməsində iştirak edir. Hüceyrənin həyat fəaliyyəti prosesində daim müxtəlif maddələr yaransa da, onun daxili mühiti, demək olar, sabit qalır.

Hüceyrənin üzvi birləşmələri

Canlı orqanizmlərin üzvi birləşmələrinə zülallar, yağlar, karbohidratlar, nuklein turşuları, ATF və vitaminlər aiddir. Orqanizmdə üzvi birləşmələr bəzən kiçik, bəzən isə iri molekul – polimer şəklində olur.

Biopolimerlәr

Polimerlər kiçikmolekullu birləşmələrdən – monomerlәrdәn əmələ gəlir. Əgər polimeri uzun bir zəncir kimi təsəvvür etsək, onun çoxlu sayda təkrar olunan hər bir halqası monomerlərə uyğun gələcək. Bəzi polimerlər eyni növ, digərləri isə müxtəlif növ monomer halqalarından təşkil olunur. Canlı orqanizmin tərkibinə daxil olan polimerlər biopolimerlәr adlanır. Onlar bütün canlıların hüceyrələrinin əsas hissəsini təşkil edir.

Karbohidratlar

Hüceyrənin əsas üzvi birləşmələrindən biridir. Bu birləşmələrin tərkibinə karbon, hidrogen və oksigen daxildir. Karbohidratlar sadə (monosaxaridlәr və disaxaridlәr) və mürəkkəb (polisaxaridlәr) quruluşda olur. Monosaxaridlәr suda asan həll olur və şirin dada malikdir. Təbiətdə ən çox yayılan monosaxaridlər qlükoza, fruktoza, qalaktoza, həmçinin nuklein turşuları və ATF-in tərkibinə daxil olan dezoksiriboza və ribozadır. Monosaxaridlərin ikisi birləşdikdə disaxaridlәr əmələ gəlir. Disaxaridlər də xassələrinə görə monosaxaridlərə oxşar olub suda asan həll olur və şirin dada malikdir. Disaxaridlərə çuğundur və ya qamış şəkəri (saxaroza) və süd şəkəri (laktoza) aiddir. Polisaxaridlər çoxsaylı monosaxarid halqalarından təşkil olunmuşlar. Polisaxaridlərdə monomer halqaların sayı artdıqca onların suda həllolma qabiliyyəti azalır və şirin dadı itir. Polisaxaridlərə bitki hüceyrəsində üstünlük təşkil edən nişasta, sellüloza, heyvan hüceyrəsində olan qlikogen, həşəratların xarici skeletini təşkil edən xitin və s. aiddir. Sellüloza ilə zəngin qidalarbağırsağın, öd yollarının işinəmüsbət təsir göstərir, mədəbağırsaqdqida durğunluğununqarşısını alır. Belə qidalara kələm, çuğundur, noxud,kəpəkli un və s. aiddir. Pektin maddəsi də polisaxariddir. O, əsasən meyvə lətinintərkibində olur. Pektinmaddəsi bəzi zəhərləri, o cümlədən ağır metalları özünə adsorbsiya edə bilir. Bu maddə ilə zəngin olan bitki balqabaqdır.

Karbohidratların bioloji rolu

Karbohidratlar orqanizmdə, əsasən, enerji mәnbәyi rolunu oynayır. Hüceyrənin hərəkət, sekresiya, biosintez, işıqlanma və bu kimi hər hansı bir fəaliyyəti enerji hesabına baş verir. Bu enerjini, əsasən, karbohidratlar verir. Onlar hüceyrədə oksidləşərək karbon qazı və suya qədər parçalanır. 1 q karbohidrat tam parçalanarkən 17,6 kC enerji ayrılır. Karbohidratlar həm də inşaat funksiyasını yerinə yetirir. Bitkilərdə hüceyrə divarını, əsasən, sellüloza təşkil edir. Məsələn, pambıq lifi tamamilə sellülozadan ibarətdir. Göbələk və heyvan hüceyrələrində xitinə rast gəlinir.

Lipidlәr

Suda həll olmayan üzvi birləşmələrdir. Bütün heyvan və bitki hüceyrələrinin tərkibinə daxildir. Lipidlərin ən geniş yayılanı yağlardır. Yağlar hüceyrədə quru kütlənin 5–15%-ni təşkil edir. Piy toxuması hüceyrəsində onun miqdarı hətta 90%-ə çatır. Belə hüceyrələr heyvanlarda dəri altında, süd vəzilərində və piyliklərdə olur. Bütün məməlilərin südündə yağ vardır. Bitkilərdə yağlar, əsasən, toxumlarda və meyvələrdə toplanır. Günəbaxanın, qozun, kətanın, kənafın, pambığın, zeytunun və başqa bitkilərin toxum və meyvələrində yağın miqdarı daha çoxdur.

Yağların bioloji rolu

Yağların bioloji rolu çoxcəhətlidir. Onlar hər şeydən əvvəl enerji mәnbәyidir. 1 q yağ tam parçalanarkən 38,9 kC enerji ayrılır. Yağlar bәdәn temperaturunun tәnzimlәnmәsi prosesində iştirak edir. Quşlar və məməlilərdə dəri altında piy qatının olması onların bədən temperaturunun sabit saxlanılmasını təmin edir və bu heyvanların qış mövsümündə də aktiv olmasına şərait yaradır. Yağlar həm də ehtiyat su mәnbәyi rolunu oynayır: 1 kq yağ oksidləşərkən, adətən, 1,1 kq su alınır. Yağlar inşaat funksiyasını da yerinə yetirir. Onlar hidrofob xassəli olduğu üçün membranın tərkibinə daxil olmaqla maddələrin bir çoxunun hüceyrə daxilinə keçməsinin qarşısını alır.

Zülallar

Zülallar mürəkkəb üzvi birləşmələr – biopolimerlәrdir. Onların monomerləri aminturşulardır. Təbiətdə 150-dən çox aminturşu növü olsa da, onlardan yalnız 20 növü zülalların tərkibinə daxildir. Aminturşular karboksil (– COOH) və amin qruplarının olmasına görə (– NH2) bir-birinə oxşasalar da, onlarda həm də oxşar olmayan radikallar vardır. Orqanizmimizdə baş verən stress zamanı, mütləq müəyyən aminturşuya ehtiyac yaranır. Əgər lazım olan aminturşu olmazsa, immunitet pozulur. İnsan orqanizmində ən böyük aminturşu zəncirinə malik zülal titindir. O, 38138 aminturşu qalığından ibarətdir. İnsanda 5–6 ay ərzində zülalların bir çoxu yenisi ilə əvəz olunur. Osminoqlar və digər molyuskların, hörümçəklərin qanı göyümtül rəngdə olur. Buna səbəb tərkibində dəmir olan və qana qırmızı rəng verən hemoqlobin deyil, mis atomlarına malik hemosianinin olmasıdır.

Zülal molekulunun quruluşu

Aminturşular bir-biri ilə peptid rabitələri hesabına birləşmə əmələ gətirə bilir. Bir-biri ilə birləşən aminturşu qalıqları polipeptid zәncir deyilən zülalın ilkin (birincili) quruluşunu yaradır. Müxtəlif aminturşuların belə birləşmə ardıcıllığından asılı olaraq zülalar müəyyən xüsusiyyətlərə malik olurlar. Zülal molekulları təkcə birinci deyil, ikinci, üçüncü və hətta dördüncü quruluşu da əmələ gətirə bilir. Birincili quruluşlu zülal aminturşuların birləşmə ardıcıllığından ibarət uzun sap şəklində olur. Adətən, belə sap sonradan spiral halında burulur. Sapın spiral şəklində burulması zülalın ikincili quruluşu adlanır. Belə formanın meydana gəlməsinin əsas səbəbi spiralın hər burumları arasında hidrogen rabitәlәrinin yaranmasıdır. Yaranan spiral sap daha da sıx burularaq çox mürəkkəb fəza quruluşu (konfiqurasiya) yaradır. Belə çoxsaylı burulmalar nəticəsində zülal molekulu kürəcik və ya yumaq (qlobula) şəklini alaraq daha da kiçilir. Bu, üçüncülü quruluş adlanır. Üçüncülü quruluşda olan zülal həm də bioloji cəhətdən aktivləşir. Zülal molekullarından bir çoxu həm uzunluğuna, həm də molekul kütləsinə görə böyük olur. Belə ki, insulin zülalının molekul kütləsi 5700, ribonukleaza zülal-fermentinin 127000, albuminin (yumurta zülalı) 36000, hemoqlobində isə 65000 a.k.v.-dir. Müxtəlif zülalların tərkibinə müxtəlif aminturşu qalıqları daxildir; Məsələn, ribonukleaza fermentində 19, insulində 18 növ aminturşu qalıqları mövcuddur. Beləliklə, zülalların əksəriyyəti öz bioloji funksiyasını üçüncülü quruluşa malik olduqdan sonra yerinə yetirir. Bununla yanaşı, orqanizmdə müəyyən funksiyaları yerinə yetirmək üçün daha yüksək quruluş səviyyəsinə malik zülallar tələb olunur. Belə quruluşlardan biri də dördüncülü quruluşdur. Bu quruluş üçüncülü struktura malik bir neçə zülal zəncirinin birləşməsi hesabına yaranır. Dördüncülü quruluşlu zülalların tərkibinə, adətən, qeyri-zülali komponent də daxil ola bilir; məsələn, hemoqlobin 4 qlobuladan ibarət olmaqla yanaşı, tərkibində həm də “hem” adlanan qeyri-zülali hissə vardır.

Zülalların xassәlәri

Bir çox fiziki və kimyəvi amillərin (spirtin, turşuların, qələvilərin, yüksək temperaturun, radiasiyanın və s.) təsirindən zülal molekulunun quruluşu pozulur və spiral açılmağa başlayır. Zülalların təbii quruluşunun bu cür dəyişməsi prosesi denaturasiya (lat. “de” – yoxluq, aradan qaldırmaq,“natura” – təbii) adlanır. Denaturasiya dönər və ya dönməz ola bilər. Denaturasiya zamanı əvvəl dördüncülü, sonra üçüncülü, daha sonra ikincili quruluş pozulur. Əgər müəyyən təsirdən birincili (ilkin) quruluş da pozularsa, denaturasiya dönməz olar. Məsələn, yumurta zülalı 60–70°C-də denaturasiyaya uğrayır. Birincili quruluş pozulmadıqda isə zülal molekulu yenə də burularaq əvvəlki təbii vəziyyətini və xüsusiyyətlərini ala bilir və bu, dönәr denaturasiya və ya renaturasiya adlanır. Buradan belə nəticə çıxır ki, zülal molekulunun bütün quruluş və funksiyaları onun ilkin quruluşu ilə müəyyən olunur.

Zülalların funksiyaları

Bir çox zülallar hüceyrədə bioloji katalizator rolunu oynayaraq kimyəvi reaksiyaları sürətləndirir və burada baş verən proseslərin tənzimlənməsində iştirak edir. Belə zülallar fermentlәr adlandırılır. Fermentlər həmçinin molekulların daşınması, zülal, yağ və karbohidratların parçalanması, sintezi və s.bu kimi proseslərdə iştirak edir. Canlı hüceyrələrdə fermentin iştirakı olmadan heç bir reaksiya gedə bilməz. Zülallar hüceyrədə fermentativ (katalitik) funksiya ilə yanaşı, inşaat, nəqliyyat, qoruyucu, tənzimləyici, hərəkət və bu kimi bir çox funksiyaları yerinə yetirir. Orqanizmdə karbohidrat və yağlar çatışmadıqda zülallar parçalanır. Bir qram zülalın tam parçalanması zamanı 17,6 kC enerji ayrılır.

Nuklein turşuları

Nuklein turşuları – irimolekullu təbii üzvi maddələrdir. Bu molekullar canlı orqanizmlərdə irsi məlumatın saxlanılmasını və nəslə ötürülməsini təmin edir. Öz quruluşuna görə nuklein turşuları biopolimerlərdir. Onların monomer halqası nukleotidlərdir. Hər nukleotid azotlu əsasdan, karbohidratdan, ortofosfat turşusu qalığından ibarətdir. Nuklein (lat. “nukleus” – nüvə) turşuları ilk dəfə hüceyrənin nüvəsində tapıldığı üçün bu cür adlandırılmışdır. Lakin sonralar onların mitoxondri, plastidlər kimi orqanoidlərdə də mövcudluğu məlum olmuşdur. Nuklein turşularının növləri. Hüceyrədə iki növ nuklein turşuları – dezoksiribonuklein (DNT) və ribonuklein (RNT) turşuları olur.

Dezoksiribonuklein turşusu (DNT)

Orqanizmin əksər hüceyrələrində irsi məlumatların daşıyıcısı dezoksiribonuklein (DNT) turşusudur. Eukariot orqanizmlərdə DNT nüvədə və bəzi orqanoidlərdə – mitoxondri və plastidlərdə olur. Prokariotlarda formalaşmış nüvə olmadığı üçün bu orqanizmlərin DNT-si bilavasitə sitoplazmada yerləşir. DNT-nin quruluş prinsipi, demək olar ki, bütün orqanizmlərdə eynidir. O, spiral halında burularaq bir-birinə sarılmış iki polimer zəncirdən ibarətdir. DNT-nin hər bir zəncirini nukleotidlər təşkil edir. Nukleotidində 4 növ azot əsası – adenin (A), quanin (Q), sitozin (S) və timin (T) olur. DNT-nin ikiqat zəncirində azot əsasları daxilə doğru yönələrək bir-biri ilə hidrogen rabitəsi ilə birləşir. Nukleotidlərin birbiri ilə birləşməsi təsadüfi deyil, müəyyən qanunauyğunluqla baş verir. Bu zaman həmişə adeninin qarşısında timin, quaninin qarşısında isə sitozin durur. Nukleotidlərin bir-birinə belə uyğun cütlər şəklində birləşməsi komplementarlıq (lat. “complementum” – tamamlama) adlanır

Ribonuklein turşusu (RNT)

Monomerləri nukleotidlər olan polimer birləşmədir. RNT-nin quruluşu (sxem)Quruluşuna görə DNT-yə oxşar olsa da, birzəncirli olması ilə ondan fərqlənir. Nukleotidində olan azot əsaslarında timinin (T) əvəzinə quruluşca ona oxşar olan urasil (U) olur. Bundan başqa, RNTdə DNT-dən fərqli olaraq karbohidrat dezoksiriboza deyil, ribozadır. Bu səbəbdən onu ribonuklein turşusu adlandırırlar. RNT molekulu nüvədə, sitoplazmada və hüceyrənin bəzi orqanoidlərində olur. RNT-nin növləri. Hüceyrədə RNT-nin ribosom, məlumat, nəqliyyat-RNT-si adlandırılan bir neçə növü vardır ki, onlar da zülal sintezində iştirak edir. Hər üç növ RNT, DNT üzərində sintez olunur. Ribosom-RNT-si (r-RNT) ribosomun əsas tərkib hissəsini təşkil edir. Məlumat-RNT-si (m-RNT) zülalın ilkin quruluşu haqqında məlumatı DNT-dən zülalın sintez edildiyi yerə aparır. Nəqliyyat-RNT-si (n-RNT) isə özünə aminturşu birləşdirərək onları zülalların sintez olunduğu yerə – ribosoma daşıyır. Beləliklə, RNT-nin bütün növləri zülal sintezində iştirak edir.