Biogeni elementi, neorganske materije, ugljeni hidrati, lipidi, proteini, nukleinske kiseline

Hemijski sastav ćelije

  • Biogeni elementi
    • Definicija: Elementi koji čine ćelije i ne mogu se podeliti običnim hemijskim metodama.
    • Od 122 poznatih elemenata, 30 su biogeni.
    • Osnovni biogeni elementi: Ugljenik (C), Kiseonik (O), Azot (N), Vodonik (H).

Podela bioelemenata po zastupljenosti:

  1. Makroelemeti:
    • Ugljenik (C), Kiseonik (O), Vodonik (H), Azot (N) čine 95% žive materije.
    • Ostali: Sumpor (S), Fosfor (P), Natrijum (Na), Kalijum (K), Kalcijum (Ca), Magnezijum (Mg), Hlor (Cl), Gvožđe (Fe) – čine 4.9%.
  2. Mikroelementi:
    • Zastupljeni u malim količinama (manje od 0.1%), npr. bakar (Cu), jod (I), molibden (Mo), mangan (Mn), cink (Zn), kobalt (Co).
    • Uloga: Katalitički deo enzima.
  3. Elementi prisutni u tragovima:
    • U organizmu manje od 0.001%, npr. aluminijum (Al), arsen (As), bor (B), brom (Br), fluoro (F), litijum (Li), nikal (Ni), selen (Se), silicijum (Si), titan (Ti), vanadijum (V).
    • Uloga: Katalitički deo enzima.

Enzimi:

  • Biološki katalizatori koji ubrzavaju hemijske reakcije smanjenjem aktivacione energije.
  • Mogu ubrzati reakcije do nekoliko miliona puta.
  • Mogu biti samostalni ili zahtevati koenzime (organske) ili kofaktore (neorganske).

Zastupljenost biogenih elemenata:

  1. Ugljenik: Prisutnost u organskim i neorganskim jedinjenjima.
  2. Kiseonik: Glavni izvor vode, nastaje tokom fotosinteze.
  3. Azot: Sastavni deo proteina i nukleinskih kiselina.
  4. Sumpor: Komponenta nekih proteina.
  5. Natrijum: Reguliše osmotski pritisak i prenos nervnih impulsa.
  6. Kalcijum: Sastavni deo kostiju i krvi.
  7. Fosfor: Uključen u formiranje ATP-a i nukleinskih kiselina.

Neorganske materije

  • Voda (H₂O): Čini 60-70% težine organizma.
    • Dobar rastvarač; vraća se u reakcije.
    • Može biti hidrofilna (rastvorljive) ili hidrofobna (nerastvorljive).
  • Ugljen-dioksid: Neophodan za fotosintezu; nastaje u ćelijskom disanju.
  • Soli i joni: Učestvuju u metaboličkim procesima, npr. Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺.

Ugljeni hidrati

  • Obavezni za energiju, skladištenje rezerve, gradivnu ulogu.
  • Monosaharidi: Nepodeljivi; npr. glukoza, fruktoza.
  • Disaharidi: Sastoje se od dva monosaharida; npr. maltoza, laktoza.
  • Polisaharidi:
    • Rezervni (npr. skrob i glikogen) i strukturni (npr. celuloza).

Lipidi

  • Različiti sastavi, nerastvorljivi u vodi, rastvorljivi u organskim rastvaračima.
  • Proste: Građene od masnih kiselina i glicerola (masti, ulja).
  • Složene: Fosfolipidi (građe ćelijske membrane) i holesterol.
  • Uloga u energetici, zaštiti i regulaciji.

Proteini

  • Složeni biomakromolekuli od amino kiselina.
  • Tipovi struktura:
    • Primarna: sekvenca amino kiselina.
    • Sekundarna: lokalna konformacija (α-heliks, β-list).
    • Tercijarna: prostorni raspored.
    • Kvaterna: više lanaca.
  • Uloge: strukturna, skladišna, transportna, katalitička.

Nukleinske kiseline

  • DNK i RNK; funkcija: prenos genetskih informacija.
  • Nukleotidi: osnovna jedinica DNK/RNK (šećer, fosfat, baza).
  • DNK: dvostruki heliks, antiparalelni, uloga u nasleđivanju.
  • RNK: uključuje iRNK (informaciona), tRNK (transportna), rRNK (ribozomska).