Таблица 9.
Таблица 8.
Таблица 7.
Элементарный состав E. Coli
Элемент | Процентное содержание на массу сухого вещества | Элемент | Процентное содержание на массу сухого вещества |
Углерод Кислород Азот Водород Фосфор Сера Калий | Натрий Кальций Магний Хлор Железо Все другие элементы | 0,5 0,5 0,5 0,2 0,3 |
Физиологические функции важнейших химических элементов(И.В. Тихонов, 2005)
Химиче ский элемент | Физиологическая роль |
Н2 | Входит в состав воды и органических веществ в клетки |
О2 | Входит в состав воды и органических веществ в клетки, служит акцептором электронов при аэробном дыхании |
С,N | Входит в состав воды и органических веществ в клетки, белков, нуклеиновых кислот, Коферментов |
S | Входит в состав белков и некоторых коферментов (кокарбоксилаза) |
P | Входит в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, коферментов |
K | Один из главных неорганических катионов клетки, кофактор для некоторых ферментов |
Mg | Важный катион клетки, неорганический кофактор для ферментных реакций, в том числе и для реакции с участием АТФ, участвует в связывании ферментов с субстратами, входит в состав хлорофиллов |
Mn | Неорганический кофермент для некоторых ферментов, может заменить Mg |
Ca | Важный катион клетки, кофактор для некоторых ферментов (протеаз) |
Fe | Входит в состав цитрохромов и других белков, кофактор для некоторых ферментов |
Co | Входит в состав витамина В12 и его производных, служащих коферментами |
Cu,Zn, Mo | Неорганические компоненты некоторых ферментов |
Преобладающие элементы (водород, кислород, азот и углерод) образуют химические связи путем заполнения своих внешних электронных оболочек одним, двумя, тремя и четырьмя электронами соответственно. Это самые легкие элементы периодической таблицы (за исключением водорода), которые способны образовывать краткие химические связи. Из фосфора и серы построено множество соединений, в том числе и все основные четыре класса биополимеров - жиры, липиды, полисахариды (целлюлоза, крахмал, углеводы и т.д.) носители информации (полидезоксирибонуклеиновые ДНК и полирибонуаклеиновые РНК кислоты) и белки. Примерный сравнительный состав бактерий и клеток животных приведен в табл. 9.
Примерный состав метаболитов в бактериях и клетках животных
Компонент | Состав метаболитов, % | |
Бактерии | Клетки животных | |
Н2О | ||
Белок | ||
Аминокислоты или аминокислотные остатки | 0,4 | 2,1 |
ДНК | 1,0 | 0,2 |
РНК | 1,0 | |
Нуклеотиды или нуклеотидные звенья | 0,4 | 0,03 |
Углеводы | - | |
Гликоген | - | 3,8 |
Липиды | ||
Фосфолипиды | - | 3,1 |
Нейтральные липиды | - | 1,6 |
Стероиды | - | 0,3 |
Другие малые молекулы | 0,2 | - |
Неорганические ионы К+Nа+ | 0,4 |
Всем клеткам присущ постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой. Для осуществления процессов питания и размножения необходимы определенные условия и, в первую очередь, наличие питательных материалов, из которых клетки синтезируют составные части своего тела и получают путем окисления различных веществ необходимую энергию.
Элементы питания, необходимые для роста клеток, можно подразделить на следующие группы:
- источники основных элементов;
- источники элементов, требуемых в меньших количествах;
- аминокислоты;
- витамины и гормоны;
- источники микроэлементов.
Основные источники питания, функции в биосинтезе и их обеспечение для клеток приведены в табл.10.