МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.3. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНИЙ І КЛІТИННИЙ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.3.2. Структурно-хімічна функціональна організація еукаріотичних клітин

Клітина як відкрита система. Організація потоку речовин, енергії та інформації у клітині

Клітина - відкрита біологічна система, здатна до самооновлення, самовідтворення і саморегуляції. Ці фундаментальні властивості живого забезпечуються потоком речовин, енергії та інформації.

Потік речовин. Потік речовин - це метаболічні шляхи розщеплення і синтезу вуглеводів, білків, жирів, ін. Він починається з надходження в організм людини в складі їжі білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин, води. Вони використовуються як джерело енергії і будівельний матеріал для побудови власних компонентів. Високомолекулярні органічні сполуки (білки, вуглеводи, жири) спочатку розщеплюються до простих сполук (амінокислот, моносахаридів, жирних кислот, гліцерину), які всмоктуються епітелієм слизової оболонки шлунка і кишечника. З кров'ю і лімфою ці речовини надходять у клітини, де відбувається внутрішньоклітинний метаболізм, і утворюють метаболічний фонд. Внутрішньоклітинний метаболізм включає наступні етапи: 1) розщеплення амінокислот, моносахаридів, жирних кислот, гліцерину з вивільненням енергії та акумуляцією її в молекулах АТФ і 2) синтез білків, полісахаридів, ліпідів, нуклеїнових кислот, властивих даному організму. Ці процеси потребуть затрат енергії у формі АТФ. Кінцеві продукти обміну виводяться з організму (вуглекислий газ, вода, аміак, сечовина, ін.).

Потік енергії. Він представлений внутрішньоклітинними механізмами енергозабезпечення - бродінням, фото- або хемосинтезом, диханням. Центральна роль в біоенергетиці клітин тварин належить дихальному обміну. Він включає реакції розщеплення органічних речовин (моносахаридів, жирних кислот, амінокислот) і використання енергії, яка виділяється при цьому, для синтезу АТФ. АТФ та інші сполуки, які багаті на енергію, придатну для подальшого використання в процесі життєдіяльності клітини, називаються макроергічними. Вони забезпечують енергією всі процеси життєдіяльності клітини.

Потік інформації. Він відбувається з ДНК на білок. Інформація в молекулах ДНК і білка закодована. Символами коду ДНК є нуклеотиди, білка-амінокислоти. Послідовність амінокислоту молекулі білка відповідає послідовності триплетів нуклеотидів (кодонів) ДНК (колінеарність). Перекодування генетичної інформації відбувається в процесі біосинтезу білка. На першому етапі (транскрипція) інформація комплементарно переписується з молекули ДНК на молекулу іРНК, яка несе цю інформацію з ядра в цитоплазму до місця біосинтезу білка - рибосом. На рибосомах генетичну інформацію, що міститься в ІРНК, зчитує тРНК (перекладає з мови нуклеотидів на мову амінокислот) і переносить її на поліпептид, що тут синтезується.

Перед кожним клітинним поділом потік інформації спрямований від материнської молекули ДНК до двох дочірніх молекул ДНК, що утворюються на ній і є її точними копіями (реплікація ДНК).