Compozitia chimica a materiei vii

Compozitia chimica a materiei vii

Materia este alcatuita din atomi care interactioneaza si formeaza molecule. Organismele vii sunt si ele constituite din materie. Din cele peste 100 de elemente chimice din tabelul periodic al elementelor (sau al lui Mendeleev) in organismele vii se regasesc aproximativ 60 dintre care in mod constant 16 elemente. Dintre acestea, 6 sunt fundamentale, vitale - C, H, N, O, P, S. Aceste elemente chimice se combina si formeaza substantele chimice care se regasesc in constitutia organismelor vii.

Substantele chimice care alcatuiesc materia vie sunt:

Apa - indispensabila vietii

- are rol de solvent pentru alte substante; are rol si de mediu de reactie

Substante anorganice - reprezentate de ioni (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺/Fe³⁺, Mn²⁺,     Zn²⁺, Cu⁺/Cu²⁺, Cl^-, I^- etc.) si de radicali anorganici (CO₃^2-, SO₄^2-, PO₄^3-, NO₃^-, NO₂^-, etc.)

Substante organice - reprezentate de glucide, lipide, proteine si acizi nucleici.

Glucidele au rol energetic pentru toate organismele, dar si rol structural (intra in alcatuirea peretilor celulari ai celulelor bacteriene, vegetale si fungale). Exemple: glucoza, fructoza, galactoza, riboza, amidonul (substanta de rezerva la plante), glicogenul (substanta de rezerva la animale, ciuperci), celuloza (intra in structura peretilor celulari ai celulelor vegetale), chitina, mureina etc.

Lipidele au rol energetic major (prin degradare rezulta multa energie), dar au si rol structural (intra in alcatuirea membranelor biologice). Exemple: trigliceridele, fosfolipidele etc.

Proteinele sunt macromolecule alcatuite din unitati (monomeri) numite aminoacizi. Acesti compusi - proteinele - sunt de doua categorii principale, in functie de aspectul lor: globulare si fibrilare. Ele indeplinesc doua categorii de roluri: rol structural (acesta este un rol fundamental al proteinelor, ele constituind esafodajul, armatura tuturor structurilor biologice - colagen, cheratina, elastina etc.) si rol functional (enzime, transportori de alte substante chimice - hemoglobina, mesageri chimici=hormoni, fotosinteza - clorofila, proteine de depozit - albumina, aparare - anticorpi, miscare - actina si miozina etc.)

Acizii nucleici sunt substantele cele mai complexe de pe Terra. Ele stocheaza si transmit informatia ereditara. Sunt reprezentate de ADN (acid deoxiribonucleic) si de ARN (acid ribonucleic).

Celula - generalitati

Toate organismele vii sunt alcatuite din celule. Celula este cea mai mica entitate vie (care poseda toate insusirile distinctive ale viului).

Primel celule au fost onservate de catre Robert Hooke in 1665. El a folosit un microscop rudimentar pentru a privi o sectiune prin stejarul de pluta (Quercus suber). A vazut camarute (compartimente) cu pereti rigizi si le-a denumit celule (cella = camera). A considerat ca peretii erau vii, iar celulele goale.

Dupa aproape 200 ani, in 1838 botanistul Mathias Schleiden cerceteaza mai indeaproape celulele vegetale, iar zoologul Theodor Schwann, in 1839, pe cele animale si ambii formuleaza teoria celulara. Aceasta teorie va fi completata in 1855 de catre medicul si biologul Rudolf Virchow.

Teoria celulara a lui Schleiden, Schwann si Virchow sustine:

Toate organismele vii sunt alcatuite din 1-n celule nucleate; nu exista viata in afara celulei.

Celula este unitatea elementara structurala si functionala a lumii vii.

Celulele provin din alte celule vii prin diviziune, proces care asigura inmultirea celulelor, consecinta fiind cresterea si dezvoltarea organismelor.

In prezent s-au mai adaugat si alte postulate

Celula este un tot unitar - un ansamblu coerent de parti diferite care interactioneaza.

Celula este un sistem biologic deschis - adica un ansamblu de elemente diferite, interconectate structural, spatial, functional si temporal, care schimba permanent cu mediul materie, energie si informatie.

Definitia celulei

Celula este unitatea elementara (fundamentala, de baza) structurala, functionala si genetica a tuturor organismelor vii. Ea are integralitate (elementele constitutive formeaza un tot unitar), metabolism propriu (schimb de substante si energie cu mediul), capacitate de autoreglare (schimb de informatie cu mediul), de autoconservare si de autoreproducere.

Celulele pot exista ca entitati autonome (de sine statatoare), ca in cazul organismelor unicelulare, indeplinind singure toate functiile specifice viului (nutritie, relatie, reproducere) sau se pot asocia formand tesuturi care alcatuiesc organe, iar acestea organismul pluricelular.

Marimea celulelor

De la cateva miimi de mm (10-100 m m=micron=a mia parte dintr-un mm) pana la centimetri si metri. Cele mai multe celule nu se vad decat la microscop. Cu ochiul liber se vad celulele de portocala, de pepene verde, fibrele de in, celulele musculare striate din muschiul de vita etc. Alte exemple de celule (microscopice): spermatozoidul uman-5 m, hematiile - 7-7,5 m. Ovulul uman are un diametru de 150-200 m, situandu-se la limita vizibilitatii fara microscop.

Forma celulelor

Este corelata cu rolul indeplinit si cu presiunea celulelor din jur. Celulele pot fi sferice, ovale (eliptice), cubice, cilindrice, prismatice, poliedrice, stelate, fusiforme, reniforme etc. In general, forma variaza mai putin la plante decat la animale.

Tipuri fundamentale de celule

In functie de particularitatile de stocare si functionare a materialului genetic (ADN), adica dupa prezenta sau absenta unui nucleu individualizat, sunt doua tipuri de celule:

Celule procariote (PK) = bacteriile - nu au un nucleu adevarat, individualizat, materialul genetic nefiind protejat de o membrana nucleara (invelis nuclear); aceste celule au nucleoid (un cromozom circular care vine in contact direct cu citoplasma). Alte caracteristici: sunt foarte mici, au forma sferica, ovala sau spiralata, au perete celular, nu au organite celulare, in afara de ribozomi.

Celule eucariote (EK) - reprezentate de celulele organismelor vegetale, animale, ciuperci, protoctiste. Au materialul genetic delimitat, protejat si separat de restul componentelor celulare printr-un invelis nuclear alcatuit din doua membrane. Alte caracteristici: sunt mult mai mari, au organite celulare (care asigura compartimentarea celulei, la procariote nefiind decat un singur compartiment). Sunt de doua categorii: cu perete celular (celulele vegetale, fungale si unele protoctiste - algele) si fara perete celular (celulele animale si restul protoctistelor). Dupa numarul de nuclei, celulele EK pot fi: anucleate - hematiile adulte, uninucleate - majoritatea celulelor EK, binucleate - hepatocite, celule striate miocardice, ciliatele, multinucleate - celulele musculare scheletice, osteoclastele, unele flagelate parazite (opalinele).