Біологія - blog archive - мікро- і макроелементи

Калій (до 1%). Поглинається у вигляді гідратованих іонів К +. які добре проходять через мембрани. Основні функції калію:

1. Регулює вуглеводний обмін.

2. Регулює осмотичний тиск.

3. Бере участь у формуванні мембранних потенціалів.

4. Активує ферменти при фотосинтезі.

5. Радіоактивний ізотоп 40 К - основне джерело внутрішньої радіоактивності.

Примітка. Осмотичний тиск - це величина, яка відображає співвідношення води і сухої речовини в клітині. Чим вище осмотичний тиск в клітині, тим легше клітина буде поглинати воду з позаклітинного середовища, і, навпаки, чим нижче внутрішньоклітинний осмотичний тиск, тим швидше клітина буде втрачати воду.

Натрій (до 0,1%). Поглинається у вигляді гідратованих іонів Na +. які погано проходять через мембрани. Регулює вуглеводний обмін, осмотичний тиск, бере участь у формуванні мембранних потенціалів.

Кальцій. (До 2%). У клітці представлений гідратованими іонами Са 2+. нерозчинними солями (наприклад, солями щавлевої, фосфорної, плавикової кислоти), металлорганические комплексами. Регулює активність багатьох ферментів (наприклад, активність кальцій-залежної АТФази в скоротних комплексах), стабілізує структуру хромосом. Пектати кальцію - основа серединних пластинок в тканинах рослин; фториди і фосфати кальцію - основа кісткової тканини. Надлишок кальцію шкідливий для клітини, оскільки в цьому випадку фосфати, необхідні для утворення макроергічних зв'язків, переходять в нерозчинну форму - Са3 (РО4) 2.

Магній (до 3%). У клітинах міститься у вигляді металоорганічних комплексів, рідше - у вигляді іонів. Стабілізує структуру рибосом, регулює активність ферментів, входить до складу АТФази, входить до складу молекули хлорофілу в клітинах рослин.

Залізо (до 0,1%). Поглинається у вигляді двовалентних іонів Fe 2+. рідше - металлорганических комплексів Fe 3+. У клітинах міститься в складі металлорганических комплексів зі змінним ступенем окислення, рідше - у вигляді іонів Fe 2+. Можливість зміни ступеня окислення (Fe +3 + ē ↔ Fe +2) широко використовується в різних обмінних процесах. Залізо входить до складу гема - металлорганические комплексу, що містить порфириновой ядро ​​і іон заліза зі змінним ступенем окислення. Гем - обов'язковий компонент переносників кисню: гемоглобинов і міоглобіну. Гем входить до складу різних оксидоредуктаз: цитохромов (мембранних переносників електронів), каталази (2 Н2 О2 → 2 Н2 О + О2 ↑), пероксидаз (Н2 О2 → Н2 О + О), оксидаз (О2 + 2 ē → О2 2) , дегидрогеназ (переносників водню), ферредоксина (переносника електронів при фотосинтезі).

Сірка (до 1%). Поглинається у вигляді сульфатів SO4 2 -. У клітці міститься у вигляді вільних сульфат-іонів, в окисленої і відновленої формі в складі органічних сполук. Сірка входить до складу сірковмісних амінокислот: метіоніну, цистеїну; між цими амінокислотами утворюються дисульфідні містки, що підтримують третинну структуру білка. Сірка входить до складу кофактора КоА, який обслуговує цикл Кребса і інші обмінні процеси. Завдяки зміні ступеня окислення, сірка відіграє велику роль в хемосинтезом і анаеробному окисленні.

Сірководень і інші відновлені сполуки сірки служать донорами електронів при бактеріальному фотосинтезі.

Хлор (до 4%). Поглинається і міститься в клітині у вигляді хлоридів Cl -. Бере участь в регуляції осмотичного тиску.

Йод (до 0,01%). Міститься в клітинах у вигляді йодидів J - і металлорганических комплексів. Входить до складу тироксину - гормону щитовидної залози, що регулює проникність мембран.

Марганець. Бере участь у фотосинтезі. Входить до складу дегідрогеназ і фосфатаз, до складу ферментів, які беруть участь в сімбіогенной фіксації азоту. Активує ряд ферментів вуглеводного і азотного обміну.

Кобальт. Входить до складу нітратредуктази (каталізує перехід нітратів у нітрити). Кобальт в підвищених дозах необхідний для азотфіксуючих бактерій.

Мідь. Входить до складу оксидаз (переносників електронів), оксигеназ (наприклад, до складу цитохромоксидази - комплексу ферментів, що приєднують електрони до кисню), дегидрогеназ (переносників водню). Бере участь в синтезі фосфоліпідів, гемоглобіну.

Цинк. Входить до складу різних ферментів: карбоангідрази (Н2 СО3 → Н2 О + СО2), пептідаз (каталізують розщеплення білків), дегидрогеназ (наприклад, алкогольдегідрогенази, що каталізує окислення спиртів до альдегідів). Входить до складу гормону підшлункової залози інсуліну, що регулює вуглеводний обмін. Регулює дію гормонів гіпофіза.

Молібден. У азотфіксуючих мікроорганізмів входить до складу нітрогенази - ферменту, що каталізує відновлення атмосферного азоту до аміаку. У більшості інших організмів молібден входить до складу нітратредуктази (ферменту, що відновлює нітрати) і деяких дегідрогеназ.

Бор. Бор регулює поділ клітин меристеми у рослин. При його недоліку спостерігаються порушення розвитку: слабке розгалуження кореня, засихання верхівок пагонів, некрози. Крім того, бор бере участь в регуляції азотного і вуглеводного обміну.

Фтор. Входить до складу зубної емалі у вигляді фторфосфатов кальцію і магнію.

Біологічні функції ультрамікроелементов вивчені недостатньо. У підвищених концентраціях вони є ферментними отрутами. Отруйні властивості іонів металів часто обумовлені їх незворотних зв'язуванням з білками, при цьому відбувається денатурація білків.

Існує безліч способів знешкодження (детоксикації) цих елементів. Рослини і гриби здатні зв'язувати шкідливі речовини в клітинних стінках. Крім того, існують специфічні білки, здатні зв'язувати іони металів.