Hva er vannrollens rolle i menneskecellen?

Bokstavelig talt siden barndommen vet alle at vann spiller en svært viktig rolle for oss. Hygiene, rengjøring, drikking - hver av disse uforgjengelige elementene i livet er forbundet med vann. Gradvis studerer verden lærer barnet om vannets rolle i cellen. Kanskje, bare fra dette øyeblikket blir det klart hvor stor dens betydning er: uten vann er livet i seg selv ufattelig. På grunn av sine egenskaper gjør det mulig å fungere komplekse organismer.

Strukturen av molekylet

Vannrollens rolle i livet til en celle er direkte relatert til egenskapene til dens struktur. Alle vet formelen av hovedvæsken i kroppen vår. Hvert molekyl av vann består av ett oksygenatom og to hydrogenatomer. De er forenet i et enkelt hele på grunn av polære kovalente bindinger, basert på dannelsen av et felles elektronpar for to atomer. Et karakteristisk trekk ved vannmolekyler er dets elektriske asymmetri. Atomet av oksygen er mer electronegative, det tiltrekker seg elektroner av hydrogenatomer sterkere. Konsekvensen av dette er forskyvningen av de generelle elektronparene mot oksygenatomet.

dipol

Vannets rolle i cellen avhenger av stoffets egenskaper. Som et resultat av forskyvningen av det totale par elektroner, erverver det en polarisasjon. For vannmolekylet er preget av tilstedeværelsen av to poler: hvert hydrogenatom har en delvis positiv ladning og oksygen - en delvis negativ. Sammen skaper de et nøytralt molekyl.

Således er hver strukturelle enhet av vann en dipol. Egenskapen av molekylets struktur bestemmer forholdet mellom nabostrukturer. Et delvis negativt oksygenatom tiltrekkes av hydrogenatomer i andre molekyler. De såkalte hydrogenbindingene danner mellom dem. Hvert molekyl av vann har en tendens til å kontakte denne måten med fire av sine naboer. Alle nyanser av den nevnte strukturen bestemmer den biologiske rollen som vann i cellen.

funksjoner

Hydrogenbindinger, karakteristiske for vannmolekyler, bestemmer mange av dens egenskaper. Forbindelsene mellom oksygen- og hydrogenatomer er spesielt sterke, det vil si for å ødelegge dem, er det nødvendig å bruke en imponerende mengde energi. Som et resultat har vann et høyt kokepunkt, samt smelting og fordampning. Blant lignende stoffer er vann det eneste stoffet som er tilstede på jorden samtidig i tre aggregattilstander. Vannrollens rolle i cellen er basert på denne spesielle funksjonen.

Samspill med hydrofile stoffer

Den iboende evne til vannpartiklene til å danne hydrogenbindinger tillater hovedkroppfluidet å oppløse mange forbindelser. Slike stoffer kalles hydrofile, det vil si "vennlig" til vann. Disse inkluderer ioniske forbindelser: salter, baser og syrer. Antallet hydrofile stoffer inkluderer ikke-ioniske forbindelser med en polaritet. Deres molekyler inneholder ladede grupper. Disse er aminosyrer, sukkerarter, enkle alkoholer og noen andre forbindelser.
Vannrollens rolle i den livlige aktiviteten til en celle er redusert til opprettelsen av et miljø som er nødvendig for å akselerere alle reaksjoner. Løsningen er en tilstand av stoffet der alle molekylene kan bevege seg mye mer fritt, det vil si at evnen til å reagere er mye høyere enn i vanlig form.

Takket være slike egenskaper har vann blitt hovedmediet for strømmen av det store flertallet av kjemiske reaksjoner. Videre utføres for eksempel hydrolyse og hele settet av oksidasjonsreduserende prosesser bare med direkte deltakelse av hovedvæsken i cellen.

reagens

Vannens store rolle i livet til cellen er ubestridelig. Det deltar i alle viktige prosesser. For eksempel er vann nødvendig for fotosyntese. Et av stadiene, fotolysen av vann, er å skille hydrogenatomer og innlemme dem i de resulterende organiske forbindelser. Samtidig frigjøres frigjort oksygen i atmosfæren.

Vannrollens rolle i menneske- og dyreceller er forbundet med den allerede nevnte hydrolysen, ødeleggelsen av stoffer med tilsetning av vann. En av de viktigste reaksjonene av denne typen i cellen er dekomponeringen av ATP-molekylet, som oppstår ved frigjøring av energi, som brukes til andre viktige prosesser.

Samspill med hydrofobe stoffer

Noen proteiner, samt fett og nukleinsyrer, oppløses ikke i vann i det hele tatt, eller denne prosessen er svært vanskelig. Slike stoffer kalles hydrofob, det vil si "fryktelig" vann. Vannrollens rolle i cellen og kroppen er også relatert til samspillet med lignende forbindelser.

Vannmolekyler er i stand til å separere hydrofobe stoffer fra selve væsken. Som et resultat dannes såkalte grensesnittoverflater. Mange kjemiske reaksjoner utføres på dem. Så det er gjennom samspillet mellom fosfolipider, som utgjør cellemembranet, som et lipid dobbeltlag dannes med vann.

Varmekapasitet

Den biologiske rollen av vann i cellen ligger også i sin deltakelse i termoregulering. Varmekapasiteten til vann er høy nok. Dette betyr at når en imponerende mengde termisk energi absorberes, endres vannets temperatur ubetydelig. Denne egenskapen bidrar til å opprettholde en konstant temperatur inne i cellen, noe som er nødvendig for den normale strømningen av mange prosesser og opprettholde konstantiteten i det indre miljø.

Uniform varmefordeling

Et annet karakteristisk trekk ved vann er termisk ledningsevne. Det bidrar også til å opprettholde kontinuiteten i det interne miljøet. Vann kan bære en imponerende mengde varme fra kroppens sted, hvor det er i overbevisning, til de celler og vev som mangler det.

I tillegg utføres termoregulering ved fordamping av vann. Kjøling skyldes at under overgang fra en aggregat til en annen, må hydrogenbindinger bli ødelagt. Og for dette, som allerede nevnt, er det nødvendig med mer energi.

Hydrostatisk skjelett

Vannrollens rolle i cellens liv slutter ikke der. Hovedvæsken har en annen egenskap: det er praktisk talt ikke kontrakt. Denne egenskapen tillater vann å spille rollen som et hydrostatisk skjelett i en celle. Vann skaper turgortrykk, og derved bestemmer egenskapene til celler og vev, slik som bulk og elastisitet. Det er lett å forstå rollen som vann i cellen i denne forstand, hvis du ser på trærne. Den vanlige formen av blader oppstår på grunn av økt trykk i cellene. Det finnes mange lignende eksempler i den organiske verden. For eksempel støttes den kjente form av maneter eller rundormer også av et hydrostatisk skjelett. Vanntapet med henholdsvis celler fører til reverserte prosesser. Formen endres: bladene falmer, fruktrynken, huden mister sin elastisitet.

Deltakelse i transport av stoffer

Vannmolekyler med hydrogenbindinger er i stand til å koble ikke bare med hverandre, men også med andre stoffer. Som et resultat av denne interaksjonen oppstår overflatespenning, som spiller en betydelig rolle i transport av stoffer i kroppen. Så, effekten av kohesjon (vedheft av molekyler under virkningen av tiltrekningskraften og i tilfelle av vann - gjennom hydrogenbindinger) er bevegelsen av næringsstoffer i plantens kapillærer. Takket være denne samme egenskapen kommer vann inn i planten fra jorden gjennom rothårene.

Styrken på overflatespenningen gjør også kapillær blodstrøm mulig hos dyr og mennesker. Vann deltar i bevegelse av stoffer og fjerning av henfallsprodukter fra kroppen.

Det viser seg at svaret på spørsmålet "Hva er vannets rolle i cellen?" Er ganske utvetydig - det er stort. På grunn av de grunnleggende egenskapene til denne væskens molekylære struktur er alle grunnprosessene mulige, uten hvilket liv er utænkelig. Vann bidrar til økningen av stoffernes reaktivitet, støtter formen av celler og organer, deltar i bestemmelsen med alt nødvendig, er en del av mange kjemiske reaksjoner. Vann er livskilden, og det er definitivt ikke en metafor. Alle hovedprosessene av metabolisme er relatert til den, det ligger også under påvirkning av ulike forbindelser. Det er på grunn av disse egenskapene at vann er stoffet som er søkt primært under leting av andre planeter i et forsøk på å forstå om de passer for livet.