Перейти до основного вмісту
Вся хімія

14.2. Структура живих організмів

Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія

У результаті хімічного вивчення вірусів рослин було показано, що вони складаються головним чином з білків і нуклеїнових кислот— речовин, природу яких розглянуто в цьому та наступному розділах. Вірусні частинки або гігантські молекули — з молекулярною масою порядку 10 000 000 — можна описати як агрегати менших молекул, пов'язаних між собою певним чином.

Багато мікроорганізмів, таких як плісняви та бактерії, складаються лише з однієї клітини. Вони можуть мати такі розміри, що їх можна розрізняти, користуючись звичайним мікроскопом; часто вони мають діаметр близько 1 мкм (10-6 м), іноді ж можуть мати й значно більші розміри, досягаючи в діаметрі 1 мм і більше. Клітини мають цілком певну структуру, що включає клітинну мембрану завтовшки в кілька десятків нанометрів, усередині якої міститься досить в'язка речовина, яка називається цитоплазмою; часто клітини містять і інші структури, помітні під мікроскопом. Рослини й тварини складаються, як правило, із сукупності клітин, які можуть бути найрізноманітніших типів навіть в одному організмі. М'язи, стінки кровоносних і лімфатичних судин, різноманітні сполучні тканини, нерви та шкіра людини складаються з клітин, з'єднаних між собою й утворюючих цілком певну структуру. Крім того, є безліч клітин, які не належать до цієї структури, а плавають у рідині, що входить до складу організму. Найчисленнішими клітинами такого роду є червоні клітини крові, або еритроцити. Еритроцити людини мають форму плоских дисків діаметром приблизно 7,5 мкм і завтовшки 2 мкм. Число еритроцитів в організмі людини дуже велике. В одному кубічному міліметрі крові міститься близько п'яти мільйонів еритроцитів, а людина має близько п'яти літрів крові, тобто п'ять мільйонів кубічних міліметрів крові. Отже, в тілі людини є близько 25·1012 еритроцитів. Поряд з ними існує безліч інших клітин, причому деякі з них мають дуже невеликі розміри, подібно до еритроцитів, тоді як інші значно більші — нервова клітина може мати діаметр близько 1 мкм і довжину приблизно 1 м; такі клітини з'єднують, наприклад, кінці пальців ніг зі спинним мозком. Загальне число клітин в організмі людини дорівнює приблизно 5·1014. Відповідно організм людини має дуже високий рівень організації.

Тіло людини складається не лише з клітин. Крім клітин, є кістки, які утворилися внаслідок діяльності кісткоутворювальних клітин. Кістки складаються з неорганічних речовин — основного кальцій фосфату Ca5(PO4)3OH і кальцій карбонату CaCO3, а також з органічної речовини — колагену, який є білком. До складу людського тіла також входять рідини — кров і лімфа та інші рідкі речовини, такі, наприклад, як слина й шлунковий сік, що виділяються спеціальними органами. Ці рідини містять безліч різних хімічних речовин.

Будова клітини визначається тими речовинами, з яких утворені стінки (мембрани) клітини, що становлять її каркас, і речовинами, що містяться всередині клітин. Вуглевод целюлоза — найважливіша складова частина клітинних стінок рослин. В організмах тварин основними структуроутворювальними матеріалами є білки. Крім того, внутрішньоклітинні речовини значною мірою складаються з білків. Так, червона клітина крові обмежена тонкою мембраною, внутрішньоклітинна рідина є водою (60%), що містить різні речовини (5%) і гемоглобін (35%) —білок, до складу якого входить Ферум; молекулярна маса його близько 68000; гемоглобін має властивість оборотно зв'язувати кисень. Саме завдяки цій властивості кров захоплює велику кількість кисню в легенях і переносить його до тканин, забезпечуючи таким чином можливість окиснення поживних речовин і речовин, що входять до складу різних тканин організму. На початку цього підрозділу вже було зазначено, що найпростіші форми матерії, здатні до самовідтворення,— віруси складаються частково з білків; білки ж входять до складу і найскладніших живих організмів.