Молекулы и ионы, содержащие связи

Все клетки, даже самые простые, имеют мембраны. Мембраны отделяют внутреннее содержимое клетки от окружающей среды, поэтому нарушение целостности мембраны приводит к гибели клетки. Мембраны не только сохраняют молекулы веществ, входящих в ее состав, но и реализуют специфику химического состава клеточной цитоплазмы. С помощью специальных устройств мембрана избирательно выбрасывает из клетки ненужные вещества и поглощает из окружающей среды необходимые. Главные компоненты биологических мембран живых организмов — это сложные липиды. Следует обратить внимание на то, что все сложные липиды, описанные в разд. 9, имеют характерное строение для поверхностно-активных веществ, т. е. две большие неполярные углеводородные группы и полярную часть, способную к образованию водородных связей. Таким образом, эти молекулы способны самопроизвольно агрегировать, образуя в воде бислойные структуры, составляющие основу мембраны. В состав мембранного бислоя входят и молекулы белков, и свободные жирные кислоты. Последние встраиваются в бислой так, что их жирные хвосты погружены внутрь, а полярные группы во внешнюю среду и контактируют с ионами натрия с внешней, а с ионами калия с внутренней стороны бислоя (см. рис. 73). Биологические мембраны не только регулируют обмен веществ в клетке, но и воспринимают химическую информацию из внешней среды с помощью специальных рецепторов. Биологические мембраны обеспечивают иммунитет клетки, нейтрализуя чужие и свои вредные вещества. Они также способны передавать информацию соседним клеткам о своем состоянии. Наконец, совсем недавно было обнаружено, что многие белки-ферменты могут работать только внутри мембраны, запрещая, разрешая или сопрягая ферментативные процессы. [c.407]

Но мы еще не закончили. Почему подкисление способствует растяжению клеточных стенок Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны вернуться к структуре клеточной стенки растения (рис. 2.31). Стенка состоит из длинных молекул целлюлозы, связанных между собой полисахаридными мостиками, образованными смесью сахаров, таких, как галактоза, арабиноза и ксилоза. Полисахаридные мостики, составляющие часть стенки, обычно называют гемицеллюлозой. Длинные целлюлозные молекулы, соединенные друг с другом этими поперечными связями, обусловливают жесткость клеточной стенки. При необратимом растяжении клеточной стенки, что происходит обычно в процессе роста, целлюлозные цепи должны скользить относительно друг друга, и это может, быть достигнуто только в том случае, если поперечные связи между цепями целлюлозы будут разорваны. Когда растяжение стенки завершается, поперечные связи образуются вновь, фиксируя целлюлозные цепи в их новом положении (рис. 9.18). В результате размеры клетки увеличиваются. Чтобы кислота могла способствовать увеличению растяжимости стенки, она, очевидно, должна разрывать поперечные связи между молекулами целлюлозы. Было высказано предположение, что в клеточной стенке имеется рН-зависимый фермент, разрушающий такие связи. Этот фермент не действует при pH 6,0—7,0, но становится высокоактивным при pH около 5,0. Когда под влиянием ауксина, присутствующего внутри клетки, ионы Н+ накачиваются в клеточную стенку, фермент активируется и разрушает поперечные овязи целлюлозные цепи освобождаются и получают возможность скользить одна относительно другой. Такое скольжение осуществляется под действием тургорного давления клеточного содержимого, что вызывает растяжение стенки, и увеличение размеров клетки. Мы еще не знаем природу этого гипотетического фермента, о существовании которого свидетельствует то, что некоторые химические соединения, препятствующие обычно действию ферментов, способны ингибировать индуцированное кислотой растяжение стенок изолированных клеток. [c.281]

Части комплексного иона зафиксированы в своих определенных относительных положениях, в то же время невозможно представить себе решетку из этих иопов и их противоположно заряженных партнеров без образования полостей, достаточно больших для включения других молекул. Связь между ионами будет сильной и в том случае, если полости содержат другие молекулы, которые хорошо экранированы окружением, препятствующим их удалению, т. е. налицо клатратное соединение. Можно ожидать образования большого числа структур этого типа, так как этому благоприятствуют те же факторы, что и образованию соединений, рассмотренных в разделе П1, Б, 1, заключающиеся в следующем. Компоненты и содержимое [c.422]

Если молекула двуокиси углерода содержит две двойные связи, то она не может являться кислотой (акцептором), так как лишена возможности воспринимать электроны, пока ее двойные связи сохраняются в неприкосновенности. Однако если молекула приобретает энергию активации, достаточную для раскрытия одной из двойных связей, то она может в таком случае проявить свои акцепторные свойства. Все же, конечно, остается неясным, в какой степени у молекулы в нормальном состоянии сохраняются ее двойные связи, однако опыт показывает, что двуокись углерода нейтрализуется лишь очень медленно, следовательно, она является вторичной кислотой. Это подтверждается следующим опытом [8а]. Если при —60° мы растворим двуокись углерода в спирте и разделим раствор поровну между двумя пробирками А и А и если мы возьмем при той же температуре разбавленный спиртовой раствор этилата натрия с небольшим количеством индикатора... и поделим его между двумя пробирками В и В и затем немедленно прибавим А к В, то сначала не будет наблюдаться никакого изменения окраски. Однако при стоянии в течение 15 мин. двуокись углерода постепенно нейтрализует этилат ион, и индикатор будет медленно изменять свой цвет. Если же содержимое А прилить к В, после того как они постоят в течение приблизительно получаса, цвет индикатора сразу же пере, менится на цвет, характерный для кислой среды . Из этого, нови, димому, вытекает, что двуокись углерода в своем нормальном со. стоянии, отвечающем самой низкой энергии, не является кислотой, [c.352]

Поскольку клетки должны содержать равное число положительных и отрицательных зарядов (чтобы быть электрически нейтралысыми) значительный дефицит внутриклеточных анионов отражает тот факт, что большую часть клеточного содержимого составляют отрицателысо заряженные молекулы (НСОз, РО , белки, нуклеиновые кислоты, метаболиты, несущие фосфатные или карбоксильные группы и т.п.). Концентрации Са " и Mg даны для свободных ионов. В клетках имеется около 20 мМ Мд и 1-2 мМ Са " , но они в основном связаны белками и другими веществами, и в случае Са " хранятся внутри различных органелл. [c.380]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология