Jaká je role vody v lidské buňce?

Doslovně od dětství každý člověk ví, že voda hraje pro nás velmi důležitou roli. Hygiena, čištění, pití - každý z těchto integrálních prvků života je spojen s vodou. Postupně studuje svět a dítě se dozví o roli vody v buňce. Možná, až od tohoto okamžiku bude jasné, jak velký je jeho význam: bez samotného života na vodě je nepředstavitelné. Díky svým vlastnostem umožňuje fungování složitých organismů.

Struktura molekuly

Úloha vody v životě buňky je přímo spojena s vlastnostmi její struktury. Každý zná recept hlavní tekutiny našeho těla. Každý molekula vody se skládá z jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku. Jsou sjednoceni v jediném celku přes polární kovalentní vazby, založené na vytvoření společného elektronového páru pro dva atomy. Charakteristickou vlastností molekul vody je její elektrická asymetrie. Atom kyslíku je více elektrogativní, přitahuje elektrony atomů vodíku silněji. Důsledkem toho je posunutí obecných párů elektronů směrem k atomu kyslíku.

Dipol

Úloha vody v buňce závisí na vlastnostech látky. V důsledku posunutí celkového páru elektronů získává polarizaci. Pro vodní molekulu je charakteristická přítomnost dvou pólů: každý atom vodíku má částečně pozitivní náboj a kyslík - částečně negativní. Společně vytvářejí neutrální molekulu.

Takže každá strukturní jednotka vody je dipól. Zvláštnost struktury molekuly určuje povahu spojení mezi sousedními strukturami. Částečně negativní atom kyslíku je přitahován vodíkovými atomy jiných molekul. Mezi nimi se tvoří tzv. Vodíkové vazby. Každá molekula vody má tendenci se tímto způsobem spojit se čtyřmi jejími sousedy. Všechny nuance uvedené struktury určují biologickou úlohu vody v buňce.

Vlastnosti

Vodíkové vazby, charakteristické pro molekuly vody, určují mnoho vlastností. Spojení mezi kyslíkovými a vodíkovými atomy jsou obzvláště silné, to znamená, že k tomu, aby je porušily, je nutné vynaložit působivé množství energie. V důsledku toho má voda vysokou teplotu varu, stejně jako tavení a odpařování. Mezi podobnými látkami je voda jedinou látkou přítomnou na Zemi současně ve třech agregovaných stavech. Úloha vody v buňce je založena na této konkrétní funkci.

Interakce s hydrofilními látkami

Vlastní schopnost vodních částic vytvářet vodíkové vazby umožňuje tělu hlavního těla rozpouštět mnoho sloučenin. Takové látky se nazývají hydrofilní, tj. "Přátelské" vůči vodě. Ty zahrnují iontové sloučeniny: soli, báze a kyseliny. Počet hydrofilních látek zahrnuje neiontové sloučeniny s polaritou. Jejich molekuly obsahují nabité skupiny. Jedná se o aminokyseliny, cukry, jednoduché alkoholy a některé další sloučeniny.
Úloha vody v životně důležité činnosti buňky se omezuje na vytvoření prostředí nezbytného pro zrychlení všech reakcí. Řešení je stav látky, ve které se všechny její molekuly mohou pohybovat mnohem volněji, to znamená, že schopnost reagovat je mnohem vyšší než v obvyklé formě.

Díky těmto vlastnostem se voda stala hlavním médiem pro tok naprosté většiny chemických reakcí. Kromě toho se například hydrolýza a celá sada procesů oxidace a redukce provádí pouze s přímou účastí hlavní tekutiny buňky.

Reagent

Obrovská role vody v životě buňky je nepopiratelná. Účastní se všech důležitých procesů. Například voda je nezbytná pro fotosyntézu. Jeden z jeho etap, fotolýza vody, spočívá v oddělení atomů vodíku a jejich začlenění do výsledných organických sloučenin. Současně se uvolňuje kyslík do atmosféry.

Úloha vody v lidských a živočišných buňkách je spojena s již zmíněnou hydrolýzou, ničením látek přidáním vody. Jednou z nejdůležitějších reakcí tohoto druhu v buňce je rozklad molekuly ATP, ke které dochází při uvolňování energie, která se používá pro jiné životně důležité procesy.

Interakce s hydrofobními látkami

Některé bílkoviny, stejně jako tuky a nukleové kyseliny se vůbec nerozpouštějí ve vodě, nebo je tento proces velmi obtížný. Takové látky se nazývají hydrofobní, tj. "Strachová" voda. Úloha vody v buňce a těle se také vztahuje k její interakci s podobnými sloučeninami.

Molekuly vody jsou schopné oddělit hydrofobní látky ze samotné kapaliny. Výsledkem jsou tzv. Povrchy rozhraní. Na nich se provádí mnoho chemických reakcí. Proto je to kvůli interakci fosfolipidů, které tvoří buněčnou membránu, s lipidovou dvojvrstvou vytvořenou vodou.

Tepelná kapacita

Biologická úloha vody v buňce spočívá také v její účasti na termoregulaci. Tepelná kapacita vody je poměrně vysoká. To znamená, že při absorpci působivého množství tepelná energie teplota vody se mírně změní. Tato charakteristika pomáhá udržovat konstantní teplotu uvnitř buňky, což je nezbytné pro normální proudění mnoha procesů a udržení stálosti vnitřního prostředí.

Rovnoměrné rozložení tepla

Další charakteristickou vlastností vody je tepelná vodivost. Pomáhá také udržovat kontinuitu vnitřního prostředí. Voda je schopen přenášet impozantní množství tepla z tělesa, kde je overabundant do buněk a tkání, ve které postrádá.

Kromě toho se termoregulace provádí na náklady odpařování vody. Chlazení je způsobeno skutečností, že během přechodu z jednoho agregátu do druhého musí být vodíkové vazby zničeny. A pro to, jak již bylo zmíněno, je zapotřebí více energie.

Hydrostatický skelet

Úloha vody v životě buňky zde nekončí. Tekutina hlavního těla má ještě jednu vlastnost: prakticky se nedotýká. Tato vlastnost umožňuje vodě hrát roli hydrostatického skeletu v buňce. Voda vytváří tlak turgoru, čímž se určují vlastnosti buněk a tkání, jako je objem a elasticita. Je snadné pochopit roli vody v buňce v tomto smyslu, pokud se podíváte na stromy. Obvyklá forma listů je způsobena zvýšeným tlakem v buňkách. V organickém světě existuje mnoho podobných příkladů. Například známý tvar medúzy nebo okrouhlý je také podporován hydrostatickým skeletem. Ztráta vody buňkami vede k obrácenému procesu. Tvar změní: listy ztrácejí, ovoce vráská, kůže ztrácí svou pružnost.

Účast na přepravě látek

Molekuly vody s vodíkovými vazbami jsou schopny se spojit nejen mezi sebou, ale s dalšími látkami. V důsledku této interakce, povrchové napětí, hraje významnou roli při přepravě látek v těle. Takže vliv soudržnosti (adheze molekul pod působením síla přitažlivosti, a v případě vod - přes vodíkové vazby) je pohyb živin v kapilářích rostlin. Díky této vlastnosti voda vstupuje do rostliny z půdy kořenovými chloupky.

Rovněž síla povrchového napětí umožňuje kapilární průtok krve u zvířat a lidí. Voda se podílí na pohybu látek a odstraňování produktů rozpadu z těla.

Ukazuje se, že odpověď na otázku "jaká je role vody v buňce?" Je zcela jednoznačné - je to obrovské. Díky základním vlastnostem molekulární struktury této kapaliny jsou možné všechny základní procesy, bez nichž není život nemyslitelný. Voda pomáhá zvyšovat reaktivitu látek, podporuje tvar buněk a orgánů, podílí se na jejich poskytování se všemi potřebnými, je součástí mnoha chemických reakcí. Voda je zdrojem života a rozhodně není metaforou. Všechny hlavní metabolické procesy jsou spojeny s tím, že je také základem interakce různých sloučenin. Je to kvůli těmto vlastnostem, že voda je látka, která je vyhledávaná nejprve při průzkumu jiných planet, a snaží se pochopit, zda jsou vhodné pro život.