细胞化学

细胞是活生物体的基本组成部分。它们主要由水、有机分子 和无机离子组成。水约占细胞的 70％细胞质中的这种水性环境 对于细胞的结构细胞内发生的 许多反应至关重要。水是一种高极性分子，它会与细胞中的其他极性分子和离子相互作用，但不会与非极性分子和离子相互作用。细胞质的亲水环境促进了 蛋白质的三维结构的形成，非极性氨基酸位于核心，极性氨基酸位于表面。在膜形成的情况下，磷脂的极性头基团 与水相互作用。相反，非极性尾部相互作用，对细胞外部形成一个 疏水屏障。精确缓冲了细胞和细胞腔室中 生物体液的 pH 值。细胞质的 pH 值约为 7.2，由磷酸根离子等分子调节。相反，特殊的细胞区室，溶酶体的 pH 值约为 5。这是因为溶酶体所含的酶 最适宜在酸性环境中发挥作用。细胞中的有机分子包括 碳水化合物、蛋白质、脂质和核苷酸。所有这些不同的大分子 都具有不同的作用。碳水化合物是驱动各种代谢过程 的主要能量来源；然而，细胞也可以 分解蛋白质和脂质作为燃料。蛋白质可以是催化反应的酶，也可以对细胞结构做出贡献。脂质是细胞膜的重要组成部分。另外，这些大分子能够以共价键彼此结合 形成共轭物，例如糖蛋白和糖脂，通常出现在细胞膜中。核苷酸不仅是遗传物质，还与蛋白质结合，形成核蛋白，将 DNA 紧紧地包裹在细胞中。核苷酸三磷酸腺苷 还是 许多细胞过程的能量来源。对细胞功能至关重要的无机离子 包括钠、钾、镁、钙、磷酸盐 和氯化物。尽管这些离子只占细胞质量的不到 1％但它们在细胞内具有不同的作用。例如，诸如钙之类的离子用于在整个细胞中 传递生物信号，而镁 对许多酶的催化活性 必不可少。