Углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты — где находятся в клетке?

Коротко и по делу, где «живут» основные классы биомолекул в клетке:

Углеводы

• На поверхности плазматической мембраны — в составе гликокаликса: цепочки олигосахаридов на гликопротеинах и гликолипидах (внешний слой мембраны).

• Запасные формы:
  — у животных и грибов — гранулы гликогена в цитозоле;
  — у растений и водорослей — зерна крахмала в строме пластид (чаще хлоропластов), иногда в амилопластах.

• Структурные полисахариды: у растений — клеточная стенка (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины); у грибов — хитин; у бактерий — муреин/пептидогликан.

• Растворимые сахара (глюкоза, сахароза и др.) — в цитозоле и вакуолях.

Белки

• Повсеместно: ферменты цитозоля, белки цитоскелета (актин, тубулин), шапероны и т. д.

• Мембранные белки: интегральные и периферические — в плазматической мембране и мембранах органелл (митохондрий, пластид, ЭПС, аппарата Гольджи, лизосом).

• Рибосомы (rRNA + белки): свободные в цитозоле и на шероховатом ЭПС.

• Ядро: гистоны и другие ядерные белки, факторные комплексы.

• Органеллы: ферментные комплексы митохондрий и хлоропластов (включая белки дыхательной цепи и фотосистем).

• Внеклеточно: у животных — белки межклеточного матрикса; у растений — белки клеточной стенки.

Липиды

• Основной «адрес» — мембраны: фосфолипиды, сфинголипиды; у животных ещё холестерин, у хлоропластов — много галактолипидов (тилакоидные мембраны).

• Запасные нейтральные липиды: липидные капли (триацилглицеролы, эфиры стеролов) в цитоплазме.

• Специальные структуры: миелин (у животных тканей), у растений — кутикула (воски), олеосомы семян.

Нуклеиновые кислоты

• ДНК:
  — у эукариот — в ядре (хроматин), а также своя ДНК в митохондриях и хлоропластах;
  — у прокариот — в нуклеоиде (нет ядра), плюс плазмиды.

• РНК:
  — синтез в ядре (mRNA, tRNA, rRNA); нуклеолус — место транскрипции rRNA и сборки субъединиц рибосом;
  — mRNA после экспорта — в цитоплазме/на рибосомах и на шероховатом ЭПС;
  — собственные mRNA/rRNA/tRNA есть в митохондриях и хлоропластах;
  — rRNA — структурная основа рибосом, которые работают в цитозоле и на ЭПС.

Если сравнивать в одном предложении: углеводы — снаружи мембран, в запасах и стенках; белки — везде, где есть функции (ферменты, мембраны, рибосомы, цитоскелет); липиды — прежде всего мембраны и капли запасов; нуклеиновые кислоты — ДНК в ядре/энергетических органеллах (или нуклеоиде у прокариот), РНК — в ядре, рибосомах и цитоплазме.