Metabolismul ca bază a activității vitale a celulei
Sub metabolismul se înțelege în mod constant apariția în celulele organismelor vii metabolism și energie. Unele conexiuni, care și-au îndeplinit funcția, devin inutile, în altele există o nevoie urgentă. În diferitele procese metabolice ale substanțelor simple, compușii cu înaltă moleculară sunt sintetizați cu participarea enzimelor, la rândul lor, moleculele complexe sunt împărțite în cele mai simple.
reacțiile de sinteză biologice sunt numite anabolic (Gr. ridicare anabole) și combinarea acestora într-o celulă anabolism sau metabolism plastic (Gr. plastos modă creată).
Celula ia o cantitate foarte mare de procese de sinteză: lipidelor în reticulul endoplasmic, proteina de pe ribozomi, polizaharide din complexul Golgi în citoplasmă eucariotelor și procariote, hidrați de carbon în plastidele din plante. Structura macromoleculelor sintetizate are specificitate specifică și individuală. Un set de substanțe specifice celulelor corespunde unei secvențe de nucleotide ADN care constituie genotipul. Pentru a asigura reacțiile de sinteză a celulei necesită o cheltuială semnificativă de energie obținută prin împărțirea substanțelor.
Setul de reacții de scindare a moleculelor complexe în cele mai simple se numește catabolism (distrugerea Gk. Katabole) sau metabolismul energetic. Exemple de astfel de reacții este clivajul lipide, polizaharide, proteine și acizi nucleici din lizozomi precum și carbohidrați simpli și acizi grași în mitocondrii.
Ca urmare a catabolismului, energia este eliberată. O parte substanțială a acesteia este stocată sub formă de legături chimice de înaltă eficiență ale ATP. Rezervele ATP permit organismului să furnizeze rapid și eficient diverse procese de viață.
Moleculele de proteine funcționează în organism de la câteva ore până la câteva zile. În această perioadă, încălcările se acumulează în ele, iar proteinele devin nepotrivite pentru îndeplinirea funcțiilor lor. Acestea sunt împărțite și înlocuite de cele noi sintetizate. Structurile celulare necesită o actualizare constantă.
Schimburile de energie și de energie sunt inseparabil interdependente. Procesele de divizare oferă energie pentru procesele de sinteză și furnizează, de asemenea, materialele de construcție necesare pentru sinteză. Metabolismul corect menține coerența compoziției chimice a sistemelor biologice, mediul lor intern. Capacitatea organismelor de a menține neschimbate parametrii interni se numește homeostază. Procesele de metabolizare apar în conformitate cu programul genetic al celulei, realizându-i informațiile ereditare.
Metabolismul energetic în celulă. Sinteza ATP
Omul și animalele primesc energie prin oxidarea compușilor organici proveniți din alimente. Oxidarea biologică a substanțelor este, de fapt, o ardere lentă. Produsele finale de ardere a lemnului (celuloză), dioxid de carbon și apă. Oxidarea completă a substanțelor organice (carbohidrați și lipide) în celule se produce, de asemenea, înainte de apă și dioxid de carbon. Spre deosebire de combustie, procesul de oxidare biologica are loc treptat. Energia eliberată este, de asemenea, stocată treptat sub formă de legături chimice ale compușilor sintetizați. Unele dintre ele sunt împrăștiate în celule, susținând temperatura necesară pentru viață.
sinteza ATP se produce în principal în mitocondrii (plantele încă în cloroplaste) și este asigurată în principal de energia eliberată în timpul clivajului glucozei, dar se poate utiliza alt compus simplu organic zahăr, acid gras, și așa mai departe.
Glicoliză. Procesul de divizare a glucozei în organismele vii se numește glicoliză (glicemie greacă dulce + liză descompunere). Să luăm în considerare etapele sale de bază.
La prima etapă preliminară a lizozomilor se formează molecule organice simple prin scindarea di- și polizaharidelor. Cantitatea mică de energie eliberată în timpul acestui proces se disipează sub formă de căldură.
A doua etapă a glicolizei apare în citoplasmă fără participarea oxigenului și se numește glicoliza anaerobă anaică fără aer + prin oxidarea incompletă a glucozei fără participarea oxigenului.
Glicoliza anoxică este un proces complex în mai multe etape, alcătuit din zece reacții consecutive. Fiecare reacție este catalizată de o enzimă specială. Ca rezultat, glucoza este împărțită în acid piruvic (PVC):
C6H12O6 (glucoză) + 2H3P04 + 2ADP = 2C3H403 (PVK) + 2ATF + 2H20
Glucoza în acest proces nu numai că se descompune, dar, de asemenea, se oxidează (pierde atomi de hidrogen). În mușchii omului și animalelor, două molecule de PVK, care acumulează atomi de hidrogen, sunt reduse la acidul lactic C3H6O3. Același produs de glicoliză se termină în bacterii lactice și fungi utilizate pentru prepararea iaurt, lapte bătut, lapte bătut, și atunci când însilozarea hranei în creșterea animalelor. Procesul de conversie a PVK în celulele microorganismelor și plantelor în produse finale stabile se numește fermentație.
Astfel, fungi de drojdie s-au împărțit PVK în alcool etilic și dioxid de carbon. Acest proces, numit fermentare de alcool, este folosit pentru gătitul de kvass, bere și vin. Fermentarea altor microorganisme se finalizează prin formarea de acetonă, acid acetic etc.
Principalul rezultat al glicolizei anaerobe în toate organismele este formarea a două molecule ATP. Energia eliberată în timpul defalcării glucozei este relativ mică, de 200 kJ / mol. St
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: