Ο ρόλος του μορίου ATP στον ενεργειακό μεταβολισμό. Μακροεργικές ενώσεις Στο μόριο σχηματίζονται μακροεργικοί δεσμοί

Οποιαδήποτε κίνηση ή σκέψη μας απαιτεί ενέργεια από το σώμα. Αυτή η δύναμη αποθηκεύεται σε κάθε κύτταρο του σώματος και τη συσσωρεύει σε βιομόρια με τη βοήθεια δεσμών υψηλής ενέργειας. Αυτά τα μόρια της μπαταρίας είναι που παρέχουν όλες τις ζωτικές διαδικασίες. Η συνεχής ανταλλαγή ενέργειας μέσα στα κύτταρα καθορίζει την ίδια τη ζωή. Τι είναι αυτά τα βιομόρια με δεσμούς υψηλής ενέργειας, από πού προέρχονται και τι συμβαίνει με την ενέργειά τους σε κάθε κύτταρο του σώματός μας - αυτό είναι το θέμα αυτού του άρθρου.

Βιολογικοί μεσολαβητές

Σε κανέναν οργανισμό, η ενέργεια δεν μεταφέρεται απευθείας από έναν παράγοντα παραγωγής ενέργειας σε έναν βιολογικό καταναλωτή ενέργειας. Όταν σπάνε οι ενδομοριακοί δεσμοί των προϊόντων διατροφής, η δυναμική ενέργεια των χημικών ενώσεων απελευθερώνεται, υπερβαίνοντας κατά πολύ την ικανότητα των ενδοκυτταρικών ενζυματικών συστημάτων να τη χρησιμοποιούν. Γι' αυτό, στα βιολογικά συστήματα, η απελευθέρωση πιθανών χημικών ουσιών συμβαίνει βήμα προς βήμα με τη σταδιακή μετατροπή τους σε ενέργεια και τη συσσώρευσή της σε ενώσεις και δεσμούς υψηλής ενέργειας. Και είναι ακριβώς τα βιομόρια που είναι ικανά για τέτοια συσσώρευση ενέργειας που ονομάζονται υψηλής ενέργειας.

Ποιες συνδέσεις ονομάζονται μακροεργικές;

Το επίπεδο ελεύθερης ενέργειας των 12,5 kJ / mol, το οποίο σχηματίζεται κατά το σχηματισμό ή την αποσύνθεση ενός χημικού δεσμού, θεωρείται φυσιολογικό. Όταν κατά την υδρόλυση ορισμένων ουσιών εμφανίζεται ο σχηματισμός ελεύθερης ενέργειας μεγαλύτερης από 21 kJ / mol, αυτό ονομάζεται δεσμοί υψηλής ενέργειας. Συμβολίζονται με το σύμβολο tilde - ~. Σε αντίθεση με τη φυσική χημεία, όπου ο ομοιοπολικός δεσμός των ατόμων εννοείται με τον δεσμό υψηλής ενέργειας, στη βιολογία σημαίνουν τη διαφορά μεταξύ της ενέργειας των αρχικών παραγόντων και των προϊόντων διάσπασής τους. Δηλαδή, η ενέργεια δεν εντοπίζεται σε συγκεκριμένο χημικό δεσμό ατόμων, αλλά χαρακτηρίζει ολόκληρη την αντίδραση. Στη βιοχημεία, μιλούν για χημική σύζευξη και σχηματισμό μιας ένωσης υψηλής ενέργειας.

Καθολική πηγή βιοενέργειας

Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί στον πλανήτη μας έχουν ένα καθολικό στοιχείο αποθήκευσης ενέργειας - αυτός είναι ο δεσμός υψηλής ενέργειας ATP - ADP - AMP di, μονοφωσφορικό οξύ). Πρόκειται για βιομόρια που αποτελούνται από μια βάση αδενίνης που περιέχει άζωτο συνδεδεμένη με τον υδατάνθρακα ριβόζης και συνδεδεμένα υπολείμματα φωσφορικού οξέος. Κάτω από τη δράση του νερού και του ενζύμου περιορισμού, το μόριο τριφωσφορικού οξέος αδενοσίνης (C 10 H 16 N 5 O 13 P 3) μπορεί να αποσυντεθεί σε μόριο διφωσφορικού οξέος αδενοσίνης και ορθοφωσφορικό οξύ. Αυτή η αντίδραση συνοδεύεται από την απελευθέρωση ελεύθερης ενέργειας της τάξης των 30,5 kJ / mol. Όλες οι ζωτικές διεργασίες σε κάθε κύτταρο του σώματός μας συμβαίνουν κατά τη συσσώρευση ενέργειας στο ATP και τη χρήση του όταν σπάνε οι δεσμοί μεταξύ των υπολειμμάτων του φωσφορικού οξέος.

Δότρια και δέκτης

Οι ενώσεις υψηλής ενέργειας περιλαμβάνουν επίσης ουσίες με μεγάλα ονόματα που μπορούν να σχηματίσουν μόρια ATP σε αντιδράσεις υδρόλυσης (για παράδειγμα, πυροφωσφορικά και πυροσταφυλικά οξέα, συνένζυμα ηλεκτρυλίου, παράγωγα αμινοακυλίου ριβονουκλεϊκών οξέων). Όλες αυτές οι ενώσεις περιέχουν άτομα φωσφόρου (P) και θείου (S), μεταξύ των οποίων υπάρχουν δεσμοί υψηλής ενέργειας. Είναι η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρρηξη του δεσμού υψηλής ενέργειας στο ATP (δότης) που απορροφάται από το κύτταρο κατά τη σύνθεση των δικών του οργανικών ενώσεων. Και ταυτόχρονα, τα αποθέματα αυτών των δεσμών αναπληρώνονται συνεχώς με τη συσσώρευση ενέργειας (δέκτη) που απελευθερώνεται κατά την υδρόλυση των μακρομορίων. Σε κάθε κύτταρο του ανθρώπινου σώματος, αυτές οι διεργασίες συμβαίνουν στα μιτοχόνδρια, ενώ η διάρκεια ύπαρξης του ATP είναι μικρότερη από 1 λεπτό. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, το σώμα μας συνθέτει περίπου 40 κιλά ATP, τα οποία περνούν έως και 3 χιλιάδες κύκλους αποσύνθεσης ο καθένας. Και ανά πάσα στιγμή, περίπου 250 γραμμάρια ATP υπάρχουν στο σώμα μας.

Λειτουργίες βιομορίων υψηλής ενέργειας

Εκτός από τη λειτουργία του δότη και του δέκτη ενέργειας στις διαδικασίες αποσύνθεσης και σύνθεσης ενώσεων υψηλού μοριακού βάρους, τα μόρια ATP παίζουν αρκετούς ακόμη πολύ σημαντικούς ρόλους στα κύτταρα. Η ενέργεια της διάσπασης των δεσμών υψηλής ενέργειας χρησιμοποιείται στις διαδικασίες παραγωγής θερμότητας, μηχανικής εργασίας, συσσώρευσης ηλεκτρικής ενέργειας και φωταύγειας. Στην περίπτωση αυτή, ο μετασχηματισμός της ενέργειας των χημικών δεσμών σε θερμικούς, ηλεκτρικούς, μηχανικούς ταυτόχρονα χρησιμεύει ως στάδιο ανταλλαγής ενέργειας με την επακόλουθη αποθήκευση του ATP στους ίδιους μακροενεργητικούς δεσμούς. Όλες αυτές οι διεργασίες στο κύτταρο ονομάζονται πλαστικές και ενεργειακές ανταλλαγές (διάγραμμα στο σχήμα). Τα μόρια ATP δρουν επίσης ως συνένζυμα, ρυθμίζοντας τη δραστηριότητα ορισμένων ενζύμων. Επιπλέον, το ATP μπορεί επίσης να είναι ένας μεσολαβητής, ένας παράγοντας σηματοδότησης στις συνάψεις των νευρικών κυττάρων.

Η ροή ενέργειας και ύλης στο κύτταρο

Έτσι, το ATP στο κύτταρο κατέχει κεντρική και κύρια θέση στην ανταλλαγή της ύλης. Οι αντιδράσεις με τις οποίες προκύπτει και αποσυντίθεται το ATP είναι αρκετά πολλές και υπόστρωμα, υδρόλυση). Οι βιοχημικές αντιδράσεις της σύνθεσης αυτών των μορίων είναι αναστρέψιμες· υπό ορισμένες συνθήκες, μετατοπίζονται στα κύτταρα προς τη σύνθεση ή την αποσύνθεση. Οι διαδρομές αυτών των αντιδράσεων διαφέρουν ως προς τον αριθμό των μετασχηματισμών των ουσιών, τον τύπο των οξειδωτικών διεργασιών, τις μεθόδους σύζευξης των αντιδράσεων που τροφοδοτούν και καταναλώνουν ενέργεια. Κάθε διαδικασία έχει σαφείς προσαρμογές στην επεξεργασία ενός συγκεκριμένου τύπου «καυσίμου» και τα δικά της όρια απόδοσης.

Σήμα αποτελεσματικότητας

Οι δείκτες της αποδοτικότητας της μετατροπής ενέργειας στα βιοσυστήματα είναι μικροί και υπολογίζονται σε τυπικές τιμές της απόδοσης (ο λόγος της χρήσιμης ενέργειας που δαπανάται για την απόδοση της εργασίας προς τη συνολική ενέργεια που δαπανάται). Όμως, για να εξασφαλιστεί η απόδοση των βιολογικών λειτουργιών, το κόστος είναι πολύ μεγάλο. Για παράδειγμα, ένας δρομέας, ανά μονάδα μάζας, ξοδεύει τόση ενέργεια όση ένα μεγάλο υπερωκεάνιο. Ακόμη και σε κατάσταση ηρεμίας, η διατήρηση της ζωής του σώματος είναι σκληρή δουλειά και δαπανώνται περίπου 8 χιλιάδες kJ / mol για αυτό. Ταυτόχρονα, περίπου 1,8 χιλιάδες kJ / mol δαπανώνται για τη σύνθεση πρωτεϊνών, 1,1 χιλιάδες kJ / mol για το έργο της καρδιάς, αλλά έως και 3,8 χιλιάδες J / mol για τη σύνθεση του ATP.

Σύστημα αδενυλικών κυττάρων

Είναι ένα σύστημα που περιλαμβάνει το άθροισμα όλων των ATP, ADP και AMP στο κελί σε μια δεδομένη χρονική περίοδο. Αυτή η τιμή και η αναλογία των συστατικών καθορίζουν την ενεργειακή κατάσταση της κυψέλης. Το σύστημα αξιολογείται ως προς το ενεργειακό φορτίο του συστήματος (ο λόγος των φωσφορικών ομάδων προς το υπόλειμμα αδενοσίνης). Εάν υπάρχει μόνο ATP στην κυψέλη, έχει την υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση (δείκτης -1), εάν μόνο το AMP είναι η ελάχιστη κατάσταση (δείκτης - 0). Στα ζωντανά κύτταρα διατηρούνται συνήθως τιμές 0,7-0,9. Η σταθερότητα της ενεργειακής κατάστασης του κυττάρου καθορίζει τον ρυθμό των ενζυματικών αντιδράσεων και τη διατήρηση ενός βέλτιστου επιπέδου ζωτικής δραστηριότητας.

Και λίγα για τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής

Όπως ήδη αναφέρθηκε, η σύνθεση ATP συμβαίνει σε εξειδικευμένα κυτταρικά οργανίδια - μιτοχόνδρια. Και σήμερα, μεταξύ των βιολόγων, υπάρχει μια συζήτηση σχετικά με την προέλευση αυτών των εκπληκτικών δομών. Τα μιτοχόνδρια είναι οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας του κυττάρου, το «καύσιμο» για το οποίο είναι οι πρωτεΐνες, τα λίπη, το γλυκογόνο και η ηλεκτρική ενέργεια - μόρια ATP, η σύνθεση των οποίων γίνεται με τη συμμετοχή οξυγόνου. Μπορούμε να πούμε ότι αναπνέουμε για να λειτουργήσουν τα μιτοχόνδρια. Όσο περισσότερη δουλειά έχουν να κάνουν τα κύτταρα, τόσο περισσότερη ενέργεια χρειάζονται. Διαβάστε - ATP, που σημαίνει μιτοχόνδρια.

Για παράδειγμα, σε έναν επαγγελματία αθλητή, οι σκελετικοί μύες περιέχουν περίπου το 12% των μιτοχονδρίων και σε έναν μη αθλητικό λαϊκό, ο αριθμός τους είναι ο μισός. Όμως στον καρδιακό μυ ο ρυθμός τους είναι 25%. Οι σύγχρονες μέθοδοι προπόνησης για αθλητές, ειδικά για δρομείς μαραθωνίου, βασίζονται στους δείκτες MCP (μέγιστη κατανάλωση οξυγόνου), που εξαρτάται άμεσα από τον αριθμό των μιτοχονδρίων και την ικανότητα των μυών να εκτελούν παρατεταμένα φορτία. Τα κορυφαία προγράμματα προπόνησης για επαγγελματικά αθλήματα στοχεύουν στην τόνωση της μιτοχονδριακής σύνθεσης στα μυϊκά κύτταρα.

Πρακτικό μάθημα νούμερο 15.

Εργασία για το μάθημα νούμερο 15.

Θέμα: ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ.

Συνάφεια του θέματος.

Η βιολογική οξείδωση είναι ένα σύνολο ενζυματικών διεργασιών που συμβαίνουν σε κάθε κύτταρο, ως αποτέλεσμα των οποίων μόρια υδατανθράκων, λιπών και αμινοξέων διασπώνται, τελικά, σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό, και η απελευθερωμένη ενέργεια αποθηκεύεται από το κύτταρο με τη μορφή του τριφωσφορικού οξέος αδενοσίνης (ATP) και στη συνέχεια χρησιμοποιείται στη ζωή του σώματος (βιοσύνθεση μορίων, διαδικασία κυτταρικής διαίρεσης, μυϊκή σύσπαση, ενεργή μεταφορά, παραγωγή θερμότητας κ.λπ.). Ο γιατρός θα πρέπει να γνωρίζει την ύπαρξη υποενεργειακών καταστάσεων στις οποίες μειώνεται η σύνθεση του ATP. Ταυτόχρονα, υποφέρουν όλες οι ζωτικές διεργασίες, οι οποίες προχωρούν στη χρήση ενέργειας που αποθηκεύεται με τη μορφή δεσμών ATP υψηλής ενέργειας. Η πιο κοινή αιτία υποενεργειακών καταστάσεων είναι υποξία των ιστώνσχετίζεται με μείωση της συγκέντρωσης οξυγόνου στον αέρα, διαταραχή του καρδιαγγειακού και αναπνευστικού συστήματος, αναιμίες ποικίλης προέλευσης. Επιπλέον, υποενεργειακές καταστάσεις μπορεί να προκληθούν από υποβιταμίνωσησχετίζεται με παραβίαση της δομικής και λειτουργικής κατάστασης των ενζυμικών συστημάτων που εμπλέκονται στη διαδικασία της βιολογικής οξείδωσης, καθώς και πείνα, που οδηγεί στην απουσία υποστρωμάτων αναπνοής ιστών. Επιπλέον, στη διαδικασία της βιολογικής οξείδωσης, σχηματίζονται αντιδραστικά είδη οξυγόνου, τα οποία πυροδοτούν τις διεργασίες υπεροξείδωσηλιπίδια των βιολογικών μεμβρανών. Είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τους μηχανισμούς άμυνας του οργανισμού έναντι αυτών των μορφών (ένζυμα, φάρμακα που έχουν σταθεροποιητική δράση της μεμβράνης - αντιοξειδωτικά).

Εκπαιδευτικοί και εκπαιδευτικοί στόχοι:

Ο γενικός στόχος του μαθήματος: να ενσταλάξει γνώσεις σχετικά με την πορεία της βιολογικής οξείδωσης, ως αποτέλεσμα της οποίας έως και το 70-8% της ενέργειας σχηματίζεται με τη μορφή ATP, καθώς και για το σχηματισμό ενεργών ειδών οξυγόνου και τους καταστροφική επίδραση στο σώμα.

Ιδιωτικοί στόχοι: να είναι σε θέση να προσδιορίσει την υπεροξειδάση στο χρένο, τις πατάτες. δραστηριότητα της μυϊκής αφυδρογονάσης ηλεκτρικής.

1. Έλεγχος εισροών γνώσης:

1.1. Δοκιμές.

1.2. Προφορική έρευνα.

2. Οι κύριες ερωτήσεις του θέματος:

2.1. Η έννοια του μεταβολισμού. Αναβολικές και καταβολικές διεργασίες και η σχέση τους.

2.2. Μακροεργικές ενώσεις. Το ATP είναι ένας ευέλικτος συσσωρευτής και πηγή ενέργειας στο σώμα. Κύκλος ATP-ADP. Ενεργειακό φορτίο του κυττάρου.

2.3. Μεταβολικά στάδια. Βιολογική οξείδωση (αναπνοή ιστού). Χαρακτηριστικά της βιολογικής οξείδωσης.

2.4. Πρωτογενείς δέκτες πρωτονίων και ηλεκτρονίων υδρογόνου.

2.5. Οργάνωση αναπνευστικής αλυσίδας. Φορείς αναπνευστικής αλυσίδας (CPE).

2.6. Οξειδωτική φωσφορυλίωση της ADP. Ο μηχανισμός σύζευξης οξείδωσης και φωσφορυλίωσης. Οξειδωτικός συντελεστής φωσφορυλίωσης (P / O).

2.7. Αναπνευστικός έλεγχος. Διάσταση αναπνοής (οξείδωση) και φωσφορυλίωση (ελεύθερη οξείδωση).

2.8. Σχηματισμός τοξικών μορφών οξυγόνου στο CPE και εξουδετέρωση του υπεροξειδίου του υδρογόνου από το ένζυμο υπεροξειδάση.

Εργαστηριακή και πρακτική εργασία.

3.1. Μέθοδος προσδιορισμού της υπεροξειδάσης στο χρένο.

3.2. Μέθοδος για τον προσδιορισμό της υπεροξειδάσης στις πατάτες.

3.3. Προσδιορισμός της δραστηριότητας της μυϊκής αφυδρογονάσης ηλεκτρικής και ανταγωνιστική αναστολή της δράσης της.

Έλεγχος εξόδου.

4.1. Δοκιμές.

4.2. Εργασίες κατάστασης.

5. Λογοτεχνία:

5.1. Υλικό διάλεξης.

5.2. Nikolaev A.Ya. Βιολογική χημεία.-Μ .: Ανώτερη σχολή, 1989., σσ. 199-212, 223-228.

5.3. Berezov T.T., Korovkin B.F. Βιολογική χημεία. - Μ.: Ιατρική, 1990. S. 224-225.

5.4. Kushmanova O.D., Ivchenko G.M. Οδηγός πρακτικής εκπαίδευσης στη βιοχημεία.- Μ .: Ιατρική, 1983, εργασία. 38.

2. Οι κύριες ερωτήσεις του θέματος.

2.1. Η έννοια του μεταβολισμού. Αναβολικές και καταβολικές διεργασίες και η σχέση τους.

Οι ζωντανοί οργανισμοί βρίσκονται σε συνεχή και άρρηκτη σύνδεση με το περιβάλλον.

Αυτή η σύνδεση πραγματοποιείται στη διαδικασία του μεταβολισμού.

Μεταβολισμός (μεταβολισμός) – το σύνολο όλων των αντιδράσεων στο σώμα.

Ενδιάμεσος μεταβολισμός (ενδοκυτταρικός μεταβολισμός) - περιλαμβάνει 2 τύπους αντιδράσεων: τον καταβολισμό και τον αναβολισμό.

Καταβολισμός- τη διαδικασία αποσύνθεσης οργανικών ουσιών σε τελικά προϊόντα (CO 2, H 2 O και ουρία). Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει μεταβολίτες που σχηματίζονται τόσο κατά την πέψη όσο και κατά τη διάσπαση των δομικών και λειτουργικών συστατικών των κυττάρων.

Οι διεργασίες του καταβολισμού στα κύτταρα του σώματος συνοδεύονται από την κατανάλωση οξυγόνου, το οποίο είναι απαραίτητο για τις αντιδράσεις οξείδωσης. Ως αποτέλεσμα των καταβολικών αντιδράσεων, απελευθερώνεται ενέργεια (εξεργονικές αντιδράσεις), την οποία χρειάζεται το σώμα για τις ζωτικές του λειτουργίες.

Αναβολισμός- σύνθεση σύνθετων ουσιών από απλές. Στις αναβολικές διεργασίες χρησιμοποιείται ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τον καταβολισμό (ενεργονικές αντιδράσεις).

Οι πηγές ενέργειας για τον οργανισμό είναι οι πρωτεΐνες, τα λίπη και οι υδατάνθρακες. Η ενέργεια που περιέχεται στους χημικούς δεσμούς αυτών των ενώσεων μετασχηματίστηκε από την ηλιακή ενέργεια στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης.

Μακροεργικές ενώσεις. Το ATP είναι ένας ευέλικτος συσσωρευτής και πηγή ενέργειας στο σώμα. Κύκλος ATP-ADP. Ενεργειακό φορτίο του κυττάρου.

ATF– είναι μια ένωση υψηλής ενέργειας που περιέχει συνδέσεις υψηλής ενέργειας. Η υδρόλυση του τερματικού φωσφορικού δεσμού απελευθερώνει περίπου 20 kJ / mol ενέργειας.

Οι ενώσεις υψηλής ενέργειας περιλαμβάνουν GTP, CTP, UTP, φωσφορική κρεατίνη, φωσφορικό καρβαμοϋλ, κ.λπ. Χρησιμοποιούνται στον οργανισμό για τη σύνθεση του ATP. Για παράδειγμα, GTP + ADP à HDF + ATF

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται φωσφορυλίωση υποστρώματος- εξωοργανικές αντιδράσεις. Με τη σειρά τους, όλες αυτές οι ενώσεις υψηλής ενέργειας σχηματίζονται χρησιμοποιώντας την ελεύθερη ενέργεια της τερματικής φωσφορικής ομάδας του ATP. Τέλος, η ενέργεια ATP χρησιμοποιείται για την εκτέλεση διαφόρων τύπων εργασιών στο σώμα:

Μηχανική (συστολή των μυών);

Ηλεκτρικό (αγωγός νευρικής ώθησης).

Χημική (σύνθεση ουσιών);

Οσμωτική (ενεργή μεταφορά ουσιών μέσω της μεμβράνης) - ενεργονικές αντιδράσεις.

Έτσι, το ATP είναι ο κύριος, άμεσα χρησιμοποιούμενος δότης ενέργειας στον οργανισμό. Το ATP είναι κεντρικό στις ενεργονικές και εξεργογικές αποκρίσεις.

Στο ανθρώπινο σώμα σχηματίζεται ποσότητα ATP ίση με το σωματικό βάρος και όλη αυτή η ενέργεια καταστρέφεται κάθε 24 ώρες. 1 μόριο ATP «ζει» στο κύτταρο για περίπου ένα λεπτό.

Η χρήση του ATP ως πηγής ενέργειας είναι δυνατή μόνο υπό την προϋπόθεση της συνεχούς σύνθεσης του ATP από το ADP λόγω της ενέργειας οξείδωσης των οργανικών ενώσεων. Ο κύκλος ATP-ADP είναι ο κύριος μηχανισμός ανταλλαγής ενέργειας στα βιολογικά συστήματα και το ATP είναι το παγκόσμιο «ενεργειακό νόμισμα».

Κάθε στοιχείο έχει ένα ηλεκτρικό φορτίο, το οποίο είναι ίσο με

[ATP] + ½ [ADP]

[ATP] + [ADP] + [AMP]

Εάν το φορτίο του κυττάρου είναι 0,8-0,9, τότε στο κελί ολόκληρο το ταμείο αδενυλίου παρουσιάζεται με τη μορφή ATP (το κύτταρο είναι κορεσμένο με ενέργεια και η διαδικασία σύνθεσης του ATP δεν συμβαίνει).

Καθώς η ενέργεια εξαντλείται, το ATP μετατρέπεται σε ADP, το φορτίο της κυψέλης γίνεται ίσο με 0 και η σύνθεση ATP ξεκινά αυτόματα.

Σε προηγούμενα άρθρα, αναφέραμε ότι οι υδατάνθρακες, λίπη και πρωτεΐνεςμπορεί να χρησιμοποιηθεί από τα κύτταρα για τη σύνθεση μεγάλων ποσοτήτων τριφωσφορικής αδενοσίνης, η οποία είναι πηγή ενέργειας για όλες σχεδόν τις κυτταρικές λειτουργίες. Για το λόγο αυτό, το ATP μπορεί να θεωρηθεί το «ενεργειακό νόμισμα» των κυτταρικών μεταβολικών διεργασιών, οι οποίες μπορούν να πραγματοποιηθούν μόνο μέσω ATP (ή παρόμοιας ουσίας που διαφέρει από το ATP σε νουκλεοτίδιο - φωσφάγο γουανοσίνης). Για πληροφορίες σχετικά με τις ιδιότητες του ATP, δείτε το Κεφάλαιο 2.

χαρακτηριστικό ATF, που το καθιστά εξαιρετικά σημαντικό στις διαδικασίες παροχής ενέργειας, είναι η απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας ελεύθερης ενέργειας (περίπου 7300 θερμίδες ή 7,3 Kcal ανά 1 mol υπό τυπικές συνθήκες ή περισσότερες από 12000 θερμίδες υπό φυσιολογικές συνθήκες), που αποδίδεται σε καθένας από τους δύο υψηλής ενέργειας φωσφορικούς δεσμούς. Η ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση κάθε δεσμού ATP υψηλής ενέργειας είναι επαρκής για να εξασφαλίσει κάθε στάδιο οποιασδήποτε χημικής αντίδρασης που συμβαίνει στο σώμα. Ορισμένες χημικές αντιδράσεις που απαιτούν ενέργεια ATP χρησιμοποιούν μόνο μερικές εκατοντάδες από τις διαθέσιμες 12.000 θερμίδες και η υπόλοιπη ενέργεια διαχέεται ως θερμότητα.

ATFσχηματίζεται κατά την οξείδωση υδατανθράκων, λιπών και πρωτεϊνών. Σε προηγούμενα άρθρα, μιλήσαμε για τη μετατροπή της ενέργειας που υπάρχει στα θρεπτικά συστατικά σε ενέργεια ATP. Εν ολίγοις, το ATP σχηματίζεται υπό τις ακόλουθες συνθήκες.

1. Οξείδωση υδατανθράκων, κυρίως γλυκόζης, και οξείδωση άλλων σακχάρων, αλλά σε μικρότερες ποσότητες, για παράδειγμα, οξείδωση φρουκτόζης. Αυτές οι διεργασίες παρατηρούνται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων κατά τις αναερόβιες διεργασίες γλυκόλυσης και στα μιτοχόνδρια κατά την αερόβια οξείδωση στον κύκλο του κιτρικού οξέος (κύκλος Krebs).
2. Οξείδωση λιπαρών οξέων στα μιτοχόνδρια των κυττάρων κατά τη βήτα-οξείδωση.
3. Οξείδωση πρωτεϊνών, που πρέπει πρώτα να υδρολυθούν σε αμινοξέα με επακόλουθη διάσπαση των αμινοξέων σε ενδιάμεσα προϊόντα του κύκλου του κιτρικού οξέος και μετά σε ακετυλο-CoA και διοξείδιο του άνθρακα.

ATF- πηγή ενέργειας για τη σύνθεση των πιο σημαντικών συστατικών του κυττάρου. Οι πιο σημαντικές διεργασίες που απαιτούν ενέργεια ATP είναι ο σχηματισμός πεπτιδικών δεσμών μεταξύ μορίων αμινοξέων σε σχέση με την πρωτεϊνοσύνθεση. Ανάλογα με τον τύπο των αμινοξέων που εισέρχονται στην αντίδραση, κάθε σχηματιζόμενος πεπτιδικός δεσμός περιέχει από 500 έως 5000 k / mol. Θυμηθείτε ότι η ενέργεια τεσσάρων φωσφορικών δεσμών υψηλής ενέργειας καταναλώνεται για την παροχή ενός καταρράκτη αντιδράσεων που σχηματίζουν κάθε πεπτιδικό δεσμό. Αυτό απαιτεί συνολικά 48.000 θερμίδες, που είναι σημαντικά περισσότερες από τις 500-5.000 θερμίδες που αποθηκεύονται σε κάθε πεπτιδικό δεσμό.

Ενέργεια ATPχρησιμοποιείται για τη σύνθεση γλυκόζης από γαλακτικό οξύ και τη σύνθεση λιπαρών οξέων από ακετυλο-CoA. Επιπλέον, καταναλώνεται ενέργεια για το σχηματισμό χοληστερόλης, φωσφολιπιδίων, ορμονών και άλλων ουσιών στο σώμα. Ακόμη και η ουρία που εκκρίνεται από τα νεφρά απαιτεί ενέργεια ATP για να παράγεται από αμμωνία. Έχοντας κατά νου την ακραία τοξικότητα της αμμωνίας, μπορεί κανείς να κατανοήσει τη σημασία και την αξία αυτής της αντίδρασης, η οποία διατηρεί τη συγκέντρωση αμμωνίας στον οργανισμό σε πολύ χαμηλό επίπεδο.

ATFπαρέχει ενέργεια για τη σύσπαση των μυών. Η συστολή των μυών είναι αδύνατη χωρίς ενέργεια ATP. Η μυοσίνη, μια από τις σημαντικές συσταλτικές πρωτεΐνες των μυϊκών ινών, δρα ως ένζυμο που προκαλεί τη διάσπαση του ATP σε ADP, απελευθερώνοντας την ενέργεια που απαιτείται για τη σύσπαση των μυών. Ελλείψει μυϊκής συστολής, συνήθως διασπάται μια πολύ μικρή ποσότητα ATP, αλλά αυτό το επίπεδο κατανάλωσης ATP μπορεί να αυξηθεί έως και 150 φορές (σε σύγκριση με την ανάπαυση) κατά τη διάρκεια μιας σύντομης περιόδου μέγιστης δραστηριότητας (ο μηχανισμός με τον οποίο η ενέργεια ATP είναι χρησιμοποιείται για την πρόκληση μυϊκής συστολής).

ATFπαρέχει ενέργεια για ενεργή μεταφορά μέσω των μεμβρανών. Η ενεργός μεταφορά των περισσότερων ηλεκτρολυτών και ουσιών, όπως η γλυκόζη, τα αμινοξέα και το ακετοξικό οξύ, μπορεί να πραγματοποιηθεί έναντι ηλεκτροχημικής βαθμίδας, ακόμη και αν η φυσική διάχυση πρέπει να πραγματοποιηθεί κατά μήκος μιας ηλεκτροχημικής βαθμίδας. Η αντιμετώπισή του απαιτεί τη δαπάνη ενέργειας, η οποία παρέχεται από την ATP.

Ασίας-Ειρηνικούπαρέχει ενέργεια για τις διαδικασίες έκκρισης. Σύμφωνα με τους ίδιους κανόνες με την απορρόφηση ουσιών έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης, πραγματοποιούνται οι διαδικασίες έκκρισης στους αδένες, αφού απαιτείται και ενέργεια για τη συγκέντρωση ουσιών.

ATFπαρέχει ενέργεια για τη διέγερση κατά μήκος των νεύρων. Η ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη διεξαγωγή μιας νευρικής ώθησης είναι ένα παράγωγο της δυναμικής ενέργειας που αποθηκεύεται με τη μορφή διαφοράς στη συγκέντρωση ιόντων και στις δύο πλευρές της μεμβράνης της νευρικής ίνας. Έτσι, μια υψηλή συγκέντρωση ιόντων καλίου μέσα σε μια ίνα και μια χαμηλή συγκέντρωση έξω είναι ένα είδος μεθόδου αποθήκευσης ενέργειας. Η υψηλή συγκέντρωση ιόντων νατρίου στην εξωτερική επιφάνεια της μεμβράνης και η χαμηλή συγκέντρωση στο εσωτερικό αντιπροσωπεύουν ένα άλλο παράδειγμα ενός τρόπου αποθήκευσης ενέργειας. Η ενέργεια που απαιτείται για τη διεξαγωγή κάθε δυναμικού δράσης κατά μήκος της μεμβράνης των ινών είναι ένα παράγωγο της αποθηκευμένης ενέργειας όταν μια μικρή ποσότητα καλίου φεύγει από το κύτταρο και ένα ρεύμα ιόντων νατρίου εισέρχεται στο κύτταρο.

Ωστόσο, το ενεργό σύστημα μεταφορών, τροφοδοτείται από την ATP, επιστρέφει τα μετατοπισμένα ιόντα στην αρχική τους θέση σε σχέση με τη μεμβράνη των ινών.

Μέγεθος: px

Έναρξη εμφάνισης από τη σελίδα:

Αντίγραφο

1 Ενέργεια κυττάρων ATP ADP + F ATP AMP + F F F F + F kJ / mol 32,23 (30,5) F 36,0 33,4 Η πιο διάσημη πηγή ενέργειας στο κύτταρο είναι το ATP. Υπάρχουν δύο δεσμοί υψηλής ενέργειας στο μόριο ATP.

2 Υπάρχουν δύο δεσμοί υψηλής ενέργειας στο μόριο ATP. ATP ADP + F ATP AMP + F F F F + F kJ / mol 32,23 (30,5) F Ορισμένα ένζυμα διασπούν τον δεσμό μεταξύ του τρίτου και του δεύτερου φωσφορικού, άλλα μεταξύ του δεύτερου και του πρώτου. Στη δεύτερη περίπτωση, το πυροφωσφορικό διαχωρίζεται, το οποίο περιέχει επίσης ένα υψηλής ενέργειας 36,0 33,4 (F F - πυροφωσφορικό)

3 Το GTP και το CTP έχουν την ίδια δεσμευτική ενέργεια υψηλής ενέργειας με το ATP. Μακροεργικοί δεσμοί υπάρχουν επίσης σε άλλα μόρια, εκτός από τα τριφωσφορικά νουκλεοτίδια ATP ADP + F ATP AMP + F F F F + F kJ / mol 32,23 (30,5) F 36,0 33,4 GTP GDP + F CTP CDP + F

4 Το συνένζυμο Α είναι δότης/δέκτης ακετυλο (ή ακυλο) ομάδας. Όταν ο δεσμός υψηλής ενέργειας διασπάται, η ενέργεια δαπανάται για τη σύνδεση ακετυλίου/λιπαρού οξέος σε κάποια ουσία. ATP ADP + F ATP AMP + F F F F + F Ακετυλο-CoA kJ / mol 32,23 (30,5) F 36,0 33,4 34,3

5 Το 1,3-διφωσφογλυκερικό και το φωσφοενολοπυροσταφυλικό είναι δότες ενέργειας για την παραγωγή ΑΤΡ σε αναερόβια γλυκόλυση ATP ADP + P ATP AMP + F kJ / mol 32,23 (30,5) Ph Ph Ph Ph + Ph Ακετυλο-CoA 1,3-διφωσφολοπυογλυκερικό Ph. 33,4 34,3 34,1 54,05 (61,9)

6 Η φωσφορική κρεατίνη χρησιμεύει ως δότης ενέργειας κατά τη διάρκεια της συστολής των μυών ATP ADP + F ATP AMP + F kJ / mol 32,23 (30,5) F F F F + F Ακετυλο-CoA 1,3-διφωσφογλυκερικό Φωσφοενολοπυροσταφυλικό κρεατίνη φωσφορική . 42,7 (43,1)

7 Εάν η ενέργεια απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση του μακροεργικού δεσμού, τότε θα πρέπει να δαπανηθεί κατά τον σχηματισμό του. ATP ATP ADP + F AMP + F F F F F + F Ακετυλο-CoA 1,3-διφωσφογλυκερικό φωσφοενολοπυροσταφυλικό κρεατίνη φωσφορική kJ / mol 32,23 (30,5) GTP 36,0 CTP 33,4 34,3 34,1) (41,9) (41,7)

8 Υπάρχουν δύο τρόποι για να αποκτήσετε ένα μόριο με δεσμό υψηλής ενέργειας: ADP + P = ATP Πάρτε ενέργεια για την προσθήκη φωσφορικού (ή ακετυλίου) από μια οργανική ένωση με δεσμό υψηλής ενέργειας. Φωσφορυλίωση υποστρώματος Χρησιμοποιήστε την ενέργεια ενός ιόντος βαθμίδα για την προσθήκη φωσφορικών Οξειδωτική φωσφορυλίωση Η αναερόβια γλυκόλυση είναι ένα παράδειγμα φωσφορυλίωσης υποστρώματος: Πυροσταφυλική γλυκόζη (C6) (2xC3) + 2ATP ... 1,3-διφωσφογλυκερικό + ADP = 3-φωσφογλυκερικό + ATPvateruvate + DPpyvaterute ... ATP

9 Η μέθοδος της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης Η φύση δημιουργήθηκε μόνο για την παραγωγή ΑΤΡ. ADP + F = ATP Πάρτε ενέργεια για την προσθήκη φωσφορικού (ή ακετυλίου) από οργανική ένωση με δεσμό υψηλής ενέργειας. (2xC3) + 2ATP ... 1, 3-διφωσφογλυκερικό + ADP = 3-φωσφογλυκερικό + ATP ... Φωσφοενολοπυροσταφυλικό + ADP = πυροσταφυλικό + ATP

10 Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας του κυττάρου δημιουργείται ως αποτέλεσμα της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης με τη μορφή του δεσμού ATP υψηλής ενέργειας. Αυτή η ενέργεια στη συνέχεια εξαπλώνεται μέσω της φωσφορυλίωσης του υποστρώματος σε άλλα μόρια με δεσμούς υψηλής ενέργειας. Επομένως, το ATP ονομάζεται η καθολική πηγή ενέργειας στο κύτταρο.

11 Για να δημιουργηθεί μια ηλεκτροχημική βαθμίδα ιόντων, * μια μονωτική μεμβράνη, * ένας μηχανισμός και ενέργεια για την άντληση ιόντων, καθώς και * ένας μηχανισμός για τη μετατροπή της ενέργειας μιας βαθμίδας ιόντων σε ενέργεια ενός δεσμού υψηλής ενέργειας. Αυτοί οι μηχανισμοί είναι η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων και η συνθάση ATP ενσωματωμένη στη μεμβράνη. Η ενέργεια των ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για την άντληση πρωτονίων ή ιόντων νατρίου, η μεμβράνη βοηθά στη δημιουργία υψηλής συγκέντρωσης αυτών. Η συνθάση ATP χρησιμοποιεί την ενέργεια της βαθμίδας ιόντων για να συνδέσει φωσφορικό άλας στο ADP.

12 Οι περισσότεροι οργανισμοί χρησιμοποιούν την ενέργεια μιας ηλεκτροχημικής βαθμίδας ιόντων υδρογόνου για οξειδωτική φωσφορυλίωση. ATP + H

13 Ορισμένα είδη αρχαίων για οξειδωτική φωσφορυλίωση χρησιμοποιούν την ενέργεια της ηλεκτροχημικής βαθμίδας των ιόντων νατρίου ATP + Na

14 Σε οργανισμούς που ζουν στη Γη, μπορείτε να βρείτε όλες τις μεταβάσεις των τύπων ενέργειας ATP H + + Na

15 Μετασχηματισμοί των τύπων ενέργειας σε ένα ζωικό κύτταρο ATP H + Ζωικό κύτταρο ζωικό κύτταρο + Na Chain Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων ATP ATP ATP ATP ATP ATP Μιτοχόνδος HH HH rii Λυσοσώματα, Λυσοσώματα, Ενδοσώματα, Προγεννητικά κοκκία Na

16 ATP H Μετασχηματισμοί τύπων ενέργειας σε φυτικό κύτταρο + Na + Κύτταρο φυτικών κυττάρων Φυτική αλυσίδα Μεταφορά ηλεκτρονίων Αλυσίδα ηλεκτρονίων ATP ATP N N N N N Na Na ATP ATP Μιτοχόνδρια Μιτοχόνδρια Χλωροπλάστες Χλωροπλάστες Κενοτόπιο Κενοτόπιο Πλασματική μεμβράνη Πλασματική μεμβράνη

17 Μετασχηματισμός και χρήση ενέργειας στα κύτταρα Χημικός δεσμός Ελαφρύς δεσμός Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων Δυναμικό μεμβράνης Μακροεργικός δεσμός Θερμότητα Διαμεμβρανική μεταφορά ουσιών χαμηλού μοριακού βάρους Μεταβολισμός, μεταφορά, μεταξύ άλλων μέσω της μεμβράνης

18 Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που περιέχεται σε δεσμούς υψηλής ενέργειας σχηματίζεται με τη μορφή ATP στα μιτοχόνδρια, δευτερογενή λυσοσώματα, εξωκυτταρικό περιβάλλον Κυτοσόλιο Μιτοχόνδρια Κύρια μεταβολικά μονοπάτια του ζωικού κυττάρου

19 Το ATP σχηματίζεται στα μιτοχόνδρια με οξειδωτική φωσφορυλίωση. Αυτό το ATP μεταφέρεται από τα μιτοχόνδρια και χρησιμοποιείται σε όλο το κύτταρο Σωληναριακός αυλός Πυρήνας Μιτοχόνδρια Μιτοχόνδρια στα επιθηλιακά κύτταρα των νεφρικών σωληναρίων

20 «Πορτρέτο» μιτοχονδρίων από ηπατοκύτταρο αρουραίου

21 Σχηματική αναπαράσταση μιτοχονδρίων από ηπατοκύτταρα θηλαστικών Υπάρχουν λίγες πρωτεΐνες στην εξωτερική μεμβράνη, πολλές σχηματίζουν κανάλια μέσω των οποίων ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους εισέρχονται στον ενδομεμβρανικό χώρο από το κυτταρόπλασμα. Η εσωτερική μεμβράνη είναι διαπερατή μόνο σε μικρές μη πολικές ουσίες. Περιέχει πρωτεΐνες της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων Η μήτρα περιέχει DNA, RNA, (CPE) και ριβοσώματα μεταφοράς, ένζυμα του κύκλου Krebs και πρωτεΐνες. πολλά άλλα ένζυμα. Εξυπηρετούν πολλαπλές λειτουργίες των μιτοχονδρίων.

22 Το σχήμα των μιτοχονδρίων ποικίλλει. Διαφέρει στα κύτταρα διαφορετικών ιστών του ίδιου είδους και μπορεί να διαφέρει στα κύτταρα των οργανισμών διαφορετικών ειδών Νηματοειδή μιτοχόνδρια στα κύτταρα του εντέρου του σαλιγκαριού Σωληναριακά cristae στα μιτοχόνδρια των κυττάρων του φλοιού των επινεφριδίων ενός θηλαστικού

23 Το σχήμα των μιτοχονδρίων είναι ποικίλο

24 Το σχήμα των μιτοχονδρίων ποικίλλει

25 Το σχήμα των μιτοχονδρίων αλλάζει γρήγορα. Τα μιτοχόνδρια μπορούν να συντηχθούν σε μια μεγαλύτερη δομή ή μπορούν να χωριστούν σε μικρότερες. Αυτά είναι σχέδια ενός μέρους ενός κελιού, που γίνονται σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Μπορεί να φανεί πώς άλλαξε το σχήμα των μιτοχονδρίων και η θέση τους σε σχέση με τον πυρήνα του κυττάρου.

26 Τα κύτταρα δεν μπορούν να αποθηκεύσουν, να αποθηκεύσουν και να μεταφέρουν ATP σε μεγάλες αποστάσεις. Μετακινούν τα μιτοχόνδρια εκεί όπου χρειάζεται το ATP. Πυρηνικός πόρος Μιτοχόνδρια Πυρηνικός φάκελος Πυρηνικός πόρος Πυρήνας ERS Περιοχή σύντηξης μεμβρανών ERS και πυρηνικού φακέλου

27 Η γνωριμία με τη διαδικασία της οξειδωτικής φωσφορυλίωσης ξεκινά με τα συνένζυμα: Μεταφορέας φωσφορικής ομάδας Μεταφορέας ομάδας ακυλίου Μεταφορέας πρωτονίων και ηλεκτρονίων Νικοτιναμίδιο αδενίνη δινουκλεοτίδιο (NAD) Νικοτιναμίδιο αδενίνη δινουκλεοτίδιο φωσφορικό (NADP) OPO2 Flavina adenine dinucleotide (ADF dinu)

28 Ένζυμα του κύκλου Krebs (κύκλος κιτρικού οξέος, κύκλος τρικαρβοξυλικού οξέος) βρίσκονται στη μιτοχονδριακή μήτρα. Διασπούν τις οργανικές ενώσεις σε διοξείδιο του άνθρακα, πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Πυροσταφυλικό ακετύλιο ~ CoA C3 CO2 NAD + Λιπαρά οξέα NAD C4 C4 FADH2 FAD Αμινοξέα NKoA C4 C6 C6 ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ GTP Το μόριο GTP HDF + P C4 σχηματίζεται λόγω φωσφορυλίωσης υποστρώματος NAD + C6 NAD C5 NAD +

29 Το NAD και το FADH2 δωρίζουν ηλεκτρόνια στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων και η ενέργειά τους χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υψηλής συγκέντρωσης πρωτονίων στον διαμεμβρανικό χώρο των μιτοχονδρίων. Acetyl ~ CoA NKoA OVER + OVER FADN2 FAD OVER GTP OVER HDF + F NAD + OVER +

30 Συστατικά της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων και της συνθάσης ATP Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων Διαμεμβρανικός χώρος Σύμπλεγμα κυτόχρωμα C Σύμπλεγμα ουβικινόνης I Σύμπλεγμα αφυδρογονάσης NADH Σύμπλεγμα III b-c1 Σύμπλεγμα IV Μήτρα συνθάσης κυτοχρωματικής οξειδάσης Τα συστατικά CPE μπορούν να δεχτούν ένα ηλεκτρόνιο και να το δώσουν μόνο με τη σειρά η εικόνα.

31 Συστατικά της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων που βρίσκεται στη μεμβράνη: Πρωτεΐνες: Σύμπλεγμα I> 40 πολυπεπτίδια Σύμπλοκο III 9 x 2 πολυπεπτίδια Σύμπλεγμα IV 8 x 2 πολυπεπτίδια Η ουβικινόνη είναι μια λιποδιαλυτή ένωση. Όλα τα συστατικά της μεμβράνης βρίσκονται συνεχώς σε κίνηση και μεταφέρουν ένα ηλεκτρόνιο όταν συναντώνται. Το κυτόχρωμα C είναι ένα πολυπεπτίδιο με M.m που βρίσκεται στον διαμεμβρανικό χώρο. Παίρνει ένα ηλεκτρόνιο και το εγκαταλείπει όταν πλησιάζει τη μεμβράνη.

32 Ένα ηλεκτρόνιο διέρχεται από το CPE και μεταφέρεται στο μοριακό οξυγόνο, συνδέοντάς το, μετατρέπεται σε H2O 10 nm μήτρα του e - H NADH + O2 - FADH2 H2 O

33 Τα σύμπλοκα I, II και III αντλούν πρωτόνια στον διαμεμβρανικό χώρο. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται pH 8 στη μήτρα και pH 4-5 στον διαμεμβρανικό χώρο. Τα πρωτόνια περνούν κατά μήκος της βαθμίδας συγκέντρωσης μέσω της συνθάσης ATP, η ενέργειά τους χρησιμοποιείται για τη σύνδεση φωσφορικού με το ADP. H H + + H + H 10 nm + H + ATP ADP + F

34 Η συνθάση ATP είναι ένα σύνθετο σύμπλεγμα περισσότερων από 20 πολυπεπτιδίων. 3 ADP + P ATP 3 Για να συνδεθεί ένα φωσφορικό ιόν σε ένα μόριο ADP, χρειάζεται η ενέργεια τριών περίπου πρωτονίων. Αλλά τα πρωτόνια χρειάζονται και για άλλες διαδικασίες.

35 Λόγω της ενέργειας των πρωτονίων, οι ουσίες μεταφέρονται μέσω της εσωτερικής μεμβράνης. ADP ATP / ADP ATP αντιμεταφορικό φωσφορικό πυροσταφυλικό, λιπαρά οξέα, αμινοξέα Ca ++

36 Στο καφέ λίπος, αντί του αντιμεταφορέα ATP / ADP, υπάρχει μια πρωτεΐνη που ονομάζεται θερμογενίνη. Δεν μεταφέρει ATP / ADP, αλλά πρωτόνια από τον διαμεμβρανικό χώρο στη μήτρα. Ως αποτέλεσμα της εργασίας του, απελευθερώνεται θερμότητα, αλλά δεν σχηματίζεται ATP. Η + 10 nm

37 Οι λειτουργίες των μιτοχονδρίων ποικίλλουν 1. Οξειδωτική φωσφορυλίωση 2. Θερμορύθμιση (θερμογενίνη) 3. Διάσπαση λιπαρών οξέων και σχηματισμός ακετυλο-κοα 4. Επιμήκυνση των αλυσίδων λιπαρών οξέων 5. Σύνθεση πορφυρινών 6. Προστεροειδοσύνθεση 7 ορμονών ο μεταβολισμός των αμινοξέων 8. Συμμετοχή στην απόπτωση 9. Αντιγραφή, μεταγραφή, μετάφραση

38 Οι πορφυρίνες είναι σημαντικό συστατικό των κυτοχρωμάτων, των αιμοσφαιρινών, των μυοσφαιρινών και της χλωροφύλλης. Οι πορφυρίνες συντίθενται στα μιτοχόνδρια Πρωτοπορφυρίνη IX με τη συμμετοχή του ακετυλικού συνενζύμου Α. Fe ++ Protohem IX Κυτοχρώματα Mg ++ Μυοσφαιρίνη Αιμοσφαιρίνες Χλωροφύλλη

39 Στη μιτοχονδριακή μήτρα των κυττάρων του φλοιού των επινεφριδίων, οι στεροειδείς ορμόνες συντίθενται από τη χοληστερόλη με τη συμμετοχή του ακετυλο-κο Α.

40 Στο παράδειγμα της σύνθεσης στεροειδών ορμονών, μπορεί να φανεί ότι οι μεταβολικές διεργασίες είναι το αποτέλεσμα της κοινής εργασίας πολλών διαμερισμάτων. Κυτταρόλυμα - OOS О ОН С = Н3С Μιτοχόνδρια СН2 СН2 СН2 Μεβαλονικό С ~ СН3 SCoA Ακετυλο-CoA ОН EPS υπεροξίσωμα σκουαλένιο F F О Н2С Φαρνεσυλοπυροφωσφορική χοληστερόλη Στεροειδείς ορμόνες

41 Υπάρχουν συνήθως πολλά μόρια DNA σε κάθε μιτοχόνδριο. Τα διαιρούμενα μιτοχόνδρια έχουν απαραίτητα μόρια DNA, δηλαδή, πριν από τη διαίρεση, τα μιτοχόνδρια διπλασιάζουν τα μόρια DNA τους.

Θέμα 2. 2. Η δομή και η λειτουργία των μιτοχονδρίων. Μιτοχόνδρια θέση σύνθεσης της κύριας ποσότητας ATP στο κύτταρο Σωληναριακός αυλός Πυρήνες Μιτοχόνδρια Μιτοχόνδρια στα επιθηλιακά κύτταρα των νεφρικών σωληναρίων Μιτοχόνδρια

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ http : //www.pereplet.ru/nauka/soros/pdf/9701_009.pdf

Θέμα της διάλεξης: Γενικά μονοπάτια μεταβολισμού και ενέργειας 1 Η βιοενέργεια είναι κλάδος της βιοχημείας που μελετά τους τρόπους απέκκρισης, μετασχηματισμού, συσσώρευσης και χρήσης ενέργειας σε ζωντανούς οργανισμούς 2 Τα κύρια στάδια του καταβολισμού

1. Στους αυτότροφους οργανισμούς περιλαμβάνονται 1) βλεννογόνος 2) ζυμομύκητας 3) πενικίλιες 4) χλωρέλλα ΘΕΜΑ «Ενεργειακός μεταβολισμός» 2. Στη διαδικασία πινοκύτωσης, 1) υγρό 2) αέρια 3) στερεά 4) σβώλοι

1 Κύτταρο, ο κύκλος ζωής του (καθιέρωση αντιστοιχίας) Οι απαντήσεις στις εργασίες είναι μια λέξη, φράση, αριθμός ή ακολουθία λέξεων, αριθμοί. Γράψτε την απάντησή σας χωρίς κενά, κόμματα ή άλλα πρόσθετα

Κύκλος τρικαρβοξυλικών οξέων Kiryukhin D.O. ATP κυτταρόλυση γλυκόλυση πυροσταφυλική γλυκόζη Krebs κύκλος NADH, FADN 2 μιτοχόνδρια ATP Οξειδωτική φωσφορυλίωση Kiryukhin DO Γενικό σχέδιο για την απόκτηση ATP με αποσύνθεση

Εναλλαγή ενέργειας Η κυψέλη είναι ένα ανοιχτό σύστημα. Ομοιόσταση Το κύτταρο είναι ένα ανοιχτό σύστημα, ο μεταβολισμός πραγματοποιείται μόνο εάν το κύτταρο λάβει όλες τις ουσίες που χρειάζεται από το περιβάλλον

Θέμα 2. 3. Η δομή και οι λειτουργίες των πλαστιδίων Chromoplast Proplastida DarkS t in Etioplast Amyloplast C t ve t Χλωροπλάστη Διαμετατροπές διαφορετικών τύπων πλαστιδίων Γενική άποψη φυτικού κυττάρου 5 μm Χλωροπλάστη

Βιοχημεία. Μάθημα 4. Θέμα: Μεταφορά ηλεκτρονίων. Αντιδράσεις οξειδοαναγωγής. Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι εκείνες οι αντιδράσεις κατά τις οποίες μεταφέρονται ηλεκτρόνια από τον αναγωγικό παράγοντα.

Μεταβολισμός και μετατροπή ενέργειας στο κύτταρο Επιλογή 1 Μέρος 1 Η απάντηση στις εργασίες 1-25 είναι μονοψήφιος, που αντιστοιχεί στον αριθμό της σωστής απάντησης 1. Ένα σύνολο βιοσυνθετικών αντιδράσεων που συμβαίνουν

10η τάξη Βιολογία εμβάπτιση 3 Θέμα: Ενεργειακή ανταλλαγή. 1. Η μεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας απελευθερώνεται κατά τη διάσπαση των μορίων 1) πρωτεϊνών 2) λιπών 3) υδατανθράκων 4) νουκλεϊκών οξέων 2. Σε ανοξικό

Οργανοειδή και κυτοσόλια ζωικών και φυτικών κυττάρων Κάθε διαμέρισμα διαφέρει από τα άλλα διαμερίσματα στις χημικές αντιδράσεις.Υπάρχουν περισσότερα από ένα διαμερίσματα στα μιτοχόνδρια και στα πλαστίδια. Πρέπει να ξέρετε: Σε ποιο διαμέρισμα

1. Τα μακροθρεπτικά συστατικά περιλαμβάνουν: BLOCK 2 Το κύτταρο ως βιολογικό σύστημα. 1) οξυγόνο, άνθρακας, υδρογόνο, άζωτο 2) οξυγόνο, σίδηρος, χρυσός 3) άνθρακας, υδρογόνο, βόριο 4) σελήνιο, άζωτο, οξυγόνο 1) 2. Οργανοειδές,

ΔΙΑΛΕΞΗ ΒΑΣΙΚΕΣ ΤΗΣ ΒΙΟΕΝΕΡΓΕΙΑΣ I. Εισαγωγή. Στάδια του ενεργειακού μεταβολισμού Μια αναπόσπαστη ιδιότητα των ζωντανών όντων είναι ο μεταβολισμός (μεταβολισμός), ένα σύνολο από διάφορες βιοχημικές διεργασίες, ως αποτέλεσμα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών περιλαμβάνει: α) μεταβολισμό και ενέργεια. β) μεταφορά γενετικών πληροφοριών. γ) μηχανισμούς ρύθμισης. Η παραβίαση οποιουδήποτε συνδέσμου οδηγεί σε παθολογία.

Μάθημα 3. Θέμα: ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ. ΡΟΗ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ "" 200 g Σκοπός του μαθήματος: να μελετήσει τα διακριτικά χαρακτηριστικά των προ- και ευκαρυωτικών κυττάρων. μελέτη των αναβολικών και καταβολικών συστημάτων του κυττάρου.

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ. ΠΛΑΣΤΙΚΟ ΚΑΙ ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Zonova Natalya Borisovna, δασκάλα βιολογίας MBOU SOSH 38, υψηλότερη κατηγορία ΚΩΔ.

Μεταβολισμός και ενέργεια. Ιστική αναπνοή 1. Στάδια μεταβολισμού και ενέργειας. 2. Βιολογική οξείδωση. Αναπνοή ιστού. 3. Οξειδωτική φωσφορυλίωση. 4.Παθολογία ιστικής αναπνοής και οξειδωτική

Τα πλαστίδια είναι οργανίδια φυτικών κυττάρων και φωτοσυνθετικών πρωτόζωων Chromoplast Proplastida Dark S ta in Etioplast Amyloplast C t Chloroplast Τύποι πλαστιδίων και η αλληλομετατροπή τους. Τύποι πλαστιδίων 1

Μεταβολισμός. Ανταλλαγή ενέργειας. Φωτοσύνθεση. Πρωτεϊνοσύνθεση. 1. Ποια από τις παρακάτω διεργασίες συμβαίνει κατά τη σκοτεινή φάση της φωτοσύνθεσης; 1) σχηματισμός γλυκόζης 2) σύνθεση ATP 3) φωτόλυση νερού 4) σχηματισμός

Υλικό προετοιμασίας 10,2κλ. Βιολογία P3 Η δομή των ευκαρυωτικών κυττάρων "Εργασία 1 Τα ένζυμα που διασπούν λίπη, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες συντίθενται: σε λυσοσώματα σε ριβοσώματα στο σύμπλεγμα Golgi 4) σε κενοτόπια

Προετοιμασία για την εξέταση στη βιολογία Ανταλλαγή ενέργειας Walter S.Zh. ανώτερος λέκτορας του τμήματος ΕΓΤΟ ΜΠΟΥ ΔΠΟ «ΗΡΟΟΟ» Η διαδικασία της ανταλλαγής ενέργειας μπορεί να χωριστεί σε τρία στάδια: το πρώτο στάδιο είναι

Τράπεζα εργασιών. Βύθιση 1 9 βαθμός 1. Ποια από τις διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας που εισήχθη στην επιστήμη ο R. Virkhov; 1) όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα 2) κάθε κύτταρο προέρχεται από ένα άλλο κύτταρο 3) κάθε κύτταρο είναι κάποιο

Διάλεξη 7 ΒΙΟΕΝΕΡΓΕΙΑ. ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΟΞΕΙΔΩΣΗ, ΑΝΑΠΝΟΗ ΙΣΤΩΝ 1. Ορισμός βιοενέργειας Η βιοενέργεια μελετά τους ενεργειακούς μετασχηματισμούς που συνοδεύουν τις βιοχημικές αντιδράσεις. Είναι γνωστό ότι η μη βιολογική

ΡΩΣΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΑΩΝ ΦΙΛΙΑΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΜΕ ΤΟ ΟΝΟΜΑ ΤΟΥ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΟΥ BEREZOV T.T. ΔΙΑΛΕΞΗ 6 ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ) ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ CHERNOV NIKOLAY NIKOLAEVICH ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

Järve Russian Gymnasium ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΡΑΤΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Θέμα: "Ενέργεια και πλαστικός μεταβολισμός στα κύτταρα" Επιλογή I 1. Εξετάστε το σχ. 1. Ονομάστε τα στάδια βιοσύνθεσης πρωτεϊνών (I, II)

ΒΑΣΙΚΕΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ Η ΣΥΝΤΟΜΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥΣ ΔΟΚΙΜΗ ΓΝΩΣΗΣ ΖΩΙΚΩΝ ΚΑΙ ΦΥΤΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΟΡΓΑΝΟΕΙΔΗ ΟΝΟΜΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΔΟΜΗΣ ΠΥΡΗΝΩΝ (ΧΩΡΙΣ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟ)

Θέμα 5. 2. Δομική οργάνωση μεταβολικών διεργασιών στο κύτταρο. Φυσαλιδώδης μεταφορά. Η δομή και η λειτουργία της συσκευής Golgi και ομαλή EPS. Διαμεμβρανική μεταφορά Cytosol Μεταφορά φυσαλίδων EPS

ΘΕΜΑ "Πλαστική ανταλλαγή" 1. Έτοιμες οργανικές ουσίες τρέφονται με 1) μανιτάρια 2) φτέρες 3) φύκια 4) βρύα 2. Οι οργανισμοί τρέφονται με έτοιμες οργανικές ουσίες 1) αυτότροφα 2) ετερότροφα 3)

Διάλεξη 7 Δομή και λειτουργία των χλωροπλαστών. Βασικά στοιχεία της φωτοσύνθεσης. Μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες ως ημιαυτόνομα οργανίδια. Υπεροξισώματα. Φυτικό κύτταρο με χλωροπλάστες και κενοτόπιο Χλωροπλάστη, όψη τομής

Διάλεξη 6 Χημεία της αναπνοής 1. Η θεωρία του V.I. Palladin. 2. Δείκτες αναπνοής: ένταση και αναπνευστικός ρυθμός. 3. Τρόποι αφομοίωσης υδατανθράκων. Η γλυκόλυση, η ουσία της, η ενέργεια. 4. Κύκλος δι- και τρικαρβοξυλικών

Τράπεζα εργασιών. Βύθιση 1 10 βαθμός 1. Ποια από τις διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας που εισήχθη στην επιστήμη ο R. Virkhov; 1) όλοι οι οργανισμοί αποτελούνται από κύτταρα 2) κάθε κύτταρο προέρχεται από ένα άλλο κύτταρο 3) κάθε κύτταρο είναι

1. Τα νιτροποιητικά βακτήρια ταξινομούνται ως 1) χημειότροφα 2) φωτότροφα 3) σαπρότροφα 4) ετερότροφα ΘΕΜΑ "Φωτοσύνθεση" 2. Η ενέργεια του ηλιακού φωτός μετατρέπεται σε χημική ενέργεια στα κύτταρα 1) φωτότροφα

Μάθημα βιολογίας στην τάξη 9 Θέμα του μαθήματος "Μεταβολισμός κυττάρων" Δάσκαλος βιολογίας MBOU "Δευτεροβάθμια εκπαίδευση 2" της πρώτης κατηγορίας προσόντων Kolikova Natalia Borisovna Στόχοι μαθήματος: να εξοικειωθούν οι μαθητές με την έννοια του "μεταβολισμού"

Θέμα για τη διάλεξη ΧΗΜΕΙΟΣΜΩΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ. ΔΙΑΜΕΒΡΑΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΧΗΜΙΚΗ ΚΛΙΣΗ ΠΡΩΤΟΝΙΟΥ Διαφάνεια 1 Χημειοσμωτική θεωρία. Διαμεμβρανική ηλεκτροχημική κλίση πρωτονίων. Μετάβαση στο ATP. Ολίσθηση

Κύκλος τρικαρβοξυλικών οξέων Kiryukhin D.O. Πυροσταφυλικό γλυκόλυση κυτταροπλάσματος ATP Ακετυλο-SKoA γλυκόζη Κύκλος Krebs NADH, FADH 2 μιτοχόνδρια ATP Οξειδωτική φωσφορυλίωση Kiryukhin DO Γενικό σχέδιο για την απόκτηση ATP

1 Κύτταρο, ο κύκλος ζωής του (πολλαπλής επιλογής) Οι απαντήσεις στις εργασίες είναι μια λέξη, φράση, αριθμός ή ακολουθία λέξεων, αριθμοί. Γράψτε την απάντησή σας χωρίς κενά, κόμματα ή άλλα πρόσθετα

Ρυθμός αντίδρασης, μmol / min ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΣΤΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΝΖΥΜΟΥ 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 10 20 30 40 50 60 70 Θερμοκρασία, βαθμοί Κελσίου Θερμοκρασία στην οποία η ενζυμική δραστηριότητα του

Οργάνωση των ροών ύλης και ενέργειας στο κύτταρο. Ερωτήσεις: 1. Βασικές διατάξεις κυτταρικής θεωρίας. 2. Προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα. 3. Η δομή, οι ιδιότητες και οι λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης.

PM 03. Διενέργεια εργαστηριακής βιοχημικής έρευνας. «Μεταβολισμός και Ενέργεια». Μεθοδολογικό εγχειρίδιο αυτοεκπαίδευσης μαθητών. SPb GBPOU "MK 3". Basharina OB, 2019 Εκπαιδευτικές ερωτήσεις: 1. Μεταβολισμός.

Θέμα 5. 1. Δομική οργάνωση μεταβολικών διεργασιών στο κύτταρο. Σύνθεση, τροποποίηση και μεταφορά πρωτεΐνης μέσω μεμβρανών Μεταφραστικές διεργασίες σε μεμβράνη ακατέργαστου EPS. Τα στάδια της «ζωής» της πρωτεΐνης

Διάλεξη 5. Αναπνοή φυτών Γενικά χαρακτηριστικά και στάδια αναπνοής

Εναλλακτικές λειτουργίες της κυτταρικής αναπνοής Egorova Yulia Kazan, Κρατικό Πανεπιστήμιο του Καζάν, 2010 Σύμφωνα με τον V.P. Skulachev "Εναλλακτικές λειτουργίες της κυτταρικής αναπνοής" Πάνω από το 90% της απορροφούμενης О 2: Н 2 О + 4Н + + 4е + οξειδάση Λιγότερο συχνά, λιγότερο

Διάλεξη 6. Διακυτταρικές επαφές (τέλος) Μιτοχόνδρια Διακυτταρικές επαφές. Επιθήλιο, ΕΜ Διακυτταρικές επαφές, σύνοψη Σφιχτή επαφή (σχήμα) Σφιχτές επαφές (ζώνη) Συστατικά πρωτεϊνικών κλώνων.

Θέμα διάλεξης ΓΛΥΚΟΛΥΣΗ Η γλυκόλυση είναι η κεντρική οδός του καταβολισμού της γλυκόζης. Τελικά προϊόντα, κυρίως: γαλακτικό σε αναερόβιες συνθήκες, CO 2 και H 2 O σε αερόβιες συνθήκες (πυρουβικό). Γλυκόλυση εμφανίζεται σε όλα

Θέμα 1 Εισαγωγή. Η χημική σύνθεση των ζωντανών οργανισμών. 1. Η πειθαρχία της ζωικής βιοχημείας και τα καθήκοντά της 2. Η χημική σύσταση των ζωντανών οργανισμών 1. Τι μελετά η βιοχημεία; 2. Πώς χωρίζεται η βιοχημεία ανάλογα με τους τομείς έρευνας

Βιολογία 10η τάξη. Επιλογή επίδειξης 2 (45 λεπτά) 1 Διαγνωστική θεματική εργασία 2 για προετοιμασία για την Ενιαία Κρατική Εξέταση στη ΒΙΟΛΟΓΙΑ με θέμα "Γενική Βιολογία" Οδηγίες για την εκτέλεση της εργασίας Για την εκτέλεση διαγνωστικών

Τμήμα Βιολογικής Χημείας Γενικοί νόμοι μεταβολισμού και ενέργειας. Ο κύκλος του τρικαρβοξυλικού οξέος. Aleksandrova E.V., Levich S.V. 2015 1 Μεταβολισμός (μεταβολισμός) και ενέργεια ένα σύνολο καταβολικών διεργασιών

Διάλεξη 17 ΤΑ ΛΙΠΗ ΩΣ ΠΗΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ 1. β-οξείδωση λιπαρών οξέων Σκοπός της οξείδωσης των λιπαρών οξέων: 1) για ενεργειακούς σκοπούς συμβαίνει στο ήπαρ, τα νεφρά, τους σκελετικούς και καρδιακούς μύες. 2) πηγή ενδογενούς

Εξέλιξη των βιολογικών μηχανισμών αποθήκευσης ενέργειας Συντάχθηκε από: Biryulina Marina Τμήμα Βιοχημείας, KSU, 2010 Σύμφωνα με τον V.P. Skulachev Πρωτογενής πηγή ενέργειας Το υπεριώδες κβαντικό έχει περίσσεια ενέργειας

Δοκιμαστική εργασία για το πρώτο εξάμηνο του έτους στη 10η τάξη. Επιλογή 1. ΜΕΡΟΣ 1 Α1. Τα προκαρυωτικά περιλαμβάνουν 1) φυτά 2) ζώα 3) μύκητες 4) βακτήρια και κυανοβακτήρια Α2. Η αρχή της συμπληρωματικότητας είναι η βάση

Θέμα 1. Χημική σύσταση του κυττάρου Εργασίες του μέρους Α Επιλέξτε μία απάντηση, ποια είναι η πιο σωστή 1. Ονομάστε τις οργανικές ενώσεις που περιέχονται στο κύτταρο στη μεγαλύτερη ποσότητα (σε%

Zaporozhye State Medical University Department of Biological Chemistry Λέκτορας: Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Krisanova Natalia Viktorovna 2017 Κύριοι υδατάνθρακες για τον άνθρωπο Μηχανισμοί απορρόφησης μονοσακχαριτών Κοιλότητα

Μεταβολισμός γλυκογόνου Η γλυκόζη κατά την περίοδο απορρόφησης αποθηκεύεται στους περισσότερους ιστούς με τη μορφή ομοπολυσακχαρίτη γλυκογόνου. Ο αποθεματικός ρόλος του γλυκογόνου οφείλεται σε δύο σημαντικές ιδιότητες: είναι οσμωτικά ανενεργό

Ομοσπονδιακό Κρατικό Προϋπολογιστικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ανώτατης Εκπαίδευσης ΚΡΑΤΙΚΟ ΑΓΡΟΤΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ VORONEZH ΜΕ ΤΟ ΟΝΟΜΑ ΤΟΥ ΑΥΤΟΚΡΑΤΟΡΑ ΠΕΤΡΟΥ Ι Τμήμα Χημείας Περίληψη έκθεση "Biological

Διάλεξη 1. Θέμα: ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΟΥΣΙΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Το κύτταρο είναι η κύρια δομική, λειτουργική και γενετική μονάδα της ζωής. Αυτός (πυρήνας και κυτταρόπλασμα) περιέχει όλα τα γενετικά

Κεφάλαιο II Κατευθυντήρια γραμμή Βιοενέργειας 5 Θέμα: Εισαγωγή στον μεταβολισμό. Βιοενέργεια. Μακροεργικές ενώσεις Πείραμα 1. Ποσοτικός προσδιορισμός της καταλάσης Αρχή της μεθόδου: Στο επίκεντρο της ποιοτικής

Νουκλεϊκά οξέα Τα νουκλεϊκά οξέα και ο ρόλος τους στη ζωτική δραστηριότητα του κυττάρου Τα νουκλεϊκά οξέα ανακαλύφθηκαν στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα από τον Ελβετό βιοχημικό Friedrich Miescher Friedrich Miescher Nucleic acids

Εργασίες για τις ενότητες «Βιοενέργεια» και «Μεταβολισμός». Για την ανάπτυξη των εργασιών, η συλλογή του V.V. Αλαμπόφσκι "Καταστασιακά καθήκοντα στη βιοχημεία." Επιλογή .. Το ζώο έλαβε λίπος με τροφή, στην οποία ένα από

Διάλεξη 4 Φωτεινό στάδιο της φωτοσύνθεσης 1. Έννοια της λειτουργίας δύο φωτοσυστημάτων, η δομή και ο σκοπός τους. 2. Η έννοια της φωτοσυνθετικής μονάδας και των κέντρων αντίδρασης. 3. Η δομή της μεταφοράς ηλεκτρονίων

CATEDRA BIOCHIMIE ŞI BIOCHIMIE CLINICĂ Σελ. 1/5 Κατευθυντήρια γραμμή 2 Θέμα: Μεταβολισμός εφεδρικών λιπιδίων Εμπειρία 1. Προσδιορισμός κετονικών σωμάτων Αρχή της μεθόδου. Αλληλεπίδραση ακετόνης και ακετοξικού οξέος

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΑΥΤΟΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΜΕΡΟΣ II ΧΑΡΚΙΒ - 2015 1 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΥΓΕΙΑΣ ΟΥΚΡΑΝΙΑΣ ΕΘΝΙΚΟ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Μεταβολισμός λιπιδίων Διάλεξη για φοιτητές της ειδικότητας «Οδοντιατρική» Ph.D., αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Βιοχημείας επ. Ο ακαδημαϊκός Berezov T.T. Lobaeva Tatyana Aleksandrovna 2014 Περιεχόμενο διάλεξης Ακετόνη (κετόνη)

Οργάνωση ροών ύλης και ενέργειας στο κύτταρο Βασικές διατάξεις της κυτταρικής θεωρίας Προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά κύτταρα Η δομή, οι ιδιότητες και οι λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης Μέθοδοι πρόσληψης ουσιών

Συγκρότημα εργασιών 9η τάξη Προφίλ Βιολογίας P2 Εργασία 1 Βιοσύνθεση πρωτεΐνης Η δευτερογενής δομή ενός μορίου πρωτεΐνης έχει το σχήμα ... σπείρας διπλής έλικας μπάλας νήματος Εργασία 2 Βιοσύνθεση πρωτεΐνης Πόσα αμινοξέα κωδικοποιούν

Εγώ Μακροεργικές ενώσεις (ελληνικά μακρός μεγάλος + εργονεργία, δράση, συνώνυμο:, ενώσεις υψηλής ενέργειας)

μια ομάδα φυσικών ουσιών, τα μόρια των οποίων περιέχουν δεσμούς πλούσιους σε ενέργεια ή υψηλής ενέργειας. υπάρχουν σε όλα τα ζωντανά κύτταρα και συμμετέχουν στη συσσώρευση και μετατροπή της ενέργειας. δεσμούς υψηλής ενέργειας σε μόρια M. c. συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη βιοσύνθεση και μεταφορά ουσιών, τη μυϊκή σύσπαση, την πέψη και άλλες ζωτικές διεργασίες του σώματος.

Όλα τα διάσημα M. s. περιέχουν φωσφορύλιο (-PO 3 H 2) ή ακύλιο

ομάδες και μπορεί να περιγραφεί με τον τύπο Χ-Υ, όπου το Χ είναι άτομο αζώτου, οξυγόνου, θείου ή άνθρακα και το Υ είναι άτομο φωσφόρου ή άνθρακα. Η αντιδραστικότητα του Μ.σ. σχετίζεται με αυξημένη συγγένεια ηλεκτρονίων του ατόμου Υ, η οποία καθορίζει την υψηλή ελεύθερη ενέργεια υδρόλυσης του M.w., που ανέρχεται σε 6-14 kcal / mol.

Μια σημαντική ομάδα ενώσεων, η οποία περιλαμβάνει την MS, είναι η φωσφορική αδενοσίνη ή αδενυλικά οξέα - νουκλεοζίτες που περιέχουν ριβόζη και υπολείμματα φωσφορικού οξέος (βλ. ρύζι .).

Το ATP είναι το φωσφορικό οξύ αδενοσίνης που περιέχει 3 υπολείμματα φωσφορικού οξέος (ή υπολείμματα φωσφορικών), χρησιμεύει ως παγκόσμιος φορέας και ο κύριος συσσωρευτής χημικής ενέργειας στα ζωντανά κύτταρα, πολλά ένζυμα (βλ. Συνένζυμα) . Το ATP δεν είναι η μόνη βιολογικά ενεργή ένωση που περιέχει πυροφωσφορικούς δεσμούς. Ορισμένες φωσφορυλιωμένες ενώσεις δεν διαφέρουν στο ATP ως προς την ποσότητα ενέργειας που περιέχεται σε τέτοιους δεσμούς. Ωστόσο, τα διφωσφορικά τέτοιων ενώσεων δεν μπορούν να αντικαταστήσουν το αδενοσινοδιφωσφορικό οξύ σε εκείνες τις διεργασίες που οδηγούν στη σύνθεση του ΑΤΡ και τα τριφωσφορικά τους δεν μπορούν να αντικαταστήσουν το ΑΤΡ σε επακόλουθες διεργασίες του ενεργειακού μεταβολισμού, στις οποίες το ΑΤΡ χρησιμοποιείται ως ενέργεια που απαιτείται για βιοσυνθετικές αντιδράσεις. Είναι πιθανό ότι ένας τόσο υψηλός βαθμός εξειδίκευσης αντικατοπτρίζει όχι τόσο τη μοναδικότητα του ATP όσο τα μοναδικά χαρακτηριστικά βιοχημικών διεργασιών προσαρμοσμένων αποκλειστικά στο ATP.

Σε ορισμένες βιοσυνθετικές αντιδράσεις, η άμεση πηγή ενέργειας δεν είναι το ATP, αλλά κάποια άλλα τριφωσφονουκλεοτίδια. Ωστόσο, δεν μπορούν να θεωρηθούν πρωταρχική πηγή ενέργειας, δεδομένου ότι οι ίδιοι σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της μεταφοράς μιας φωσφορικής ή πυροφωσφορικής ομάδας από το ATP. Αυτό ισχύει επίσης για μια ουσία άλλου τύπου, προσαρμοσμένη για αποθήκευση ενέργειας - φωσφορική κρεατίνη (βλ. Κρεατινίνη) . Μακροεργικοί στο μόριο ATP είναι δύο πυροφωσφορικοί δεσμοί: μεταξύ α- και β- και μεταξύ β- και γ-φωσφορικών υπολειμμάτων. Κατά την υδρόλυση του τερματικού πυροφωσφορικού δεσμού, 8.4 kcal / mol(σε pH 7,0, θερμοκρασία 37 °, περίσσεια ιόντων Mg 2+ και συγκέντρωση ATP ίση με 1 Μ). Όλες οι διεργασίες στο σώμα, που συνοδεύονται από τη συσσώρευση ενέργειας, οδηγούν τελικά στο σχηματισμό του ATP, το οποίο λειτουργεί ως σύνδεσμος μεταξύ των διαδικασιών που συμβαίνουν με την κατανάλωση ενέργειας και των διεργασιών που συνοδεύονται από την απελευθέρωση και τη συσσώρευση ενέργειας.

Η διάσπαση των υπολειμμάτων φωσφορικών από μόρια ATP συμβαίνει με τη συμμετοχή τριφωσφατάσες αδενοσίνης (ATP-άσες) - ένζυμα της κατηγορίας υδρολάσης που είναι ευρέως διαδεδομένα στα κύτταρα όλων των οργανισμών και εξασφαλίζουν τη χρήση της ενέργειας ATP για διάφορες ζωτικές διεργασίες. Η ομάδα των μεταφορικών ΑΤΡ-ασών πραγματοποιεί την ενεργή μεταφορά ιόντων, αμινοξέων, νουκλεοτιδίων, σακχάρων και άλλων ουσιών μέσω βιολογικών μεμβρανών, τη δημιουργία και τη διατήρηση βαθμίδων συγκέντρωσης ιόντων (ιονικές βαθμίδες) και στις δύο πλευρές των βιολογικών μεμβρανών. Η ενεργός μεταφορά ιόντων, που παρέχεται από την ενέργεια της υδρόλυσης ATP, αποτελεί τη βάση της βιοενέργειας (Βιοενεργειακή) του κυττάρου, τις διαδικασίες κυτταρικής διέγερσης, εισόδου στο κύτταρο και απέκκρισης ουσιών από το κύτταρο και το σώμα H + - ATP-άση μιτοχονδριακών μεμβρανών, χλωροπλαστών και βακτηριακών κυττάρων, Ca 2+ - ΑΤΡ-άση ενδοκυτταρικών μεμβρανών μυϊκών κυττάρων και ερυθροκυττάρων, καθώς και Na +, K + ATP-άση, η οποία περιέχεται σχεδόν σε όλες τις πλασματικές μεμβράνες. Ως αποτέλεσμα της μεταφοράς ιόντων που πραγματοποιείται από αυτά τα ένζυμα έναντι της βαθμίδωσης των συγκεντρώσεών τους στη μεμβράνη, δημιουργείται μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού. Η διακοπή της λειτουργίας των μεταφορικών ΑΤΡ-ασών (για παράδειγμα, η απενεργοποίηση της ΑΤΡ-άσης υπό συνθήκες υποξίας απουσία ΑΤΡ) οδηγεί στην ανάπτυξη πολλών παθολογικών καταστάσεων. Γνωστό (για παράδειγμα) ότι ρυθμίζει αυτά τα ένζυμα.

Η διάσπαση του ATP μπορεί να συνοδεύεται όχι μόνο από τη μεταφορά της φωσφορυλικής ομάδας στο μόριο-δέκτη, όπως συμβαίνει σε αντιδράσεις που καταλύονται από κινάσες (κινάσες) , αλλά και με μεταφορά μιας πυροφωσφορικής ομάδας (για παράδειγμα, στη σύνθεση πουρινών), υπολείμματος αδενυλικού οξέος (με την ενεργοποίηση αμινοξέων κατά τη σύνθεση πρωτεϊνών) ή αδενοσίνης (S-αδενοσυλμεθειονίνη).

Το ATP σχηματίζεται από διφωσφορικό οξύ αδενοσίνης () ως αποτέλεσμα οξειδωτικής φωσφορυλίωσης κατά τη μεταφορά ηλεκτρονίων στη μιτοχονδριακή αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων (βλ. αναπνοή ιστού , Μεταβολισμός και ενέργεια) ή ως αποτέλεσμα φωσφορυλίωσης σε επίπεδο υποστρώματος (βλ. Γλυκόλυση) . Η περιεκτικότητα σε ATP στο κύτταρο σχετίζεται άμεσα με την περιεκτικότητα άλλων φωσφορικών οξέων αδενοσίνης - ADP και αδενυλικό οξύ (), τα οποία σχηματίζουν ένα σύστημα νουκλεοτιδίων αδενυλίου στο κύτταρο. Τα συνολικά αδενυλ νουκλεοτίδια στο κύτταρο είναι 2-15 mm, που είναι περίπου το 87% της συνολικής δεξαμενής ελεύθερων νουκλεοτιδίων. Ένας ουσιαστικός ρόλος στη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ των φωσφορικών οξέων της αδενοσίνης παίζει μια αναστρέψιμη και σχεδόν ισορροπία, που καταλύεται από το ένζυμο αδενυλική κινάση (η αδενυλική κινάση του μυϊκού ιστού ονομάζεται μυοκινάση): ATP + AMP = 2 ADP.

Μια σημαντική ένωση υψηλής ενέργειας που εμπλέκεται στην επανασύνθεση του ATP στον μυϊκό ιστό είναι η φωσφορική κρεατίνη, ένα φωσφορυλιωμένο παράγωγο της κρεατίνης ή β-μεθυλογουανιδινοοξικό οξύ, που περιέχεται στους σκελετικούς μύες όλων των σπονδυλωτών (βλ. Κρεατινίνη). . Η αναστρέψιμη ενζυματική αλληλεπίδραση της κρεατίνης με το ATP: + ATP = + ADP, που καταλύεται από την κινάση της κρεατίνης (κρεατινοφωσφοκινάση), παίζει σημαντικό ρόλο στη συσσώρευση της ενέργειας που απαιτείται για τη σύσπαση των μυών.

Μαζί με το ATP, άλλα τριφωσφορικά νουκλεοσίδια (GTP), (), () και τριφωσφορική θυμιδίνη (TTF), τα οποία παίζουν το ρόλο των προμηθευτών ενέργειας σε διάφορες βιοσυνθετικές διεργασίες και αλληλομετατροπές υδατανθράκων, λιπιδίων, καθώς και των αντίστοιχων νουκλεοσιδικών διφωσφορικών οξέων. είναι επίσης ενώσεις υψηλής ενέργειας: τριφωσφορική γουανοσίνη (GTP) πολυφωσφορικό οξύ (βλ. Φώσφορος) , φωσφοενολοπυρουβικό και 1,3-διφωσφογλυκερικό οξύ, ακετυλο και ηλεκτρυλο συνένζυμο Α, αμινοακυλο παράγωγα αδενυλικών και ριβονουκλεϊκών οξέων κ.λπ.

Βιβλιογραφία: Broda E. βιοενεργειακές διεργασίες,. from English, M., 1978: Pevzner L. Fundamentals of Bioenergy, trans. from English., Μ., 1977; Racker E. Bioenergetic μηχανισμοί, μτφρ. from English., Μ., 1979; Skulachev V.P. ενέργεια σε βιομεμβράνες, Μ., 1972.

II Μακροεργικές ενώσεις (Μακρο- + Ελληνική ergon εργασία, δράση, ενώσεις υψηλής ενέργειας)

οργανικές ενώσεις, οι οποίες συνοδεύονται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας ελεύθερης ενέργειας. στο Μ. σ. συσσωρεύεται ενέργεια, η οποία καταναλώνεται από το σώμα κατά τη διάρκεια της ζωής του.

1. Μικρή ιατρική εγκυκλοπαίδεια. - Μ .: Ιατρική εγκυκλοπαίδεια. 1991-96 2. Πρώτες βοήθειες. - Μ .: Μεγάλη Ρωσική Εγκυκλοπαίδεια. 1994 3. Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό Ιατρικών Όρων. - Μ .: Σοβιετική εγκυκλοπαίδεια. - 1982-1984.

Δείτε τι είναι οι "Μακροεργικές ενώσεις" σε άλλα λεξικά:

Ενώσεις υψηλής ενέργειας, φυσικές ενώσεις που περιέχουν δεσμούς πλούσιους σε ενέργεια ή υψηλής ενέργειας. υπάρχουν σε όλα τα ζωντανά κύτταρα, συμμετέχουν στη συσσώρευση και μετατροπή της ενέργειας. Στο M. s. περιλαμβάνουν Ch. αρ. ATP και ουσίες ικανές να ... ... Βιολογικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

Ενώσεις υψηλής ενέργειας - Ενώσεις που περιέχουν δεσμούς πλούσιους σε ενέργεια (υψηλής ενέργειας). Αυτά περιλαμβάνουν το ATP και ουσίες ικανές να σχηματίσουν ATP σε ενζυμικές αντιδράσεις μεταφοράς κυρίως φωσφορικών ομάδων. Κυρία. καταλαμβάνω...... Μικροβιολογικό Λεξικό

- (από το macro ... και η ελληνική δραστηριότητα ergon είναι έργο), οργανικές ενώσεις ζωντανών κυττάρων που περιέχουν συνδέσεις πλούσιες σε ενέργεια ή υψηλής ενέργειας. Σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της φωτοσύνθεσης, της χημειοσύνθεσης και της βιολογικής οξείδωσης. Προς μακροεργασία ...... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό- (από τη δραστηριότητα Macro ... και την ελληνική érgon, εργασία) ενώσεις υψηλής ενέργειας, υψηλής ενέργειας, φυσικές ενώσεις που περιέχουν συνδέσεις πλούσιες σε ενέργεια ή υψηλής ενέργειας. υπάρχουν σε όλα τα ζωντανά κύτταρα, συμμετέχοντας σε διαδικασίες ... ... Μεγάλη Σοβιετική Εγκυκλοπαίδεια

- (από μακρο ... και ελληνική ergon δραστηριότητα, εργασία), οργανικό. ενώσεις ζωντανών κυττάρων που περιέχουν συνδέσεις πλούσιες σε ενέργεια ή υψηλής ενέργειας. Σχηματίζεται ως αποτέλεσμα φωτοσύνθεσης, χημειοσύνθεσης και βιολ. οξείδωση. Στο M. s. σχετίζομαι… … Φυσικές Επιστήμες. εγκυκλοπαιδικό λεξικό

- (μακρο + ελληνικό ergon έργο, δράση; συν. ενώσεις υψηλής ενέργειας) οργανικές ενώσεις, η διάσπαση των οποίων συνοδεύεται από την απελευθέρωση μεγάλης ποσότητας ελεύθερης ενέργειας. στο Μ. σ. η ενέργεια συσσωρεύεται, καταναλώνεται από το σώμα σε ... ... Ολοκληρωμένο Ιατρικό Λεξικό

- (από την ελληνική δραστηριότητα macro + ergon, έργο) για όλους τους τύπους ενεργειακού μεταβολισμού, η ενέργεια αποθηκεύεται σε ένα ζωντανό κύτταρο με τη μορφή μακροεργικών ενώσεων, ενώσεων που περιέχουν πλούσιους σε ενέργεια χημικούς δεσμούς. Σε ενώσεις υψηλής ενέργειας ...... Οι απαρχές της σύγχρονης φυσικής επιστήμης

ΜΑΚΡΟΕΡΓΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ- ενώσεις υψηλής ενέργειας, οργανικές ενώσεις, κατά την υδρόλυση των οποίων απελευθερώνεται σημαντική ποσότητα ενέργειας, η οποία χρησιμοποιείται για την εκτέλεση διαφόρων λειτουργιών του σώματος. Η ηγετική θέση μεταξύ των Μ. σ. καταλαμβάνονται από τριφωσφορική αδενοσίνη και ... ... Κτηνιατρικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό