Les cellules ont besoin d'énergie pour le mouvement, la division, la multiplication et d'autres processus. Ils passent une grande partie de leur vie à se concentrer sur l'obtention et l'utilisation de cette énergie par le métabolisme.
Cellules procaryotes et eucaryotes dépendent de différentes voies métaboliques pour survivre.
Métabolisme cellulaire
Métabolisme cellulaire est la série de processus qui se déroulent dans les organismes vivants pour soutenir ces organismes.
En biologie cellulaire et biologie moléculaire, le métabolisme fait référence aux réactions biochimiques qui se produisent à l'intérieur des organismes pour produire de l'énergie. L'utilisation familière ou nutritionnelle du métabolisme fait référence à la procédés chimiques qui se produisent dans votre corps lorsque vous convertissez les aliments en énergie.
Bien que les termes présentent des similitudes, il existe également des différences. Le métabolisme est important pour les cellules car les processus maintiennent les organismes en vie et leur permettent de croître, de se reproduire ou de se diviser.
Qu'est-ce que le processus de métabolisme cellulaire?
Il existe en fait plusieurs processus métaboliques. Respiration cellulaire est un type de voie métabolique qui décompose le glucose pour en faire l'adénosine triphosphate, ou ATP.
Les principales étapes de la respiration cellulaire eucaryotes sont:
- Glycolyse
- Oxydation du pyruvate
- Acide citrique ou cycle de Krebs
- La phosphorylation oxydative
Les principaux réactifs sont le glucose et l'oxygène, tandis que les principaux produits sont le dioxyde de carbone, l'eau et l'ATP. La photosynthèse dans les cellules est un autre type de voie métabolique que les organismes utilisent pour fabriquer du sucre.
Utilisation par les plantes, les algues et les cyanobactéries photosynthèse. Les principales étapes sont les réactions dépendantes de la lumière et le cycle de Calvin ou les réactions indépendantes de la lumière. Les principaux réactifs sont l'énergie lumineuse, le dioxyde de carbone et l'eau, tandis que les principaux produits sont le glucose et l'oxygène.
Métabolisme dans procaryotes peut varier. Les principaux types de voies métaboliques comprennent les voies hétérotrophes, autotrophes, phototrophe et chimiotrophe réactions. Le type de métabolisme d'un procaryote peut influencer son lieu de vie et la façon dont il interagit avec l'environnement.
Leurs voies métaboliques jouent également un rôle dans l'écologie, la santé humaine et les maladies. Par exemple, il existe des procaryotes qui ne tolèrent pas l'oxygène, comme C. botulinique. Cette bactérie peut provoquer le botulisme car elle se développe bien dans les zones sans oxygène.
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Enzymes: les bases
Enzymes sont des substances qui agissent comme catalyseurs pour accélérer ou provoquer des réactions chimiques. La plupart des réactions biochimiques dans les organismes vivants dépendent des enzymes pour fonctionner. Ils sont importants pour le métabolisme cellulaire car ils peuvent affecter de nombreux processus et aider à les initier.
Le glucose et l'énergie lumineuse sont les sources de carburant les plus courantes pour le métabolisme cellulaire. Cependant, les voies métaboliques ne fonctionneraient pas sans enzymes. La plupart des enzymes dans les cellules sont des protéines et abaissent l'énergie d'activation pour le démarrage des processus chimiques.
Étant donné que la majorité des réactions dans une cellule se produisent à température ambiante, elles sont trop lentes sans enzymes. Par exemple, pendant glycolyse dans la respiration cellulaire, l'enzyme pyruvate kinase joue un rôle important en aidant à transférer un groupe phosphate.
Respiration cellulaire chez les eucaryotes
Respiration cellulaire chez les eucaryotes se produit principalement dans les mitochondries. Les cellules eucaryotes dépendent de la respiration cellulaire pour survivre.
Durant glycolyse, la cellule décompose le glucose dans le cytoplasme avec ou sans la présence d'oxygène. Il divise la molécule de sucre à six carbones en deux molécules de pyruvate à trois carbones. De plus, la glycolyse produit de l'ATP et convertit le NAD+ en NADH. Durant oxydation du pyruvate, les pyruvates pénètrent dans la matrice mitochondriale et deviennent coenzyme A ou alors acétyl-CoA. Cela libère du dioxyde de carbone et produit plus de NADH.
Pendant le acide citrique ou Cycle de Krebs, l'acétyl CoA se combine avec oxaloacétate faire citrate. Ensuite, le citrate subit des réactions pour produire du dioxyde de carbone et du NADH. Le cycle produit également FADH2 et ATP.
Durant la phosphorylation oxydative, les chaîne de transport d'électrons joue un rôle crucial. NADH et FADH2 donnent des électrons à la chaîne de transport d'électrons et deviennent NAD+ et FAD. Les électrons descendent cette chaîne et produisent de l'ATP. Ce processus produit également de l'eau. La majorité de la production d'ATP au cours de la respiration cellulaire se situe dans cette dernière étape.
Métabolisme chez les plantes: photosynthèse
La photosynthèse se produit dans les cellules végétales, certaines algues et certaines bactéries appelées cyanobactéries. Ce processus métabolique se produit dans les chloroplastes grâce à la chlorophylle et produit du sucre avec de l'oxygène. le réactions dépendantes de la lumière, plus le cycle de Calvin ou les réactions indépendantes de la lumière, sont les principaux éléments de la photosynthèse. C'est important pour la santé globale de la planète, car les êtres vivants dépendent de l'oxygène que produisent les plantes.
Pendant le réactions dépendantes de la lumière dans le membrane thylacoïde du chloroplaste, chlorophylle les pigments absorbent l'énergie lumineuse. Ils fabriquent de l'ATP, du NADPH et de l'eau. Pendant le cycle de Calvin ou alors réactions indépendantes de la lumière dans le stroma, l'ATP et le NADPH aident à fabriquer du glycéraldéhyde-3-phosphate, ou G3P, qui devient éventuellement du glucose.
Comme la respiration cellulaire, la photosynthèse dépend de redox réactions qui impliquent des transferts d'électrons et la chaîne de transport d'électrons.
Ils sont différents types de chlorophylle, et les types les plus courants sont la chlorophylle a, la chlorophylle b et la chlorophylle c. La plupart des plantes contiennent de la chlorophylle a, qui absorbe les longueurs d'onde de la lumière bleue et rouge. Certaines plantes et algues vertes utilisent la chlorophylle b. Vous pouvez trouver de la chlorophylle c dans les dinoflagellés.
Métabolisme chez les procaryotes
Contrairement aux humains ou aux animaux, les procaryotes varient dans leurs besoins en oxygène. Certains procaryotes peuvent exister sans lui, tandis que d'autres en dépendent. Cela signifie qu'ils peuvent avoir aérobique (nécessitant de l'oxygène) ou anaérobie métabolisme (ne nécessitant pas d'oxygène).
De plus, certains procaryotes peuvent basculer entre les deux types de métabolisme en fonction de leur situation ou de leur environnement.
Les procaryotes qui dépendent de l'oxygène pour le métabolisme sont aérobies obligatoires. D'autre part, les procaryotes qui ne peuvent pas exister dans l'oxygène et n'en ont pas besoin sont anaérobies obligatoires. Les procaryotes qui peuvent basculer entre le métabolisme aérobie et anaérobie en fonction de la présence d'oxygène sont anaérobies facultatives.
Fermentation à l'acide lactique
Fermentation lactique est un type de réaction anaérobie qui produit de l'énergie pour les bactéries. Vos cellules musculaires subissent également une fermentation lactique. Au cours de ce processus, les cellules fabriquent de l'ATP sans oxygène par glycolyse. Le processus transforme le pyruvate en acide lactique et fait du NAD+ et de l'ATP.
Il existe de nombreuses applications dans l'industrie pour ce procédé, comme la production de yaourt et d'éthanol. Par exemple, les bactéries Lactobacillus bulgaricus aider à produire du yaourt. Les bactéries fermentent le lactose, le sucre du lait, pour produire de l'acide lactique. Cela fait coaguler le lait et le transforme en yaourt.
À quoi ressemble le métabolisme cellulaire chez différents types de procaryotes?
Vous pouvez classer les procaryotes en différents groupes en fonction de leur métabolisme. Les principaux types sont hétérotrophes, autotrophes, phototrophes et chimiotrophes. Cependant, tous les procaryotes ont encore besoin d'un certain type de énergie ou carburant vivre.
Les procaryotes hétérotrophes obtiennent des composés organiques d'autres organismes pour obtenir du carbone. Les procaryotes autotrophes utilisent le dioxyde de carbone comme source de carbone. Beaucoup sont capables d'utiliser la photosynthèse pour y parvenir. Les procaryotes phototrophes tirent leur énergie de la lumière.
Les procaryotes chimiotrophes tirent leur énergie de composés chimiques qu'ils décomposent.
Anabolisant vs. catabolique
Vous pouvez diviser les voies métaboliques en anabolisant et catabolique catégories. Anabolique signifie qu'ils ont besoin d'énergie et l'utilisent pour construire de grosses molécules à partir de petites. Catabolique signifie qu'ils libèrent de l'énergie et séparent les grosses molécules pour en faire de plus petites. La photosynthèse est un processus anabolique, tandis que la respiration cellulaire est un processus catabolique.
Les eucaryotes et les procaryotes dépendent du métabolisme cellulaire pour vivre et prospérer. Bien que leurs processus soient différents, ils utilisent ou créent de l'énergie. La respiration cellulaire et la photosynthèse sont les voies les plus courantes observées dans les cellules. Cependant, certains procaryotes ont des voies métaboliques différentes qui sont uniques.
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