細胞代謝：ATPの定義、プロセスおよび役割

細胞は、運動、分裂、増殖、その他のプロセスのためにエネルギーを必要とします。 彼らは生涯の大部分を代謝を通してこのエネルギーを獲得して使用することに集中して過ごします。

原核細胞と真核細胞 生き残るために異なる代謝経路に依存します。

細胞代謝 は、生物を維持するために生物で行われる一連のプロセスです。

細胞生物学と 分子生物学、代謝とは、生物の内部で発生してエネルギーを生成する生化学反応を指します。 代謝の口語的または栄養的使用は、 化学プロセス それはあなたが食物をエネルギーに変換するときにあなたの体で起こります。

用語には類似点がありますが、違いもあります。 代謝は細胞にとって重要です。なぜなら、プロセスは生物を生かし、成長、繁殖、分裂させるからです。

実際には複数の代謝プロセスがあります。 細胞呼吸 ブドウ糖を分解して作る代謝経路の一種です アデノシン三リン酸、またはATP。

細胞呼吸の主なステップ 真核生物 は：

• 解糖
• ピルビン酸の酸化
• クエン酸回路またはクレブス回路
• 酸化的リン酸化

主な反応物はブドウ糖と酸素であり、主な生成物は二酸化炭素、水、ATPです。 細胞内の光合成は、生物が糖を作るために使用する別のタイプの代謝経路です。

植物、藻類、シアノバクテリアの使用 光合成. 主なステップは、光依存反応と、カルビン回路または光非依存反応です。 主な反応物は光エネルギー、二酸化炭素、水であり、主な生成物はブドウ糖と酸素です。

の代謝 原核生物 変化する可能性があります。 代謝経路の基本的なタイプには、従属栄養、独立栄養、 光合成生物 そして 化学栄養性 反応。 原核生物が持つ代謝の種類は、原核生物が住んでいる場所や環境との相互作用に影響を与える可能性があります。

それらの代謝経路は、生態学、人間の健康および病気においても役割を果たします。 たとえば、酸素に耐えられない原核生物があります。 C。 ボツリヌス菌。 このバクテリアは、酸素のない地域でよく育つため、ボツリヌス中毒を引き起こす可能性があります。

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酵素 として作用する物質です 触媒 スピードアップまたは化学反応を引き起こすため。 生物のほとんどの生化学反応は、酵素が機能することに依存しています。 それらは多くのプロセスに影響を及ぼし、それらを開始するのを助けることができるので、それらは細胞代謝にとって重要です。

グルコースと光エネルギーは、細胞代謝のための最も一般的な燃料源です。 ただし、代謝経路は酵素なしでは機能しません。 細胞内の酵素のほとんどはタンパク質であり、化学プロセスを開始するための活性化エネルギーを低下させます。

細胞内の反応の大部分は室温で起こるため、酵素なしでは遅すぎます。 たとえば、 解糖 細胞呼吸では、酵素 ピルビン酸キナーゼ リン酸基の転移を助けることにより重要な役割を果たします。

細胞呼吸 真核生物では、主にミトコンドリアで発生します。 真核細胞は生き残るために細胞呼吸に依存しています。

中 解糖、細胞は、酸素が存在する場合と存在しない場合で、細胞質内のグルコースを分解します。 これは、6炭素の糖分子を2つの3炭素のピルビン酸分子に分割します。 さらに、解糖はATPを生成し、NAD +をNADHに変換します。 中 ピルビン酸の酸化、ピルビン酸はミトコンドリアマトリックスに入り、 補酵素A または アセチルCoA. これは二酸化炭素を放出し、より多くのNADHを作ります。

間に クエン酸または クレブス回路、アセチルCoAは オキサロ酢酸 作る クエン酸塩. 次に、クエン酸塩は二酸化炭素とNADHを作るために反応を経ます。 このサイクルはFADH2とATPも作ります。

中 酸化的リン酸化、 電子伝達系 重要な役割を果たします。 NADHとFADH2は、電子伝達系に電子を与え、NAD +とFADになります。 電子はこの鎖を下って移動し、ATPを作ります。 このプロセスはまた水を生成します。 細胞呼吸中のATP産生の大部分は、この最後のステップにあります。

光合成は、植物細胞、一部の藻類、およびシアノバクテリアと呼ばれる特定の細菌で起こります。 この代謝過程は葉緑素のおかげで葉緑体で起こり、酸素とともに糖を生成します。 ザ・ 光依存反応に加えて、カルビン回路または光に依存しない反応が、光合成の主要部分です。 生物は植物が作る酸素に依存しているので、それは地球の全体的な健康にとって重要です。

間に 光依存反応 の中に チラコイド膜 葉緑体の クロロフィル 顔料は光エネルギーを吸収します。 それらはATP、NADPHおよび水を作ります。 間に カルビン回路 または 光に依存しない反応 の中に 間質、ATPおよびNADPHは、グリセルアルデヒド-3-リン酸またはG3Pの生成を助け、最終的にはグルコースになります。

細胞呼吸のように、光合成はに依存します レドックス 電子移動と電子伝達系を含む反応。

違いがある クロロフィルの種類、および最も一般的なタイプは、クロロフィルa、クロロフィルb、およびクロロフィルcです。 ほとんどの植物は、青と赤の光の波長を吸収するクロロフィルaを持っています。 一部の植物や緑藻はクロロフィルbを使用しています。 クロロフィルcは渦鞭毛藻に含まれています。

人間や動物とは異なり、原核生物は酸素の必要性が異なります。 一部の原核生物はそれなしで存在できますが、他の原核生物はそれに依存しています。 これは彼らが持っているかもしれないことを意味します 有酸素 （酸素が必要）または 嫌気性 （酸素を必要としない）代謝。

さらに、一部の原核生物は、状況や環境に応じて2種類の代謝を切り替えることができます。

代謝のために酸素に依存する原核生物は 偏性嫌気性菌. 一方、酸素中に存在することができず、それを必要としない原核生物は 偏性嫌気性菌. 酸素の存在に応じて好気性代謝と嫌気性代謝を切り替えることができる原核生物は 通性嫌気性菌.

乳酸発酵 バクテリアのエネルギーを生み出す嫌気性反応の一種です。 あなたの筋肉細胞はまた乳酸発酵を持っています。 この過程で、細胞は解糖系を介して酸素なしでATPを生成します。 プロセスはピルビン酸をに変えます 乳酸 そしてNAD +とATPを作ります。

ヨーグルトやエタノールの製造など、このプロセスには多くの用途があります。 例えば、バクテリア ラクトバチルスブルガリクス ヨーグルトの製造を手伝ってください。 バクテリアは乳糖である乳糖を発酵させて乳酸を作ります。 これはミルクの血餅を作り、それをヨーグルトに変えます。

原核生物は、代謝に基づいてさまざまなグループに分類できます。 主な種類は従属栄養、独立栄養、光合成、化学栄養です。 しかし、すべての原核生物はまだ何らかのタイプを必要とします エネルギーまたは燃料 生きるために。

従属栄養原核生物は、他の生物から有機化合物を取得して炭素を取得します。 独立栄養原核生物は、二酸化炭素を炭素源として使用します。 多くはこれを達成するために光合成を使用することができます。 光合成原核生物は光からエネルギーを得ます。

化学栄養原核生物は、分解する化合物からエネルギーを得ます。

あなたは代謝経路をに分けることができます 同化 そして 異化 カテゴリ。 同化作用とは、エネルギーを必要とし、それを使用して小さな分子から大きな分子を構築することを意味します。 異化作用とは、エネルギーを放出し、大きな分子を分解して小さな分子を作ることを意味します。 光合成は同化プロセスですが、細胞呼吸は異化プロセスです。

真核生物と原核生物は、細胞の代謝に依存して生き、繁栄します。 それらのプロセスは異なりますが、どちらもエネルギーを使用または生成します。 細胞呼吸と光合成は、細胞で見られる最も一般的な経路です。 ただし、一部の原核生物には、独特の異なる代謝経路があります。

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