당신은 어렸을 때부터 당신이 먹는 음식이 당신의 몸에 도움을 줄 수있는 음식에있는 음식보다 훨씬 작은 "무언가"가되어야한다는 것을 이해했을 것입니다. 좀 더 구체적으로 말하자면, 탄수화물 로 분류 설탕 모든 세포에서 언제라도 발생하는 대사 반응의 궁극적 인 연료 공급원입니다.
그 분자는 포도당뾰족한 고리 형태의 탄소 6 개 분자. 모든 셀에서 해당 작용, 더 복잡한 세포에서도 참여합니다. 발효, 광합성 과 세포 호흡 다른 유기체에서 다양한 정도로.
그러나 "어떤 분자가 세포에서 에너지 원으로 사용됩니까?"라는 질문에 답하는 다른 방법이 있습니다. "어떤 분자가 직접 세포 자체의 프로세스에 동력을 공급합니까? "
영양소 대. 연료
포도당처럼 모든 세포에서 활동하는 "힘을주는"분자는 ATP, 또는 아데노신 삼인산, 종종 "세포의 에너지 통화"라고 불리는 뉴클레오티드. "모든 세포의 연료는 어떤 분자입니까?"라고 자문 할 때 어떤 분자를 생각해야합니까? 포도당입니까, ATP입니까?
이 질문에 대답하는 것은 "인간은 지상에서 화석 연료를 얻습니다"와 "인간은 화석을 얻습니다"라는 말의 차이를 이해하는 것과 유사합니다. 석탄 발전소에서 나오는 연료 에너지. "두 진술은 모두 사실이지만 대사 에너지 전환 사슬의 다른 단계를 다룹니다. 반응. 생명체에서 포도당은 기본입니다 영양소,하지만 ATP가 기본입니다. 연료.
원핵 세포 대. 진핵 세포
모든 생물은 원핵 생물과 진핵 생물의 두 가지 범주 중 하나에 속합니다. 원핵 생물은 분류학의 단세포 유기체입니다 도메인 박테리아와 고세균, 반면 진핵 생물은 모두 동물, 식물, 곰팡이 및 원생 생물을 포함하는 Eukaryota 도메인에 속합니다.
원핵 생물은 진핵 생물에 비해 작고 단순합니다. 그들의 세포는 그에 따라 덜 복잡합니다. 대부분의 경우 원핵 세포는 원핵 생물과 동일하며 박테리아의 에너지 요구량은 진핵 세포보다 훨씬 적습니다.
원핵 세포는 자연계의 모든 세포에서 발견되는 동일한 네 가지 구성 요소 인 DNA, 세포막, 세포질 및 리보솜을 가지고 있습니다. 그들의 세포질은 해당 과정에 필요한 모든 효소를 포함하고 있지만, 미토콘드리아와 엽록체가 없다는 것은 해당 과정이 실제로 원핵 생물에 사용할 수있는 유일한 대사 경로임을 의미합니다.
원핵 세포와 진핵 세포의 유사점과 차이점에 대해 자세히 알아보세요.
포도당이란?
포도당은 육각형 모양으로 다이어그램으로 표시되는 고리 형태의 6 탄소 설탕입니다. 그것의 화학 공식은 C입니다6H12영형6, 1: 2: 1의 C / H / O 비율을 제공합니다. 이것은 사실이거나 탄수화물로 분류 된 모든 생체 분자입니다.
포도당은 단당류즉, 서로 다른 구성 요소 간의 수소 결합을 끊어서 다른 더 작은 당으로 환원 될 수 없습니다. 과당은 또 다른 단당류입니다. 포도당과 과당을 결합하여 만들어지는 자당 (설탕)은 이당류.
포도당은 클리닉이나 병원 실험실에서 환자의 대사 상태를 확인할 때 혈액 내 농도를 측정하는이 화합물이기 때문에 "혈당"이라고도합니다. 체세포에 들어가기 전에 분해가 필요하지 않기 때문에 정맥 용액으로 혈류에 직접 주입 할 수 있습니다.
ATP는 무엇입니까?
ATP는 뉴클레오타이드, 이는 5 개의 다른 질소 염기 중 하나, 리보스라고하는 5 개의 탄소 당 및 1 ~ 3 개의 인산염 그룹으로 구성되어 있음을 의미합니다. 뉴클레오티드의 염기는 아데닌 (A), 시토신 (C), 구아닌 (G), 티민 (T) 또는 우라실 (U) 일 수 있습니다. 뉴클레오티드는 핵산 DNA와 RNA의 빌딩 블록입니다. A, C 및 G는 두 핵산 모두에서 발견되는 반면 T는 DNA에서만 발견되고 U는 RNA에서만 발견됩니다.
ATP의 "TP"는 "트리 포스페이트"를 의미하며 ATP가 뉴클레오티드가 가질 수있는 최대 인산기 수 (3 개)를 가지고 있음을 나타냅니다. 대부분의 ATP는 인산화로 알려진 과정 인 ADP 또는 아데노신 디 포스페이트에 인산기를 부착하여 만들어집니다.
ATP 및 그 파생물은 생화학 및 의학 분야에서 광범위한 응용 분야를 가지고 있으며, 21 세기가 30 년이 다가옴에 따라 많은 연구 단계에 있습니다.
세포 에너지 생물학
식품에서 에너지를 방출하려면 식품 성분의 화학적 결합을 끊고이 에너지를 ATP 분자 합성에 활용합니다. 예를 들어 탄수화물은 모두 산화 결국 이산화탄소 (CO2) 및 물 (H2영형). 지방은 또한 지방산 사슬로 산화되어 아세테이트 분자를 생성하고 진핵 미토콘드리아에서 호기성 호흡으로 들어갑니다.
단백질의 분해 산물은 질소가 풍부하고 다른 단백질과 핵산을 만드는 데 사용됩니다. 그러나 단백질이 만들어지는 20 개 아미노산 중 일부는 변형되어 세포 호흡 수준에서 세포 대사에 들어갈 수 있습니다 (예: 해당 과정 후).
당분 해
요약:당분 해는 직접 생성합니다 2 ATP 모든 포도당 분자에 대해; 그것은 추가 대사 과정을 위해 피루 베이트와 전자 운반체를 공급합니다.
Glycolysis는 포도당 분자가 3 개의 탄소 분자 인 pyruvate의 두 분자로 변형되어 2 개의 ATP를 생성하는 일련의 10 개의 반응입니다. 이것은 2 개의 ATP가 포스페이트 그룹을 이동하는 포도당 분자에 부착하는 데 사용되는 초기 "투자"단계로 구성됩니다. 포도당 유도체는 한 쌍의 탄소가 3 개인 중간 화합물로 분리되어 탄소 3 개 화합물 당 2 개의 ATP를 생성합니다. 사무용 겉옷.
이는 투자 단계에서 2 개의 ATP가 소비되지만 지불 단계에서 총 4 개의 ATP가 생성되기 때문에 해당 과정의 순 효과는 포도당 분자 당 2 개의 ATP를 생성한다는 것을 의미합니다.
해당 과정에 대해 자세히 알아보십시오.
발효
요약:발효는 NAD를 보충합니다+ 해당 과정을 위해; ATP를 직접 생성하지 않습니다.
에너지 요구를 충족시키기에 산소가 충분하지 않은 경우, 매우 열심히 달리거나 역도를 세게 들어 올릴 때 해당 과정이 유일한 대사 과정 일 수 있습니다. 이것은 당신이 들었을지도 모르는 "유산 연소"가 들어오는 곳입니다. 피루 베이트가 아래와 같이 호기성 호흡에 들어갈 수 없으면 젖산으로 전환되어 별로 좋은 것은 아니지만 핵심 중간 분자를 공급하여 해당 과정이 계속 될 수 있도록합니다. NAD라고+.
크렙스 사이클
요약:크렙스 사이클은 ATP 1 개 (2 개의 피루 베이트가 2 개의 아세틸 CoA를 만들 수 있기 때문에, 따라서 포도당 "상류"당 2 개의 ATP).
적절한 산소의 정상적인 조건에서 진핵 생물의 해당 과정에서 생성 된 거의 모든 피루 베이트는 세포질을 미토콘드리아로 알려진 세포 기관 ( "작은 기관")으로 변환하여 탄소 2 개 분자로 전환 아세틸 코엔자임 A (아세틸 CoA) CO를 제거하고 방출하여2. 이 분자는 옥 살로 아세테이트라고하는 탄소 4 개 분자와 결합하여 구연산염을 생성합니다. 이는 TCA 회로 또는 구연산 회로라고도하는 첫 번째 단계입니다.
이 반응의 "휠"은 결국 구연산염을 다시 옥 살로 아세테이트로 환원 시켰고, 그 과정에서 단일 ATP가 소위 고 에너지 전자 운반체 (NADH 및 FADH)와 함께 생성됩니다.2).
전자 수송 사슬
요약:전자 수송 사슬은 약 32 ~ 34 ATP "상류"포도당 분자 당, 진핵 생물의 세포 에너지에 가장 큰 기여를합니다.
크렙스 회로의 전자 운반체는 미토콘드리아 내부에서 세포 기관의 내부 막으로 이동합니다.이 세포에는 시토크롬이라고하는 모든 종류의 특수 효소가 작동 할 준비가되어 있습니다. 요컨대, 수소 원자 형태의 전자가 운반체에서 제거되면 ADP 분자가 많은 양의 ATP로 인산화됩니다.
이 일련의 반응이 일어나기 위해서는 막을 가로 질러 일어나는 캐스케이드에서 산소가 최종 전자 수용체로 존재해야합니다. 그렇지 않은 경우 세포 호흡 과정이 "백업"되고 크렙스 주기도 발생할 수 없습니다.