Šūnu vielmaiņa: ATP definīcija, process un loma

Šūnām nepieciešama enerģija kustībai, dalīšanai, reizināšanai un citiem procesiem. Viņi pavada lielu daļu sava mūža, koncentrējoties uz šīs enerģijas iegūšanu un izmantošanu, izmantojot metabolismu.

Prokariotu un eikariotu šūnas ir atkarīgi no dažādiem vielmaiņas ceļiem, lai izdzīvotu.

Šūnu vielmaiņa ir virkne procesu, kas notiek dzīvos organismos, lai uzturētu šos organismus.

Šūnu bioloģijā un molekulārā bioloģija, vielmaiņa attiecas uz bioķīmiskajām reakcijām, kas notiek organismos enerģijas ražošanai. Vielmaiņas sarunvalodas vai uztura izmantošana attiecas uz ķīmiskie procesi kas notiek jūsu ķermenī, pārvēršot pārtiku enerģijā.

Lai gan terminiem ir līdzība, pastāv arī atšķirības. Metabolisms šūnām ir svarīgs, jo procesi uztur organismus dzīvus un ļauj tiem augt, vairoties vai dalīties.

Faktiski ir vairāki vielmaiņas procesi. Šūnu elpošana ir metabolisma ceļa veids, kas noārda glikozi adenozīna trifosfātsvai ATP.

Galvenie šūnu elpošanas soļi eikarioti ir:

• Glikolīze
• Piruvāta oksidēšana
• Citronskābes vai Krebsa cikls
• Oksidatīvā fosforilēšana

Galvenie reaģenti ir glikoze un skābeklis, bet galvenie produkti ir oglekļa dioksīds, ūdens un ATP. Fotosintēze šūnās ir vēl viens metabolisma ceļa veids, ko organismi izmanto cukura ražošanai.

Augu, aļģu un zilaļģu izmantošana fotosintēze. Galvenie soļi ir no gaismas atkarīgās reakcijas un Kalvina cikls jeb no gaismas neatkarīgas reakcijas. Galvenie reaģenti ir gaismas enerģija, oglekļa dioksīds un ūdens, bet galvenie produkti ir glikoze un skābeklis.

Metabolisms prokarioti var atšķirties. Metabolisma ceļu pamata veidi ir heterotrofi, autotrofi, fototrofisks un chemotrofisks reakcijas. Metabolisma veids, kas piemīt prokariotam, var ietekmēt tā dzīvesvietu un mijiedarbību ar vidi.

Viņu vielmaiņas ceļiem ir nozīme arī ekoloģijā, cilvēku veselībā un slimībās. Piemēram, ir prokarioti, kas nepanes skābekli, piemēram C. botulīns. Šīs baktērijas var izraisīt botulismu, jo tas labi aug apgabalos, kur nav skābekļa.

Saistītais raksts:5 jaunākie sasniegumi, kas parāda, kāpēc vēža izpēte ir tik svarīga

Fermenti ir vielas, kas darbojas kā katalizatori paātrināt vai izraisīt ķīmiskas reakcijas. Lielākā daļa dzīvo organismu bioķīmisko reakciju ir atkarīgas no fermentu darbības. Tie ir svarīgi šūnu metabolismam, jo ​​tie var ietekmēt daudzus procesus un palīdzēt tos uzsākt.

Glikoze un gaismas enerģija ir visizplatītākais degvielas avots šūnu metabolismam. Tomēr vielmaiņas ceļi nedarbotos bez fermentiem. Lielākā daļa fermentu šūnās ir olbaltumvielas un samazina ķīmisko procesu sākšanas enerģiju.

Tā kā lielākā daļa reakciju šūnā notiek istabas temperatūrā, bez fermentiem tās notiek pārāk lēni. Piemēram, laikā glikolīze šūnu elpošanā - enzīms piruvāta kināze ir svarīga loma, palīdzot pārnest fosfātu grupu.

Šūnu elpošana eikariotos galvenokārt notiek mitohondrijos. Eikariotu šūnas izdzīvošanai ir atkarīgas no šūnu elpošanas.

Laikā glikolīze, šūna sadala glikozi citoplazmā ar vai bez skābekļa. Tas sadala sešu oglekļa cukura molekulu divās trīs oglekļa piruvāta molekulās. Turklāt glikolīze padara ATP un pārveido NAD + par NADH. Laikā piruvāta oksidēšana, piruvāti nonāk mitohondriju matricā un kļūst koenzīms A vai acetil CoA. Tas atbrīvo oglekļa dioksīdu un padara vairāk NADH.

Laikā citronskābe vai Krebsa cikls, acetil CoA apvienojas ar oksaloacetāts taisīt citrāts. Tad citrāts iziet reakcijas, lai iegūtu oglekļa dioksīdu un NADH. Cikls arī padara FADH2 un ATP.

Laikā oksidatīvā fosforilēšana, elektronu transporta ķēde ir izšķiroša loma. NADH un FADH2 piešķir elektronus elektronu transporta ķēdei un kļūst par NAD + un FAD. Elektroni pārvietojas pa šo ķēdi un veido ATP. Šis process rada arī ūdeni. Lielākā daļa ATP ražošanas šūnu elpošanas laikā notiek šajā pēdējā posmā.

Fotosintēze notiek augu šūnās, dažās aļģēs un dažās baktērijās, ko sauc par cianobaktērijām. Šis vielmaiņas process notiek hloroplastos, pateicoties hlorofilam, un tas kopā ar skābekli ražo cukuru. The no gaismas atkarīgas reakcijas, kā arī Kalvina cikls vai no gaismas neatkarīgas reakcijas ir galvenās fotosintēzes daļas. Tas ir svarīgi vispārējai planētas veselībai, jo dzīvās būtnes paļaujas uz augu radīto skābekli.

Laikā no gaismas atkarīgas reakcijas iekš tilakoīda membrāna hloroplasts, hlorofils pigmenti absorbē gaismas enerģiju. Viņi ražo ATP, NADPH un ūdeni. Laikā Kalvina cikls vai no gaismas neatkarīgas reakcijas iekš stroma, ATP un NADPH palīdz padarīt gliceraldehīda-3-fosfātu vai G3P, kas galu galā kļūst par glikozi.

Tāpat kā šūnu elpošana, arī fotosintēze ir atkarīga no tā redokss reakcijas, kas saistītas ar elektronu pārnesi un elektronu transporta ķēdi.

Ir dažādi hlorofila veidi, un visizplatītākie veidi ir hlorofils a, hlorofils b un hlorofils c. Lielākajai daļai augu ir hlorofils a, kas absorbē zilās un sarkanās gaismas viļņu garumus. Daži augi un zaļās aļģes izmanto hlorofilu b. Dinoflagelātos var atrast hlorofilu c.

Atšķirībā no cilvēkiem vai dzīvniekiem, prokariotu vajadzība pēc skābekļa atšķiras. Daži prokarioti var pastāvēt bez tā, bet citi ir atkarīgi no tā. Tas nozīmē, ka viņiem var būt aerobikas (nepieciešams skābeklis) vai anaerobs (neprasa skābekli) metabolismu.

Turklāt daži prokarioti var pārslēgties starp diviem metabolisma veidiem atkarībā no apstākļiem vai vides.

Prokarioti, kuru metabolisms ir atkarīgs no skābekļa, ir obligāt aerobus. No otras puses, prokarioti, kas nevar pastāvēt skābeklī un kuriem tas nav vajadzīgs uzlikt par pienākumu anaerobiem. Prokarioti, kas atkarībā no skābekļa klātbūtnes var pārslēgties starp aerobo un anaerobo metabolismu, ir fakultatīvie anaerobi.

Pienskābes fermentācija ir anaerobās reakcijas veids, kas ražo enerģiju baktērijām. Jūsu muskuļu šūnās ir arī pienskābes fermentācija. Šī procesa laikā šūnas glikolīzes ceļā veido ATP bez skābekļa. Šis process pārvērš piruvātu pienskābe un padara NAD + un ATP.

Rūpniecībā šim procesam ir daudz pielietojumu, piemēram, jogurta un etanola ražošana. Piemēram, baktērijas Lactobacillus bulgaricus palīdzēt ražot jogurtu. Baktērijas fermentē pienā esošo cukuru laktozi, lai iegūtu pienskābi. Tas padara pienu sarecējušu un pārvērš to par jogurtu.

Jūs varat kategorizēt prokariotus dažādās grupās, pamatojoties uz vielmaiņu. Galvenie veidi ir heterotrofi, autotrofi, fototrofi un ķīmiji. Tomēr visiem prokariotiem joprojām ir vajadzīgi daži enerģija vai degviela dzīvot.

Heterotrofie prokarioti iegūst organiskos savienojumus no citiem organismiem, lai iegūtu oglekli. Autotrofiskie prokarioti kā oglekļa avotu izmanto oglekļa dioksīdu. Daudzi to spēj izmantot fotosintēzi. Fototrofiskie prokarioti enerģiju iegūst no gaismas.

Ķīmotrofie prokarioti iegūst enerģiju no ķīmiskajiem savienojumiem, kurus tie noārda.

Jūs varat sadalīt vielmaiņas ceļus anaboliska un katabolisks kategorijām. Anaboliskie līdzekļi nozīmē, ka tiem nepieciešama enerģija un tie tiek izmantoti lielu molekulu veidošanai no mazām. Katabolisms nozīmē, ka tie atbrīvo enerģiju un sadala lielas molekulas, lai iegūtu mazākas. Fotosintēze ir anabolisks process, savukārt šūnu elpošana ir katabolisks process.

Eikarioti un prokarioti ir atkarīgi no šūnu vielmaiņas, lai dzīvotu un attīstītos. Lai gan viņu procesi ir atšķirīgi, viņi abi vai nu izmanto, vai rada enerģiju. Šūnu elpošana un fotosintēze ir visbiežāk sastopamie ceļi šūnās. Tomēr dažiem prokariotiem ir atšķirīgi vielmaiņas ceļi, kas ir unikāli.

Saistīts saturs:

• Aminoskābes
• Taukskābes
• Gēnu izpausme
• Nukleīnskābes
• Cilmes šūnas