Hücresel Metabolizma: Tanımı, Süreci ve ATP'nin Rolü

Hücreler hareket, bölünme, çarpma ve diğer işlemler için enerjiye ihtiyaç duyar. Yaşamlarının büyük bir bölümünü bu enerjiyi metabolizma yoluyla elde etmeye ve kullanmaya odaklanarak geçirirler.

Prokaryotik ve ökaryotik hücreler hayatta kalabilmek için farklı metabolik yollara bağımlıdır.

Hücre metabolizması canlı organizmalarda bu organizmaları sürdürmek için gerçekleşen süreçler dizisidir.

Hücre biyolojisinde ve moleküler Biyoloji, metabolizma, enerji üretmek için organizmaların içinde meydana gelen biyokimyasal reaksiyonları ifade eder. Metabolizmanın konuşma dilinde veya beslenmeyle ilgili kullanımı, kimyasal süreçler besini enerjiye dönüştürürken vücudunuzda bu gerçekleşir.

Terimler benzerlik gösterse de farklılıklar da vardır. Metabolizma hücreler için önemlidir çünkü süreçler organizmaları canlı tutar ve onların büyümesine, çoğalmasına veya bölünmesine izin verir.

Aslında çoklu metabolizma süreçleri vardır. Hücresel solunum yapmak için glikozu parçalayan bir tür metabolik yoldur. adenozin trifosfatveya ATP.

Hücresel solunumun ana adımları ökaryotlar şunlardır:

• Glikoliz
• piruvat oksidasyonu
• Sitrik asit veya Krebs döngüsü
• Oksidatif fosforilasyon

Ana reaktanlar glikoz ve oksijen iken ana ürünler karbondioksit, su ve ATP'dir. Hücrelerdeki fotosentez, organizmaların şeker yapmak için kullandığı başka bir metabolik yol türüdür.

Bitkiler, algler ve siyanobakteri kullanımı fotosentez. Ana adımlar, ışığa bağımlı reaksiyonlar ve Calvin döngüsü veya ışıktan bağımsız reaksiyonlardır. Ana reaktanlar ışık enerjisi, karbondioksit ve su, ana ürünler ise glikoz ve oksijendir.

Metabolizma prokaryotlar çeşitlenebilir. Metabolik yolların temel türleri arasında heterotrofik, ototrofik, fototrofik ve kemotrofik reaksiyonlar. Bir prokaryotun sahip olduğu metabolizma türü, nerede yaşadığını ve çevreyle nasıl etkileşime girdiğini etkileyebilir.

Metabolik yolları ayrıca ekoloji, insan sağlığı ve hastalıklarda da rol oynar. Örneğin, oksijeni tolere edemeyen prokaryotlar vardır, örneğin C. botulinum. Bu bakteri, oksijenin olmadığı bölgelerde iyi büyüdüğü için botulizme neden olabilir.

İlgili makale:Kanser Araştırmalarının Neden Bu Kadar Önemli Olduğunu Gösteren Son 5 Buluş

enzimler gibi davranan maddelerdir katalizörler kimyasal reaksiyonları hızlandırmak veya meydana getirmek için. Canlı organizmalardaki çoğu biyokimyasal reaksiyon, çalışmak için enzimlere dayanır. Hücresel metabolizma için önemlidirler çünkü birçok süreci etkileyebilir ve onları başlatmaya yardımcı olabilirler.

Glikoz ve ışık enerjisi, hücre metabolizması için en yaygın yakıt kaynaklarıdır. Bununla birlikte, metabolik yollar enzimler olmadan çalışmaz. Hücrelerdeki enzimlerin çoğu proteindir ve kimyasal işlemlerin başlaması için aktivasyon enerjisini düşürür.

Bir hücredeki reaksiyonların çoğu oda sıcaklığında gerçekleştiğinden enzimler olmadan çok yavaştır. Örneğin, sırasında glikoliz hücresel solunumda enzim piruvat kinaz bir fosfat grubunun transferine yardımcı olarak önemli bir rol oynar.

Hücresel solunum ökaryotlarda öncelikle mitokondride meydana gelir. Ökaryotik hücreler hayatta kalmak için hücresel solunuma bağlıdır.

Sırasında glikolizhücre, sitoplazmadaki glikozu oksijen varken veya yokken parçalar. Altı karbonlu şeker molekülünü iki, üç karbonlu piruvat molekülüne böler. Ek olarak, glikoliz ATP'yi yapar ve NAD+'yı NADH'ye dönüştürür. Sırasında piruvat oksidasyonu, piruvatlar mitokondriyal matrise girer ve koenzim A veya asetil CoA. Bu, karbondioksiti serbest bırakır ve daha fazla NADH yapar.

Esnasında sitrik asit veya Krebs döngüsü, asetil CoA ile birleşir oksaloasetat yapmak sitrat. Daha sonra sitrat, karbondioksit ve NADH yapmak için reaksiyonlardan geçer. Döngü ayrıca FADH2 ve ATP'yi de yapar.

Sırasında oksidatif fosforilasyon, elektron taşıma zinciri önemli bir rol oynar. NADH ve FADH2 elektron taşıma zincirine elektron verir ve NAD+ ve FAD olur. Elektronlar bu zincirden aşağı doğru hareket eder ve ATP'yi oluşturur. Bu işlem aynı zamanda su üretir. Hücresel solunum sırasında ATP üretiminin çoğu bu son adımdadır.

Fotosentez, bitki hücrelerinde, bazı alglerde ve siyanobakteri adı verilen bazı bakterilerde gerçekleşir. Bu metabolik süreç, klorofil sayesinde kloroplastlarda gerçekleşir ve oksijenle birlikte şeker üretir. ışığa bağımlı reaksiyonlar, artı Calvin döngüsü veya ışıktan bağımsız reaksiyonlar, fotosentezin ana parçalarıdır. Gezegenin genel sağlığı için önemlidir, çünkü canlılar bitkilerin ürettiği oksijene güvenir.

Esnasında ışığa bağımlı reaksiyonlar içinde tilakoid zar kloroplastın, klorofil pigmentler ışık enerjisini emer. ATP, NADPH ve su üretirler. Esnasında Calvin döngüsü veya ışıktan bağımsız reaksiyonlar içinde stroma, ATP ve NADPH, sonunda glikoz haline gelen gliseraldehit-3-fosfat veya G3P'nin yapılmasına yardımcı olur.

Hücresel solunum gibi, fotosentez de şunlara bağlıdır: redoks elektron transferlerini ve elektron taşıma zincirini içeren reaksiyonlar.

farklı var klorofil türleri, ve en yaygın türleri klorofil a, klorofil b ve klorofil c'dir. Çoğu bitki, mavi ve kırmızı ışık dalga boylarını emen klorofil a'ya sahiptir. Bazı bitkiler ve yeşil algler klorofil kullanır b. Klorofil c'yi dinoflagellatlarda bulabilirsiniz.

İnsanlardan veya hayvanlardan farklı olarak, prokaryotlar oksijen gereksinimlerine göre değişir. Bazı prokaryotlar onsuz var olabilir, bazıları ise ona bağlıdır. Bu, sahip olabilecekleri anlamına gelir aerobik (oksijen gerektiren) veya anaerobik (oksijen gerektirmeyen) metabolizma.

Ek olarak, bazı prokaryotlar, durumlarına veya çevrelerine bağlı olarak iki tür metabolizma arasında geçiş yapabilir.

Metabolizma için oksijene bağımlı olan prokaryotlar zorunlu aeroblar. Öte yandan oksijende bulunamayan ve oksijene ihtiyaç duymayan prokaryotlar ise zorunlu anaeroblar. Oksijen varlığına bağlı olarak aerobik ve anaerobik metabolizma arasında geçiş yapabilen prokaryotlar fakültatif anaeroblar.

laktik asit fermantasyonu bakteriler için enerji üreten bir tür anaerobik reaksiyondur. Kas hücrelerinizde ayrıca laktik asit fermantasyonu vardır. Bu işlem sırasında hücreler, glikoliz yoluyla oksijensiz ATP üretirler. İşlem piruvatı dönüştürür laktik asit ve NAD+ ve ATP'yi yapar.

Bu işlem için endüstride yoğurt ve etanol üretimi gibi birçok uygulama vardır. Örneğin, bakteriler Lactobacillus bulgaricus yoğurt üretimine yardımcı olur. Bakteriler, laktik asit yapmak için sütteki şeker olan laktozu fermente eder. Bu sütü pıhtılaştırır ve yoğurda dönüştürür.

Prokaryotları metabolizmalarına göre farklı gruplara ayırabilirsiniz. Ana tipler heterotrofik, ototrofik, fototrofik ve kemotrofiktir. Bununla birlikte, tüm prokaryotlar hala bir tür enerji veya yakıt yaşamak.

Heterotrofik prokaryotlar, karbon elde etmek için diğer organizmalardan organik bileşikler alır. Ototrofik prokaryotlar, karbon kaynağı olarak karbondioksit kullanır. Birçoğu bunu başarmak için fotosentezi kullanabilir. Fototrofik prokaryotlar enerjilerini ışıktan alırlar.

Kemotrofik prokaryotlar, enerjilerini parçaladıkları kimyasal bileşiklerden alırlar.

Metabolik yolları ikiye bölebilirsiniz. anabolik ve katabolik kategoriler. Anabolik, enerjiye ihtiyaç duydukları ve bunu küçük moleküllerden büyük moleküller oluşturmak için kullandıkları anlamına gelir. Katabolik, enerji saldıkları ve daha küçük moleküller yapmak için büyük molekülleri parçaladıkları anlamına gelir. Fotosentez anabolik bir süreçtir, hücresel solunum ise katabolik bir süreçtir.

Ökaryotlar ve prokaryotlar, yaşamak ve gelişmek için hücresel metabolizmaya bağlıdır. Süreçleri farklı olsa da hem enerjiyi kullanırlar hem de üretirler. Hücresel solunum ve fotosentez, hücrelerde görülen en yaygın yollardır. Bununla birlikte, bazı prokaryotların benzersiz olan farklı metabolik yolları vardır.

İlgili içerik:

• Amino asitler
• Yağ asitleri
• gen ifadesi
• Nükleik asitler
• Kök hücreler