respirația celulară

Principalele procese care furnizează celula cu energie sunt fotosinteză, chemosynthesis, respirația și etapa de fermentație glicoliza ca respirația.

Deoarece oxigenul din sânge intră în celulă, sau mai degrabă în structurile celulare particulare - mitocondrii. Ele exista in toate celulele, cu excepția celulelor de bacterii de alge albastre-verzi și celule sanguine mature (eritrocite). Oxigenul intră în mitocondrii într-o reacție în mai multe etape, cu diverse substanțe nutritive -. Proteine, carbohidrați, grăsimi, etc. Acest proces se numește respirație celulară. Ca urmare, energia chimică este eliberată, în care se stochează substanțe specifice de celule - trifosfat de adenozină sau ATP. Acesta este un dispozitiv versatil de stocare a energiei, care organismul petrece pe creștere, mișcare, menținerea mijloacelor lor de trai.

Respiratia - această oxidare, cu oxigen descompunerea nutrienți organici, însoțită de formarea metaboliților reactivi și eliberarea de energie, care este utilizat de celule pentru procesele de viață.

ecuația generală respiratorie are următoarea formă:

În cazul în care Q = 2,878 kJ / mol.

Dar respirație, spre deosebire de procesul de ardere în mai multe etape. Se disting două etape principale: o etapă de oxigen și glicoliza.

Precious pentru organism ATP format nu numai în mitocondrii, dar în citoplasmă celulei ca glicolizei rezultat (din grecescul „glikis.“ - „dulce“ și „lisis“ - „dezintegrare“). Glicoliză nu este un proces membranozavisimym. Aceasta are loc în citoplasmă. Cu toate acestea enzime glicolitice asociate cu structura citoscheletului.

Glicoliză - procesul este foarte complicat. Acest proces de glucoza divizare prin acțiunea diferitelor enzime care nu necesită participarea oxigenului. Pentru descompunerea și oxidarea parțială a moleculelor de glucoză coordonate de curs necesare unsprezece reacții consecutive. In glicoliza, o moleculă de glucoză permite sintetizarea două molecule de ATP. produse de scindare ale glucozei poate intra apoi în reacția de fermentație, transformarea în etanol sau acid lactic. caracteristic fermentația alcoolică a drojdiei și acid lactic - tipic de celule animale și unele bacterii. Multe aerobic, de exemplu, care trăiesc exclusiv în mediul de oxigen demon, corpul îi lipsește energia generată ca urmare a glicolizei și fermentare. Dar organismele aerobe trebuie să fie completate cu marja redusă, și foarte semnificativ.

Produse de scindare glucozei se încadrează în mitocondrie. Sunt mai întâi scindate dintr-o moleculă de dioxid de carbon, care este excretat pe ieșire. „Afterburn“ are loc în așa-numitul ciclu Krebs (Anexa №1) (în numele biochimistul britanic care a descris-o) - o margaretă reacții în lanț. Fiecare dintre enzimele implicate în vine în conexiune, și după mai multe transformări din nou lansat în forma sa originală. Ciclul biogeochimic nu este încercuire fără țintă. El este mai asemănător cu feribot, care este urzeală între cele două părți, dar în cele din urmă de oameni și mașini se deplasează în direcția cea bună. Ca rezultat apare în reacțiile ciclului Krebs molecule de ATP suplimentare sintetizate scindat mai multe molecule de dioxid de carbon și atomi de hidrogen.

Grasimile sunt, de asemenea, implicate în acest lanț, dar scindarea lor are nevoie de timp, așa că, dacă este nevoie urgentă de energie, atunci organismul nu utilizează grăsimi și carbohidrați. Dar grăsimea - o sursă foarte bogată de energie. Ele pot fi oxidați pentru nevoile de energie și proteine, dar numai în cazuri extreme, de exemplu în timpul foame prelungite. Proteine ​​pentru celula - în caz de urgență.

Principala performanță a procesului de sinteză ATP are loc la participarea oxigenului într-un lanț respirator multipas. Oxigenul este capabil să oxideze mulți compuși organici și astfel emit multă energie dintr-o dată. Dar o astfel de explozie a corpului ar fi fatală. Rolul lanțului respirator și în toate aerob, adică legat cu respirația de oxigen constă în faptul că organismul furnizează energie în mod continuu și în porțiuni mici, - în măsura în care, în măsura în care organismul are nevoie. Puteți desena o analogie cu benzină: împrăștiat pe sol și-a dat foc, el imediat izbucnește fără nici un beneficiu. Și în mașină, arde încet, benzina va fi de câteva ore pentru a efectua o muncă utilă. Dar pentru acest dispozitiv sofisticat, cum ar fi un motor.

lanț respirator coroborat cu ciclul Krebs și glicoliza permite să aducă „ieșire“ molecule de ATP la fiecare moleculă de glucoză la 38. Dar, în timpul glicolizei raportul a fost de doar 2: 1. Astfel, eficiența respirației aerobe este mult mai mult.

Mecanismul sintezei ATP în glicoliză este relativ simplu și poate fi reprodus in vitro, fără dificultate. Dar niciodată nu a reușit în laborator pentru a simula respirație sinteza ATP. În 1961, engleză biochimist Peter Mitchell a sugerat că enzimele - vecinii din lanțul respirator - nu respectă numai cu ordinea strictă a priorității, dar, de asemenea, o procedură clară în spațiul celulei. lanț respirator, fără a schimba ordinea sa, este fixată în carcasa interioară (membrana) și mitocondriile de mai multe ori „sews“ ei dacă copci. Încercările de a reproduce sinteza ATP respiratorie nu a reușit, deoarece rolul cercetătorilor membranei subestimat. Și, de fapt participa la reacție încă enzimele în fungus concentrate pe partea interioară a membranei. Dacă aceste creșteri eliminat, ATP nu vor fi sintetizate.

Respirația aduce prejudicii.

Oxigen molecular - un agent oxidant puternic. Dar cum puternic de droguri, este în măsură să dea, și efecte secundare. De exemplu, interacțiunea directă a oxigenului cu lipide determină peroxizi toxici și dă o structură de celule. Compusul activ de oxigen poate afecta, de asemenea, proteine ​​și acizi nucleici.

De ce nu se întâmplă intoxicații cu aceste otrăvuri? Pentru că ei au antidotul. Viața își are originea în absența oxigenului, iar primele creaturi de pe Pământ erau anaerob. Apoi, el a apărut fotosinteza, și oxigen ca acesta este un produs secundar a început să se acumuleze în atmosferă. În acele zile, acest gaz a fost periculos pentru toate lucrurile vii. Unii anaerobi au fost uciși, alții au găsit colțuri anoxice, de exemplu, stabilindu-se în agregatele de sol; alții au început să se adapteze și să se schimbe. A fost apoi că au existat mecanisme care protejeaza celulele vii de oxidare aleatoare. Aceste diverse substanțe: enzime, inclusiv un peroxid de hidrogen distrugătorul rău intenționat - cataliză, precum și multe alte compus neproteic.

Respiratia, în general, mai întâi a apărut ca o modalitate de a elimina oxigenul din organism din jurul atmosferei și abia mai târziu a devenit o sursă de energie. Adaptat la noul mediu a devenit aerobă anaerobă a primit beneficii enorme. Dar pericolul ascuns de oxigen pentru ei încă mai rămâne. puterea antioxidanta „antidot“ nu este nelimitată. De aceea, în oxigen pur, dar încă sub presiune, toate lucrurile vii mor destul de repede. În cazul în care celula va fi deteriorat de un factor extern, mecanismele de apărare sunt, de obicei, a negat, în primul rând, și apoi oxigenul începe să facă rău chiar și la o concentrație atmosferică normală