Vsebina
- Celični metabolizem
- Kaj je proces presnove celic?
- Encimi: osnove
- Celično dihanje v evkariotih
- Presnova v rastlinah: fotosinteza
- Presnova v prokariotih
- Fermentacija mlečne kisline
- Kakšen je celični metabolizem v različnih vrstah prokariotov?
- Anabolični proti Katabolični
Celice potrebujejo energijo za gibanje, delitev, množenje in druge procese. Velik del svojega življenja preživijo osredotočeno na pridobivanje in uporabo te energije s presnovo.
Prokariontske in evkariontske celice so odvisne od različnih presnovnih poti za preživetje.
Celični metabolizem
Celični metabolizem je niz procesov, ki potekajo v živih organizmih za vzdrževanje teh organizmov.
V celični biologiji in molekularni biologiji se metabolizem nanaša na biokemične reakcije, ki se dogajajo znotraj organizmov, da proizvedejo energijo. Pogovorna ali prehranska uporaba metabolizma se nanaša na kemični procesi ki se zgodijo v telesu, ko hrano pretvarjate v energijo.
Čeprav sta izraza podobna, obstajajo tudi razlike. Presnova je pomembna za celice, ker procesi ohranjajo organizme v življenju in jim omogočajo, da rastejo, se razmnožujejo ali delijo.
Kaj je proces presnove celic?
Dejansko je več procesov metabolizma. Celično dihanje je vrsta presnovne poti, ki razgradi glukozo, da nastane adenozin trifosfat ali ATP.
Glavni koraki celičnega dihanja pri evkariotih so:
Glavni reaktanti so glukoza in kisik, glavni proizvodi pa so ogljikov dioksid, voda in ATP. Fotosinteza v celicah je druga vrsta presnovne poti, ki jo organizmi uporabljajo za izdelavo sladkorja.
Rastline, alge in cianobakterije uporabljajo fotosintezo. Glavni koraki so reakcije, ki so odvisne od svetlobe, in Calvin cikel ali reakcije, ki niso odvisne od svetlobe. Glavni reaktanti so svetlobna energija, ogljikov dioksid in voda, glavni produkti pa so glukoza in kisik.
Presnova v prokariotih je lahko različna. Osnovne vrste presnovnih poti vključujejo heterotrofne, avtotrofne oz. fototrofno in kemotrofični reakcije. Vrsta presnove, ki jo ima prokariot, lahko vpliva na to, kje živi in kako vpliva na okolje.
Njihove presnovne poti igrajo tudi vlogo v ekologiji, zdravju ljudi in boleznih. Na primer, obstajajo prokarioti, ki ne prenesejo kisika, npr C. botulinum. Ta bakterija lahko povzroči botulizem, ker dobro raste na območjih brez kisika.
Sorodni članek: 5 nedavnih prebojev, ki kažejo, zakaj so raziskave raka tako pomembne
Encimi: osnove
Encimi so snovi, ki delujejo kot katalizatorji za pospešitev ali sprožitev kemičnih reakcij. Večina biokemijskih reakcij v živih organizmih temelji na delovanju encimov. Pomembni so za celični metabolizem, saj lahko vplivajo na številne procese in pomagajo pri njihovem zagonu.
Glukoza in svetlobna energija sta najpogostejša vira goriva za celični metabolizem. Vendar presnovne poti ne bi delovale brez encimov. Večina encimov v celicah je beljakovin in zniža aktivacijsko energijo za začetek kemičnih procesov.
Ker se večina reakcij v celici odvija pri sobni temperaturi, so brez encimov prepočasne. Na primer, med glikolizo v celičnem dihanju, encim piruvat kinaza igra pomembno vlogo, saj pomaga pri prenosu skupine fosfatov.
Celično dihanje v evkariotih
Celično dihanje pri evkariotih se pojavlja predvsem v mitohondrijih. Evkariontske celice so odvisne od celičnega dihanja, da preživijo.
Med glikoliza, celica razgradi glukozo v citoplazmi z ali brez kisika. Molekul sladkorja s šestimi ogljikovimi razdeli na dve, tri-ogljikove molekule piruvata. Poleg tega glikoliza naredi ATP in pretvori NAD + v NADH. Med oksidacija piruvata, piruvati vstopijo v mitohondrijsko matrico in postanejo koencim A ali acetil CoA. To sprošča ogljikov dioksid in naredi več NADH.
Med citronska kislina ali Krebsov cikel, acetil CoA združuje s oksaloacetat narediti citrat. Nato citrat poteka skozi reakcije, da nastane ogljikov dioksid in NADH. V ciklu sta tudi FADH2 in ATP.
Med oksidativno fosforilacijo, the elektronska transportna veriga igra ključno vlogo. NADH in FADH2 dajeta elektrone v verigo prenosa elektronov in postaneta NAD + in FAD. Elektroni se premikajo po tej verigi in tvorijo ATP. Ta postopek proizvaja tudi vodo. Večina proizvodnje ATP med celičnim dihanjem je v tem zadnjem koraku.
Presnova v rastlinah: fotosinteza
Fotosinteza se dogaja v rastlinskih celicah, nekaterih algah in nekaterih bakterijah, imenovanih cianobakterije. Ta presnovni proces se zgodi v kloroplastih zahvaljujoč klorofilu, zato skupaj s kisikom nastaja sladkor. The reakcije, ki so odvisne od svetlobe, poleg Calvinovega cikla ali reakcije, neodvisne od svetlobe, so glavni deli fotosinteze. Pomembno je za splošno zdravje planeta, saj se živa bitja zanašajo na kisik, ki ga tvorijo rastline.
Med reakcije, ki so odvisne od svetlobe v tilakoidna membrana kloroplasta, klorofil pigmenti absorbirajo svetlobo. Izdelujejo ATP, NADPH in vodo. Med Calvin cikel ali reakcije, neodvisne od svetlobe v stroma, ATP in NADPH pomagajo ustvariti gliceraldehid-3-fosfat ali G3P, ki sčasoma postane glukoza.
Tako kot celično dihanje je tudi fotosinteza odvisna redoks reakcije, ki vključujejo prenos elektronov in transportno verigo elektronov.
Obstajajo različne vrste klorofila, najpogostejše vrste pa so klorofil a, klorofil b in klorofil c. Večina rastlin ima klorofil a, ki absorbira modro in rdečo svetlobno valovno dolžino. Nekatere rastline in zelene alge uporabljajo klorofil b. Klorofil c lahko najdete v dinoflagelatih.
Presnova v prokariotih
Za razliko od ljudi ali živali se prokarioti razlikujejo po potrebi po kisiku. Nekateri prokarioti lahko obstajajo brez njega, medtem ko so drugi odvisni od tega. To pomeni, da jih morda imajo aerobno (ki potrebujejo kisik) ali anaerobno (ne potrebuje kisika) metabolizem.
Poleg tega lahko nekateri prokarioti preklapljajo med obema vrstama metabolizma, odvisno od okoliščin ali okolja.
Prokarioti, ki so odvisni od kisika za metabolizem, so obvezni aerobi. Po drugi strani so prokarioti, ki ne morejo obstajati v kisiku in ga ne potrebujejo obligacijski anaerob. Prokarioti, ki lahko prehajajo med aerobnim in anaerobnim metabolizmom, so odvisni od prisotnosti kisika fakultativni anaerob.
Fermentacija mlečne kisline
Fermentacija mlečne kisline je vrsta anaerobne reakcije, ki proizvaja energijo za bakterije. Vaše mišične celice imajo tudi mlečnokislinsko vrenje. Med tem postopkom celice tvorijo ATP brez kisika s pomočjo glikolize. Proces se piruvat spremeni v mlečna kislina in naredi NAD + in ATP.
Za ta postopek obstaja veliko aplikacij v industriji, na primer proizvodnja jogurta in etanola. Na primer, bakterije Lactobacillus bulgaricus pomagajo pri proizvodnji jogurta. Bakterije fermentirajo laktozo, sladkor v mleku, da nastane mlečna kislina. Tako nastane strdek mleka in ga spremeni v jogurt.
Kakšen je celični metabolizem v različnih vrstah prokariotov?
Prokariote lahko razvrstite v različne skupine glede na njihovo presnovo. Glavne vrste so heterotrofne, avtotrofne, fototrofične in hemotrofne. Vendar vsi prokarioti še vedno potrebujejo neko vrsto energije ali goriva živeti.
Heterotrofni prokarioti dobivajo organske spojine iz drugih organizmov za pridobivanje ogljika. Avtotrofni prokarioti uporabljajo ogljikov dioksid kot vir ogljika. Mnogi so sposobni uporabiti fotosintezo za to. Fototrofni prokarioti dobivajo svojo energijo iz svetlobe.
Kemotrofni prokarioti dobivajo svojo energijo iz kemičnih spojin, ki jih razgradijo.
Anabolični proti Katabolični
Presnovne poti lahko razdelite na anabolični in katabolični kategorije. Anabolični pomeni, da potrebujejo energijo in jo uporabljajo za gradnjo velikih molekul iz majhnih. Katabolično pomeni, da sproščajo energijo in razgrajujejo velike molekule, da naredijo manjše. Fotosinteza je anabolični proces, medtem ko je celično dihanje katabolični proces.
Evkarioti in prokarioti so odvisni od celičnega metabolizma, da živijo in uspevajo. Čeprav sta njuna procesa različna, oba uporabljata ali ustvarjata energijo. Celično dihanje in fotosinteza sta najpogostejši poti v celicah. Vendar imajo nekateri prokarioti različne presnovne poti, ki so edinstvene.
Sorodne vsebine: