Enerji metabolizması, canlıların yaşamsal işlevlerini yerine getirmek için gereken enerjiyi üreten kimyasal reaksiyonlar dizisidir.
Metabolizma ikiye ayrılabilir:
- Anabolizma: Daha karmaşık moleküllerin oluşumuna izin veren kimyasal reaksiyonlar. Sentez reaksiyonlarıdır.
- katabolizma: Moleküllerin bozunması için kimyasal reaksiyonlar. Bozulma reaksiyonlarıdır.
Glikoz (C6H12Ö6) hücrelerin enerji yakıtıdır. Kırıldığında kimyasal bağlarından ve atıklarından enerji açığa çıkarır. Hücrenin metabolik fonksiyonlarını yerine getirmesini sağlayan bu enerjidir.
ATP: Adenozin Trifosfat
Enerji elde etme süreçlerini anlamadan önce, enerjinin kullanılıncaya kadar hücrelerde nasıl depolandığını bilmelisiniz.
Bu, enerjiyi yakalamak ve depolamaktan sorumlu molekül olan ATP (Adenozin Trifosfat) sayesindedir. Glikozun parçalanması sırasında açığa çıkan enerjiyi fosfat bağlarında depolar.
ATP, baz olarak adenin ve şeker ile riboz içeren ve adenosin oluşturan bir nükleotittir. Adenozin üç fosfat radikaline bağlandığında adenozin trifosfat oluşur.
Fosfatlar arasındaki bağ oldukça enerjiktir. Böylece hücre bir kimyasal reaksiyon için enerjiye ihtiyaç duyduğu anda fosfatlar arasındaki bağlar kopar ve enerji açığa çıkar.
ATP, hücrelerdeki en önemli enerji bileşiğidir.
Bununla birlikte, diğer bileşikler de vurgulanmalıdır. Bunun nedeni, reaksiyonlar sırasında esas olarak iki madde tarafından taşınan hidrojenin salınmasıdır: NAD+ ve FAD.
Enerji elde etmek için mekanizmalar
Hücre enerji metabolizması fotosentez ve hücre solunumu yoluyla gerçekleşir.
Fotosentez
bu fotosentez karbondioksitten (CO2) glikoz sentezleme işlemidir.2) ve su (H2O) ışık varlığında.
sahip varlıklar tarafından yürütülen ototrofik bir sürece karşılık gelir. klorofilörneğin: bitkiler, bakteriler ve siyanobakteriler. Ökaryotik organizmalarda fotosentez, kloroplastlar.
Hücresel solunum
bu hücresel solunum molekülünü parçalama işlemidir. glikoz içinde depolanan enerjiyi serbest bırakmak için. Çoğu canlıda oluşur.
İki şekilde yapılabilir:
- aerobik solunum: ortamdaki oksijen gazı varlığında;
- anaerobik solunum: oksijen gazının yokluğunda.
Aerobik solunum üç aşamada gerçekleşir:
Glikoliz
Hücresel solunumun ilk basamağı, glikoliz, hücrelerin sitoplazmasında meydana gelir.
Glikoz molekülünün (C) bulunduğu biyokimyasal bir süreçten oluşur.6H12Ö6) iki daha küçük piruvik asit veya piruvat molekülüne parçalanır (C3H4Ö3), enerjiyi serbest bırakır.
Krebs döngüsü
Krebs Döngüsü Şeması
Ö Krebs döngüsü sekiz reaksiyon dizisine karşılık gelir. Karbonhidratların, lipidlerin ve çeşitli amino asitlerin metabolizmasından son ürünlerin bozulmasını teşvik etme işlevine sahiptir.
Bu maddeler CO2 salınımı ile asetil-CoA'ya dönüştürülür.2 ve H2O ve ATP sentezi.
Özetle, işlemde asetil-CoA (2C) sitrata (6C), ketoglutarat (5C), süksinat (4C), fumarata (4C), malat (4C) ve oksaasetik aside (4C) dönüştürülecektir.
Krebs döngüsü mitokondriyal matriste gerçekleşir.
Oksidatif Fosforilasyon veya Solunum Zinciri
Oksidatif Fosforilasyon Şeması
bu oksidatif fosforilasyon aerobik organizmalarda enerji metabolizmasının son aşamasıdır. Ayrıca enerji üretiminin çoğundan sorumludur.
Glikoliz ve Krebs döngüsü sırasında, bileşiklerin bozunmasında üretilen enerjinin bir kısmı, NAD gibi ara moleküllerde depolandı.+ ve FAD.
Bu ara moleküller, enerjilenmiş elektronları ve H iyonlarını serbest bırakır.+ solunum zincirini oluşturan bir dizi taşıyıcı proteinden geçecektir.
Böylece elektronlar enerjilerini kaybederler ve bu enerji daha sonra ATP moleküllerinde depolanır.
Bu adımın enerji dengesi, yani tüm elektron taşıma zinciri boyunca üretilen şey 38 ATP'dir.
Aerobik Solunum Enerji Dengesi
Glikoliz:
4 ATP + 2 NADH - 2 ATP → 2 ATP + 2 NADH
Krebs döngüsü: İki piruvat molekülü olduğu için denklem 2 ile çarpılmalıdır.
2 x (4 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP) → 8 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP
Oksidatif fosforilasyon:
2 NADH glikolizden → 6 ATP
Krebs döngüsünün 8 NADH'si → 24 ATP
Krebs döngüsünün 2 FADH2'si → 4 ATP
Toplamı 38 ATP aerobik solunum sırasında üretilir.
Anaerobik solunumun en önemli örneği fermantasyondur:
fermantasyon
bu fermantasyon sadece hücresel solunumun ilk aşamasından, yani glikolizden oluşur.
Fermantasyon ortamda gerçekleşir. hiyaloplazma, oksijen mevcut olmadığında.
Glikozun parçalanmasıyla oluşan ürüne bağlı olarak aşağıdaki tiplerde olabilir:
alkollü fermantasyon: Üretilen iki piruvat molekülü, iki CO molekülünün salınmasıyla etil alkole dönüştürülür.2 ve iki ATP molekülünün oluşumu. Alkollü içeceklerin üretiminde kullanılır.
laktik fermantasyon: Her piruvat molekülü, iki ATP molekülünün oluşumu ile laktik aside dönüştürülür. Laktik asit üretimi. Aşırı efor olduğunda kas hücrelerinde oluşur.
Daha fazla bilgi edinin, ayrıca okuyun:
- Metabolizma
- Anabolizma ve Katabolizma
- Hücre Metabolizması
- kimyasal reaksiyonlar
- biyokimya
Giriş Sınavı Alıştırmaları
1. (PUC - RJ) Bunlar doğrudan hücresel enerji dönüşümleriyle ilgili biyolojik süreçlerdir:
a) solunum ve fotosentez.
b) Sindirim ve atılım.
c) solunum ve boşaltım.
d) fotosentez ve ozmoz.
e) sindirim ve ozmoz.
a) solunum ve fotosentez.
2. (Fatec) Kas hücrelerinin aerobik solunum veya fermantasyon yoluyla enerji elde edip edemeyeceği, bir sporcunun 1000 m'lik bir koşudan sonra bayılması, Beyninizin yeterli oksijenlenmesi, kaslara ulaşan oksijen gazının da yetersiz kalmaya başlayan kas liflerinin solunum ihtiyacını karşılamaya yeter. biriktirmek:
a) glikoz.
b) asetik asit.
c) laktik asit.
d) karbondioksit.
e) etil alkol.
c) laktik asit.
3. (UFPA) Hücre solunum süreci şunlardan sorumludur: (a)
a) Karbondioksit tüketimi ve hücrelere oksijen salınımı.
b) enerji açısından zengin organik moleküllerin sentezi.
c) karbondioksit moleküllerinin glikoza indirgenmesi.
d) glikoz moleküllerinin dahil edilmesi ve karbon dioksit oksidasyonu.
e) hayati hücresel fonksiyonlar için enerjinin serbest bırakılması.
e) hayati hücresel fonksiyonlar için enerjinin serbest bırakılması.
