plik


ÿþEnergetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Komórka jest otwartym ukBadem termodynamicznym = Ka|da komórka posiada zdolno[ przetwarzania energii i materii. OgóB przemian materii i energii zachodzcych w komórce nazywamy & & & & & & & & & & & & & & & & & (od greckiego sBowa- metabole, czyli zmienia). Metabolizm stanowi niezbdne kryterium |ycia Wszech[wiat Wszech wiat Wszech wiat Wszech wiat & & & & & & .. & & & & & & & - Kinetyczna- miara -Posiada mas spoczynkow zmian stanu materii (ksztaBt, poBo|enie, temperatura) Pobiera energi jako: Oddaje energi jako: -Zajmuje okre[lon - Potencjalna- miara " ZwiatBo (fotoautotrofy) " CiepBo przestrzeD " Zwizki chemiczne mo|liwo[ci takiej zmiany " Produkty przemiany materii (chemoautotrofy i heterotrofy) (np. CO2) MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Bioenergetyka opiera si na powszechnych prawach termodynamiki Metabolizm- to ogóB przemian 1. Energia nie powstaje z niczego ani nie ginie jedynie z jednego rodzaju materii i energii zachodzcych w przeksztaBca si w inny. Dlatego komórki i ich organelle nie wytwarzaj komórce: energii a jedynie& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & . " Anabolizm/synteza- to procesy zwizane z & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 2. Ka|dej przemianie energii towarzyszy utrata energii u|ytecznej, czyli takiej, & & wymagajce nakBadu energii w postach któr komórki mog wykorzysta do wykonania jakiej[ pracy. W skutek przeprowadzanych reakcji chemicznych organizmy |ywe [wiatBa (np. fotosynteza) lub energii chemicznej nieuchronnie& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & (synteza glikogenu, translacja) & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .... " Katabolizm/rozkBad- obejmuje rozpad zwizków organicznych i prowadzi do & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & . niezbdnej do przeprowadzania procesów |yciowych (np.glikoliza, fermentacja, oddychanie komórkowe). MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu " Komórka jest ukBadem otwartym w którym jedynie dopByw energii z zewntrz pozwala na utrzymanie jej wysokiego wewntrznego uporzdkowania =& & & & & & & & & & & " Wzrost uporzdkowania elementów w komórce odbywa si kosztem wzrostu nieuporzdkowana = & & & & & & & & & & jej otoczenia Niektóre procesy przebiegaj spontanicznie, bez jakiejkolwiek ingerencji i " Produkty wielu reakcji chemicznych s zmierzaj do wzrostu nieuporzdkowania, (chyba nikomu nie zdarzyBo si substratami innych. Decyduje to o jeszcze aby pokój posprztaB si sam. Co innego z baBaganem). & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & W procesach tych: Spada & & & & & & & & & & .., wzrasta jego & & & & & & & & & . i wydziela si & & & & & & & & & & & & & & .., skutkiem czego wzrasta " W ten sposób w komórce powstaj nieuporzdkowanie wszech[wiata skomplikowane powizania okre[lane jako & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Natomiast procesy, dziki którym porzdek wzrasta wymagaj okre[lonego, ukierunkowanego wysiBku. Nastpuje tu & & & & & & & & .. " Prdzej czy pózniej w komórce w wyniku swobodnej energia ukBadu, & & & & & & & & & & & & & .. jego stabilno[ci i przeprowadzanych procesów powstaj & & & & & & & & & & & & & & & & energia, skutkiem czego spada & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & , nieuporzdkowanie wszech[wiata które musz zosta usunite z komórki MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Reakcje egzo- i endoergiczne przebiegajce w komórkach s ze Reakcje chemiczne zachodzce sob sprz|one w taki sposób, |e & & & & & & & & & & & & & & & spontanicznie z wydzieleniem & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .. Najpowszechniej wystpujcym energii nazywamy w komórkach zwizkiem & & & & & & & & & & sprzgajcym reakcje egzo- i endoergiczne jest Reakcje chemiczne adenozynotrójfosforan czyli & & & nie zachodzce samorzutnie, Podczas wymagajce dostarczenia energii & & & & & & & & & & .. wizaD nazywamy & & & & & & & & & & .. wysokoenergetycznych ATP wydziela si & & & & & & (7,3 Reakcja przeciwna do egzoergicznej (np. rozkBadu cukrów -oddychania) jest zawsze reakcj endoergiczn (np. synteza cukrów- fotosynteza) a ilo[ energii kcal/mol) oraz powstaje wydzielajcej si w pierwszym procesie (686 kcal/mol) jest równa energii adenozynodwufosforan (ADP) niezbdnej dla zainicjowania drugiej i & & & & & & & & & & & & & & MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Hydroliza ATP dostarcza komórkom energii do wykonania pracy: & & & & & & & & .. (np. przmieszczanie organelli wzdBu| mikrotubul przez biaBka motoryczne) & & & & & & & & .. (np. aktywny transport aminokwasów przez bBony biologiczne) & & & & & & & & .. (np. synteza glutaminy z kwasu Aby dostawy energii nie ustaBy, stale zu|ywana podczas pracy glutaminowego i amoniaku) pula ATP musi by & & & & & & & & & & & & & & & & & & . MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Enzymy to biaBkowe katalizatory reakcji biochemicznych Czsteczki aktywowanych no[ników (koenzymów) to czsteczki zdolne do " Wszystkie reakcje wymagaj tworzenia lub/i & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & : rozrywania wizaD chemicznych. Rola: Aktywowany no[nik Forma transportu energii " Zainicjowanie reakcji endoergicznej wymaga - & & & & & & & & & & dostarczenia okre[lonej ilo[ci energii zwanej ATP, GTP, Fosforan - & & & & & & ............& & & & & & & & & & & & & & & & & .. NADH, NADPH, FADH2 Elektrony i atomy wodoru & & & & & & & & & & . " Energia aktywacji pozwala substratom uzyska Acetylo-CoA Grupa acetylowa & & & & & & & & & & . Batwiej podlegajc zmianom Karboksybiotyna Grupa karboksylowa " Wzrost energii aktywacji nastpuje w [rodowisku nieo|ywionym zwykle na skutek & & & & & & & & .. S-adenozylometionina Grupa metylowa Enzymy: Urydynofosfoglukoza Glukoza " UBatwiaj powstawanie lub/i rozpad & & & & & & & & & & & & & & & & & . " Umo|liwiaj przebieg reakcji & & & & & & & & & & & & & w ni|szych temperaturach " DziaBaj niezwykle & & & & & & & & & dziki czemu umo|liwiaj komórce & & & & & & & & & & & & & & .. NAD+ procesów metabolicznych MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Aktywno[ enzymów mo|e by Enzymy to komórkowe, biaBkowe katalizatory reakcji biochemicznych regulowana przez czynniki zewntrzne: Etapy katalizy enzymatycznej: 1. Zwizanie & & & & & & & . 1. Zrodowisko reakcji (np. temperatura lub pH) 2. Powstanie & & & & & & & 2. Kofaktory- & & & & & & & . elementy wi|ce w miejscu aktywnym si z czsteczk enzymu niezbdne dla 3. Obni|enie energii & & & .: procesu katalizy. Nale| do nich nieorganiczne - Przestrzenne dopasowanie grupy prostetyczne & & & & & . zwizane z substratów - Utrzymanie niestabilnej enzymem (np. hem) i organiczne formy substratów niskoczsteczkowe koenzymy (odksztaBcanie wizaD) - Tworzenie sprzyjajcego & & & & zwizane z biaBkiem (np. koenzym A) [rodowiska reakcji np. pH 3. Inhibitory- czsteczki blokujce aktywno[ - Tworzenie przej[ciowych enzymu przez Bczenie si z miejscem wizaD kowalencyjnych enzym-substrat aktywnym (inhibitory & & & & & & & & & & ..) 4. Powstawanie & & & & & lub zmian konformacji enzymu (inhibitory 5. ........................... produktów Reakcja allosteryczna & & & & & & & & ) Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu MateriaBy do wykBadu z Biologii komórki dla II r Biotechnologii Klasy enzymów wg klasyfikacji midzynarodowej: & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Klasa 1: & & & & & & & - przenosz Badunki (elektrony i protony) z & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & czsteczki substratu na czsteczk akceptora; Klasa 2: & & & & & & & - przenosz dan grup funkcyjn (tiolow, aminow, & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & itp.) z czsteczki jednej substancji na czsteczk innej substancji; & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Klasa 3: & & & & & & & - powoduj rozpad substratu pod wpBywem wody (hydroliza); do grupy tej nale|y wiele enzymów trawiennych; & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Klasa 4: & & & & & & & ......& & - enzymy odszczepiajce od substratów & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & okre[lon grup (niehydrolitycznie) z wytworzeniem podwójnego wizania lub odwrotnie, przyBczajce grupy do podwójnych wizaD; & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Klasa 5: & & & & & & & & .. - zmieniaj wzajemne poBo|enie grup chemicznych bez rozkBadu szkieletu zwizku; & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & Klasa 6: & & & & & & ..& & - enzymy katalizujce reakcje syntezy, którym & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . towarzyszy odszczepienie reszt kwasu fosforowego od ATP lub analogicznego trójfosforanu & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &

Wyszukiwarka