Att ge celler med energi. Energikällor

Celler består av alla levande organismer, förutomvirus. De ger alla processer som är nödvändiga för livet av växter eller djur. Selve cellen kan vara en separat organism. Och hur kan en sådan komplex struktur leva utan energi? Självklart inte. Så hur ger cellerna energi? Den baseras på processer som vi anser nedan.

Att ge celler med energi: hur händer det?

Få celler tar emot energi från utsidan, deproducera det själva. Eukaryota celler har unika "stationer". Och källan till energi i cellen är mitokondrier, den organoid som producerar den. Det är processen med cellulär andning. På grund av detta är cellerna försedda med energi. De är dock endast närvarande i växter, djur och svampar. I celler av bakterier är mitokondrier frånvarande. Därför är tillhandahållandet av celler med energi huvudsakligen på grund av fermentationsprocesserna, snarare än andning.

Struktur av mitokondrier

Detta är en organ med två membran som uppträdde ieukaryot cell i utvecklingsprocessen som ett resultat av dess absorption av en mindre prokaryot cell. Detta kan förklaras av det faktum att mitokondrier innehåller infödda DNA och RNA, liksom mitokondriella ribosomer, som producerar proteiner som är nödvändiga för organoider.

Det inre membranet har utväxt, som kallas cristae eller åsar. Processen för cellulär andning sker på crista.

Vad är inuti de två membranen kallas matrisen. Det innehåller proteiner, enzymer som är nödvändiga för att accelerera kemiska reaktioner, liksom molekyler av RNA, DNA och ribosomer.

Cell respiration är livets grund

Det sker i tre steg. Låt oss titta närmare på var och en av dem.

Det första steget är förberedande

Under detta stadium, komplexa organiskaföreningar är uppdelade i enklare. Således bryter proteiner ner till aminosyror, fetter till karboxylsyror och glycerin, nukleinsyror till nukleotider och kolhydrater till glukos.

glykolys

Detta är ett anoxiskt stadium. Det består i att de ämnen som erhållits under första etappen delas vidare. De främsta energikällor som cellen använder vid detta stadium är glukosmolekyler. Var och en av dem som arbetar i glykolys bryter upp till två pyruvatmolekyler. Detta inträffar under tio på varandra följande kemiska reaktioner. På grund av de första fem fosforyleras glukos och delas sedan in i två fosfotrioser. Följande fem reaktioner bildar två molekyler av ATP (adenosintrifosfat) och två molekyler PVK (pyruvsyra). Cellens energi lagras i form av ATP.

Hela processen med glykolys kan förenklas enligt följande:

2NAD + 2 ADP + 2H₃RO₄ + C₆H₁₂Oh₆ → 2H₂O + 2NAD^.H₂ + 2C₃H₄Oh₃ + 2ATF

Således, med användning av en glukosmolekyl,två molekyler av ADP och två fosforsyror, mottar cellen två molekyler av ATP (energi) och två molekyler pyruvsyra, som den kommer att använda i nästa steg.

Det tredje steget är oxidation

Detta steg sker endast om det finnssyre. De kemiska reaktionerna i detta stadium förekommer i mitokondrier. Detta är huvuddelen av cellulär andning, under vilken mest energi frigörs. I detta skede delas pyruvsyra, som reagerar med syre, i vatten och koldioxid. Dessutom bildas 36 ATP-molekyler. Så kan vi dra slutsatsen att de främsta energikällorna i cellen är glukos och pyruvsyra.

Sammanfattar alla kemiska reaktioner och utelämnar detaljerna, vi kan uttrycka hela processen med cellulär andning genom en förenklad ekvation:

6D₂ + C₆H₁₂Oh₆ + 38 ADP + 38H₃RO₄ → 6SO₂ + 6H2O + 38ATP.

Således under andning av en enda molekylglukos, sex molekyler syre, trettioåtta molekyler ADP och samma mängd fosforsyra mottager cellen 38 ATP-molekyler, i form av vilken energi lagras.

Många mitokondrie enzymer

Energin för livet mottas av cellen förAndningsskydd - oxidation av glukos, och sedan pyruvsyra. Alla dessa kemiska reaktioner kunde inte passera utan enzymer - biologiska katalysatorer. Låt oss titta på dem som finns i mitokondrierna - de organoider som är ansvariga för cellulär andning. Alla kallas oxidoreduktaser, eftersom de behövs för att säkerställa flödet av oxidations-reduktionsreaktioner.

Alla oxidoreduktaser kan delas in i två grupper:

• oxidas;
• dehydrogenas;

Dehydrogenaser är i sin tur indelade iaerob och anaerob. Aerob innehåller i sin sammansättning koenzym riboflavin, som kroppen får från vitamin B2. De aeroba dehydrogenaser innehåller NAD- och NADPH-molekyler som koenzymer.

Oxidaser är mer olika. Först och främst är de indelade i två grupper:

• de som innehåller koppar;
• de där det finns järn.

De förra inkluderar polyfenol, askorbat, till den andra - katalas, peroxidas, cytokromer. Den senare är i sin tur indelad i fyra grupper:

• cytokromer a;
• cytokromer b;
• cytokromer c;
• cytokromer d.

Cytokromer innehåller järnformoporfyrin, cytokromer b-järn-protoporfyrin, c-substituerad järn mesoporfyrin, d-järndihydroporfyrin.

Finns det andra sätt att få energi?

Trots att de flesta celler tar emot detsom ett resultat av cellulär andning finns det också anaeroba bakterier, för förekomsten av vilket syre som inte behövs. De producerar den nödvändiga energin genom jäsning. Detta är en process där kolhydrater bryts ner av enzymer utan att syre deltar, vilket resulterar i att cellen tar emot energi. Det finns flera typer av jäsning, beroende på slutprodukten av kemiska reaktioner. Det kan vara mjölksyra, alkohol, smörsyra, aceton-butan, citronsyra.

Tänk på exempelvis alkoholjäsning. Det kan uttryckas i denna ekvation:

C₆H₁₂Oh₆ → C₂H₅OH + 2CO₂

Det vill säga en molekyl glukos, splittrar bakterien upp till en molekyl etylalkohol och två molekyler kolmonoxid (IV).