Съдържание
- Клетъчен метаболизъм
- Какво представлява процесът на метаболизма на клетките?
- Ензими: Основите
- Клетъчна респирация в еукариоти
- Метаболизъм в растенията: Фотосинтеза
- Метаболизъм в прокариоти
- Млечнокисела ферментация
- Какво е клетъчният метаболизъм при различните видове прокариоти?
- Anabolic срещу Catabolic
Клетките изискват енергия за движение, деление, умножение и други процеси. Те прекарват голяма част от живота си, фокусирани върху получаването и използването на тази енергия чрез метаболизма.
Прокариотичните и еукариотните клетки зависят от различни метаболитни пътища за оцеляване.
Клетъчен метаболизъм
Клетъчен метаболизъм е поредицата от процеси, които се провеждат в живите организми за поддържане на тези организми.
В клетъчната биология и молекулярната биология метаболизмът се отнася до биохимичните реакции, които се случват вътре в организмите, за да произвеждат енергия. Разговорната или хранителна употреба на метаболизма се отнася до химични процеси които се случват в тялото ви, докато преобразувате храната в енергия.
Въпреки че термините имат сходства, има и разлики. Метаболизмът е важен за клетките, тъй като процесите поддържат организмите живи и им позволяват да растат, да се размножават или разделят.
Какво представлява процесът на метаболизма на клетките?
Всъщност има множество процеси на метаболизъм. Клетъчно дишане е вид метаболитен път, който разгражда глюкозата, за да се получи аденозин трифосфат, или АТФ.
Основните етапи на клетъчното дишане при еукариотите са:
Основните реагенти са глюкоза и кислород, докато основните продукти са въглероден диоксид, вода и АТФ. Фотосинтезата в клетките е друг вид метаболитен път, който организмите използват за производството на захар.
Растенията, водораслите и цианобактериите използват фотосинтеза. Основните стъпки са светлозависимите реакции и цикълът на Калвин или реакциите, независими от светлината. Основните реагенти са светлинна енергия, въглероден диоксид и вода, докато основните продукти са глюкоза и кислород.
Метаболизмът в прокариотите може да варира. Основните видове метаболитни пътища включват хетеротрофни, автотрофни, фототропични и chemotrophic реакции. Видът на метаболизма, който прокариотът има, може да повлияе къде живее и как взаимодейства с околната среда.
Техните метаболитни пътища също играят роля в екологията, здравето на хората и болестите. Например, има прокариоти, които не могат да понасят кислород, като например C. botulinum. Тази бактерия може да причини ботулизъм, защото расте добре в райони без никакъв кислород.
Свързана статия: 5 скорошни пробива, които показват защо изследването на рака е толкова важно
Ензими: Основите
Ензимите са вещества, които действат като катализатори за ускоряване или предизвикване на химически реакции. Повечето биохимични реакции в живите организми разчитат на работата на ензимите. Те са важни за клетъчния метаболизъм, защото могат да повлияят на много процеси и да помогнат за тяхното иницииране.
Глюкозата и светлинната енергия са най-често срещаните източници на гориво за клетъчния метаболизъм. Въпреки това, метаболитните пътища не биха работили без ензими. Повечето от ензимите в клетките са протеини и понижават енергията на активиране, за да започнат химичните процеси.
Тъй като по-голямата част от реакциите в клетка протичат при стайна температура, те са твърде бавни без ензими. Например, по време на гликолиза в клетъчното дишане, ензимът пируват киназа играе важна роля, като помага за прехвърляне на фосфатна група.
Клетъчна респирация в еукариоти
Клетъчно дишане при еукариотите се среща предимно в митохондриите. Еукариотичните клетки зависят от клетъчното дишане, за да оцелеят.
По време на гликолиза, клетката разгражда глюкозата в цитоплазмата със или без кислород. Разделя молекулата на шест въглеродна захар на две, три-въглеродни пируватни молекули. В допълнение, гликолизата прави ATP и превръща NAD + в NADH. По време на окисляване на пируват, пируватите влизат в митохондриалната матрица и стават коензим А или ацетил CoA, Това освобождава въглеродния диоксид и прави повече NADH.
По време на лимонена киселина или Krebs цикъл, ацетил CoA се комбинира с оксалацетат да направиш цитрат, След това цитратът преминава през реакции за получаване на въглероден диоксид и NADH. Цикълът също прави FADH2 и ATP.
По време на окислително фосфорилиране, the електронна транспортна верига играе решаваща роля. NADH и FADH2 дават електрони в електронната транспортна верига и стават NAD + и FAD. Електроните се движат надолу по тази верига и правят ATP. Този процес също произвежда вода. По-голямата част от производството на АТФ по време на клетъчното дишане е в тази последна стъпка.
Метаболизъм в растенията: Фотосинтеза
Фотосинтезата се случва в растителни клетки, някои водорасли и някои бактерии, наречени цианобактерии. Този метаболитен процес протича в хлоропластите благодарение на хлорофила и той произвежда захар заедно с кислорода. Най- светлозависими реакцииплюс цикъла на Калвин или реакциите, независими от светлината, са основните части на фотосинтезата. Той е важен за цялостното здраве на планетата, защото живите същества разчитат на кислородните растения.
По време на светлозависими реакции в тилакоидна мембрана на хлоропласта, хлорофил пигментите абсорбират светлинна енергия. Правят ATP, NADPH и вода. По време на Цикъл на Калвин или реакции, независими от светлина в строма, ATP и NADPH помагат да се направи глицералдехид-3-фосфат или G3P, който в крайна сметка става глюкоза.
Подобно на клетъчното дишане, зависи и фотосинтезата редокс реакции, които включват пренос на електрон и електронната транспортна верига.
Има различни видове хлорофил, а най-често срещаните видове са хлорофил a, хлорофил b и хлорофил c. Повечето растения имат хлорофил а, който поглъща дължината на вълната на синя и червена светлина. Някои растения и зелени водорасли използват хлорофил b. Можете да намерите хлорофил с в динофлагелати.
Метаболизъм в прокариоти
За разлика от хората или животните, прокариотите варират в нуждата си от кислород. Някои прокариоти могат да съществуват без него, докато други зависят от него. Това означава, че може да имат аеробен (изискващ кислород) или анаеробно (не изисква кислород) метаболизъм.
В допълнение, някои прокариоти могат да превключват между двата вида метаболизъм в зависимост от техните обстоятелства или среда.
Прокариотите, които зависят от кислорода за метаболизма са облигационни аероби, От друга страна, прокариотите, които не могат да съществуват в кислорода и не се нуждаят от него облигационни анаероби, Прокариотите, които могат да превключват между аеробен и анаеробен метаболизъм в зависимост от наличието на кислород факултативни анаероби.
Млечнокисела ферментация
Млечнокиселата ферментация е вид анаеробна реакция, която произвежда енергия за бактерии. Вашите мускулни клетки също имат ферментация на млечна киселина. По време на този процес клетките правят АТФ без никакъв кислород чрез гликолиза. Процесът се превръща пируват в млечна киселина и прави NAD + и ATP.
Има много приложения в индустрията за този процес, като производство на кисело мляко и етанол. Например бактериите Lactobacillus bulgaricus помогне за производството на кисело мляко. Бактериите ферментират лактоза, захарта в млякото, за да се получи млечна киселина. Това прави млечния съсирек и го превръща в кисело мляко.
Какво е клетъчният метаболизъм при различните видове прокариоти?
Можете да категоризирате прокариотите в различни групи въз основа на техния метаболизъм. Основните видове са хетеротрофни, автотрофни, фототрофни и хемотрофни. Въпреки това, всички прокариоти все още се нуждаят от някакъв вид енергия или гориво да живея.
Хетеротрофните прокариоти получават органични съединения от други организми за получаване на въглерод. Автотрофните прокариоти използват въглероден диоксид като техен източник на въглерод. Мнозина са в състояние да използват фотосинтеза, за да постигнат това. Фототрофните прокариоти получават енергията си от светлина.
Хемотрофните прокариоти получават енергията си от химични съединения, които разграждат.
Anabolic срещу Catabolic
Можете да разделите метаболитните пътища на анаболен и катаболен категории. Анаболните означава, че те се нуждаят от енергия и я използват за изграждане на големи молекули от малки. Катаболно означава, че те отделят енергия и разделят големи молекули, за да направят по-малки. Фотосинтезата е анаболен процес, докато клетъчното дишане е катаболичен процес.
Еукариотите и прокариотите зависят от клетъчния метаболизъм, за да живеят и да процъфтяват. Въпреки че процесите им са различни, и двамата или използват, или създават енергия. Клетъчното дишане и фотосинтезата са най-често срещаните пътища, наблюдавани в клетките. Някои прокариоти обаче имат различни метаболитни пътища, които са уникални.
Свързано съдържание: