Sisu
- Rakuline ainevahetus
- Mis on rakkude metabolismi protsess?
- Ensüümid: põhitõed
- Rakkude hingamine eukarüootides
- Ainevahetus taimedes: fotosüntees
- Ainevahetus prokarüootides
- Piimhappe kääritamine
- Milline on rakkude metabolism, nagu erinevat tüüpi prokarüootide puhul?
- Anaboolne vs kataboolne
Rakud vajavad energiat liikumiseks, jagunemiseks, korrutamiseks ja muudeks protsessideks. Nad veedavad suure osa oma elust keskendudes selle energia saamisele ja kasutamisele ainevahetuse kaudu.
Prokarüootsed ja eukarüootsed rakud sõltuvad ellujäämise erinevatest metaboolsetest radadest.
Rakuline ainevahetus
Rakkude metabolism on protsessid, mis toimuvad elusorganismides nende organismide säilitamiseks.
Rakubioloogias ja molekulaarbioloogias tähistab ainevahetus biokeemilisi reaktsioone, mis toimuvad organismides energia tootmiseks. Ainevahetuse kõnepruuk või toitumine tähendab keemilised protsessid mis juhtub teie kehas, kui muudate toidu energiaks.
Kuigi terminitel on sarnasusi, on ka erinevusi. Ainevahetus on rakkude jaoks oluline, kuna protsessid hoiavad organismid elus ja võimaldavad neil kasvada, paljuneda või jaguneda.
Mis on rakkude metabolismi protsess?
Tegelikult on mitu ainevahetusprotsessi. Rakuhingamine "Asenosiin" on teatud tüüpi metaboolne rada, mis lagundab glükoosi adenosiintrifosfaadiks (ATP).
Rakkude hingamise põhietapid eukarüootides on järgmised:
Peamised reagendid on glükoos ja hapnik, peamised tooted on süsinikdioksiid, vesi ja ATP. Rakkudes toimuv fotosüntees on teist tüüpi ainevahetusrada, mida organismid kasutavad suhkru valmistamiseks.
Taimed, vetikad ja sinivetikad kasutavad fotosünteesi. Peamised sammud on valgust sõltuvad reaktsioonid ja Calvini tsükkel või valgust sõltumatud reaktsioonid. Peamised reagendid on kerge energia, süsinikdioksiid ja vesi, peamised tooted on glükoos ja hapnik.
Metabolism prokarüootides võib varieeruda. Metaboolsete radade põhitüübid hõlmavad heterotroofset, autotroofset, fototroofne ja kemotroofne reaktsioonid. Prokarüoote metabolismi tüüp võib mõjutada seda, kus ta elab ja kuidas keskkond mõjutab.
Nende metaboolsed rajad mängivad rolli ka ökoloogias, inimeste tervises ja haigustes. Näiteks on prokarüoote, mis ei talu hapnikku, näiteks C. botuliin. Need bakterid võivad põhjustada botulismi, kuna see kasvab hästi piirkondades, kus puudub hapnik.
Seotud artikkel: 5 hiljutist läbimurret, mis näitavad, miks vähiuuringud on nii olulised
Ensüümid: põhitõed
Ensüümid on ained, mis toimivad katalüsaatorid et kiirendada või põhjustada keemilisi reaktsioone. Enamik elusorganismide biokeemilisi reaktsioone sõltub ensüümide toimimisest. Need on olulised rakkude ainevahetuse jaoks, kuna need võivad mõjutada paljusid protsesse ja aidata neid käivitada.
Glükoos ja kerge energia on rakkude ainevahetuse kõige tavalisemad kütuseallikad. Kuid metaboolsed rajad ei töötaks ilma ensüümideta. Enamik rakkudes sisalduvatest ensüümidest on valgud ja vähendavad keemiliste protsesside käivitamiseks aktiveerimise energiat.
Kuna suurem osa reaktsioone rakus toimub toatemperatuuril, on need ensüümideta liiga aeglased. Näiteks ensüüm rakulise hingamise glükolüüsi ajal püruvaat kinaas mängib olulist rolli, aidates üle viia fosfaatrühma.
Rakkude hingamine eukarüootides
Rakuhingamine eukarüootides toimub peamiselt mitokondrites. Eukarüootsed rakud ellujäämiseks sõltuvad rakkude hingamisest.
Ajal glükolüüs, lagundab rakk tsütoplasmas glükoosi hapniku olemasolul või ilma. See jagab kuue süsiniku suhkru molekuli kaheks, kolme süsiniku püruvaadiks. Lisaks muudab glükolüüs ATP ja muundab NAD + NADH-ks. Ajal püruvaadi oksüdatsioon, sisenevad püruvaadid mitokondriaalsesse maatriksisse ja muutuvad koensüüm A või atsetüül CoA. See eraldab süsinikdioksiidi ja muudab rohkem NADH-i.
Jooksul sidrunhape või Krebsi tsükkel, atsetüül-CoA ja oksaloatsetaat tegema tsitraat. Seejärel läbib tsitraat reaktsioone süsinikdioksiidi ja NADH saamiseks. Tsükkel muudab ka FADH2 ja ATP.
Ajal oksüdatiivne fosforüülimine, elektronide transpordiahel mängib üliolulist rolli. NADH ja FADH2 annavad elektronid elektronide transpordiahelasse ja muutuvad NAD + ja FAD. Elektronid liiguvad sellest ahelast allapoole ja moodustavad ATP. See protsess annab ka vett. Enamik ATP tootmist rakuhingamise ajal on selles viimases etapis.
Ainevahetus taimedes: fotosüntees
Fotosüntees toimub taimerakkudes, osades vetikates ja teatavates sinivetikates nimetatavates bakterites. See metaboolne protsess toimub kloroplastides tänu klorofüllile ja see toodab suhkrut koos hapnikuga. valgust sõltuvad reaktsioonid, pluss Calvini tsükkel või valgusest sõltumatud reaktsioonid, on fotosünteesi põhiosad. See on oluline kogu planeedi tervise jaoks, kuna elusad asjad sõltuvad taimede hapnikust.
Jooksul valgust sõltuvad reaktsioonid sisse tülakoidne membraan kloroplasti klorofüll pigmendid neelavad valgusenergiat. Nad teevad ATP, NADPH ja vett. Jooksul Calvini tsükkel või valgusest sõltumatud reaktsioonid sisse strooma, ATP ja NADPH aitavad muuta glütseraldehüüd-3-fosfaati ehk G3P, mis lõpuks muutub glükoosiks.
Nagu rakuhingamine, sõltub ka fotosüntees redoks reaktsioonid, mis hõlmavad elektronide ülekandmist ja elektronide transpordiahelat.
Klorofülli on erinevat tüüpi ja kõige tavalisemad on klorofüll a, klorofüll b ja klorofüll c. Enamikul taimedel on klorofüll a, mis neelab sinise ja punase valguse lainepikkusi. Mõned taimed ja rohevetikad kasutavad klorofülli b. Dinoflagellaatides leiate klorofülli c.
Ainevahetus prokarüootides
Erinevalt inimestest või loomadest on prokarüootide hapnikuvajadus erinev. Mõned prokarüootid võivad ilma selleta eksisteerida, teised sõltuvad sellest. See tähendab, et neil võib olla aeroobne (vajavad hapnikku) või anaeroobne (ei vaja hapnikku) ainevahetus.
Lisaks võivad mõned prokarüootid lülituda kahe tüüpi metabolismi vahel olenevalt nende olukorrast või keskkonnast.
Prokarüootid, mis sõltuvad ainevahetuse hapnikust, on kohustuslik aeroobid. Teisest küljest on prokarüoote, mis ei saa hapnikus eksisteerida ja ei vaja seda kohustuslik anaeroobid. Prokarüootid, mis võivad sõltuvalt hapniku olemasolust liikuda aeroobse ja anaeroobse metabolismi vahel, on fakultatiivsed anaeroobid.
Piimhappe kääritamine
Piimhappe kääritamine on teatud tüüpi anaeroobne reaktsioon, mis annab energiat bakteritele. Teie lihasrakkudes toimub ka piimhappe fermentatsioon. Selle protsessi käigus muudavad rakud glükolüüsi teel ATP ilma hapnikuta. Protsess muudab püruvaadi piimhape ning teeb NAD + ja ATP.
Tööstuses on selle protsessi jaoks palju rakendusi, näiteks jogurti ja etanooli tootmine. Näiteks bakterid Lactobacillus bulgaricus aita jogurtit toota. Bakterid kääritavad piimhappe saamiseks laktoosi ehk piimasuhkru. See muudab piima hüübimise ja muudab selle jogurtiks.
Milline on rakkude metabolism, nagu erinevat tüüpi prokarüootide puhul?
Prokarüoote saate liigitada erinevatesse rühmadesse nende ainevahetuse põhjal. Peamised tüübid on heterotroofsed, autotroofsed, fototroofsed ja kemotroofsed. Kõik prokarüootid vajavad siiski teatud tüüpi energia või kütus elama.
Heterotroofsed prokarüoodid saavad süsiniku saamiseks teistest organismidest orgaanilisi ühendeid. Autotroofsed prokarüootid kasutavad oma süsinikuallikana süsinikdioksiidi. Paljud saavad selle teostamiseks kasutada fotosünteesi. Fototroofsed prokarüoodid saavad oma energia valguse poolt.
Kemotroofsed prokarüoodid saavad oma energia keemilistest ühenditest, mida nad lagundavad.
Anaboolne vs kataboolne
Võite ainevahetuse rajad jagada anaboolne ja kataboolne kategooriad. Anaboolne tähendab, et nad vajavad energiat ja kasutavad seda väikestest suurtest molekulidest üles ehitamiseks. Kataboolne tähendab, et need vabastavad energiat ja lõhustavad suuri molekule väiksemate moodustamiseks. Fotosüntees on anaboolne protsess, rakuhingamine aga kataboolne protsess.
Eukarüootid ja prokarüootid sõltuvad rakkude metabolismist, et elada ja areneda. Ehkki nende protsessid on erinevad, kasutavad nad mõlemad energiat või loovad seda. Rakkude hingamine ja fotosüntees on rakkudes kõige tavalisemad rajad. Kuid mõnel prokarüoodil on erinevad ainulaadsed metaboolsed rajad.
Seotud sisu: