Tillhandahålla celler med energi. energikällor

Från cellerna alla levande organismer, utom virus. De ger allt som behövs för livsprocesser i växten eller djuret. Cellen och kan själv vara en separat kropp. Och hur skulle en sådan komplex struktur att leva utan energi? Naturligtvis inte. Så hur gör du se till att det finns cell energi? Den är baserad på de processer som kommer att diskuteras nedan.

Att ge celler energi: hur fungerar det hända?

Få celler får sin energi från utsidan, de genererar det själva. Eukaryota celler har en slags "stationer". Och energikälla i cellen är mitokondrier - organeller som den genererar. Det är en process för cellandningen. På grund av det, och det finns underhåll av cellerna med energi. Men de är närvarande endast i växter, djur och svampar. I celler som saknar mitokondrier bakterier. Därför måste de se till att cellen energi beror främst på jäsning, och inte andas.

Strukturen av mitokondrier

Det dvumembranny organell, som dök upp i en eukaryot cell i evolutionsprocessen som ett resultat av absorption av dess finare prokaryota celler. Detta kan förklara det faktum att i mitokondrierna presentera sitt eget DNA och RNA samt mitokondriella ribosomer som producerar de önskade proteiner organeller.

Det inre membranet har utbuktningar, vilka kallas crista eller åsar. Christie och processen för cellandningen.

Vad är inne i två membran, som kallas en matris. Det ordnade proteiner, enzymer som behövs för att påskynda kemiska reaktioner, såväl som RNA-molekyler, DNA och ribosomer.

Cellandning - grunden för livet

Det sker i tre steg. Låt oss titta på var och en av dessa mer i detalj.

Det första steget - förberedande

Under detta steg, är komplexa organiska föreningar bryts ned till enklare. Så, proteinerna sönderdelas till aminosyror, fetter - till karboxylsyror och glycerol, nukleinsyra - till nukleotider, och kolhydrater - till glukos.

glykolys

Det anoxiska skede. Det ligger i det faktum att substansen som erhölls i den första fasen, bryts ner ytterligare. De viktigaste källorna till energi som används av cellen i detta skede - glukosmolekylerna. Var och en av dem är i färd med att glykolys sönderfaller till två molekyler pyruvat. Detta sker under de tio på varandra följande kemiska reaktioner. Eftersom de fem första, är glukos fosforyleras och sedan delas i två phosphotriose. I följande fem reaktioner producerade två molekyler av ATP (adenosintrifosfat) och två molekyler av STC (pyruvinsyra). Energiceller och lagras i form av ATP.

Hela processen för glykolys kan förenklas för att beskriva på följande sätt:

2ADF 2NAD + + 2H ₃ PO ₄ + C ₆ H ₁₂ O ₆ → 2H ₂ O + ^2NAD. + 2C ₂ H ₃ H ₄ O ₃ + 2ATF

Sålunda, med användning av en molekyl glukos, två molekyler av ADP och två fosforsyra, mottar cellen två molekyler ATP (energi) och två molekyler av pyrodruvsyra, som den kommer att använda i nästa steg.

Det tredje steget - oxidation

Detta steg inträffar endast i närvaro av syre. Kemiska reaktioner sker i detta skede av mitokondrier. Att detta är den viktigaste delen av cellandningen, då släppte mest energi. I detta skede, pyrodruvsyra, reagerar med syre, klyvs för att vatten och koldioxid. Vidare är det bildar 36 ATP-molekyler. Således kan vi dra slutsatsen att de viktigaste källorna till energi i celler - glukos och pyrodruvsyra.

Summera den kemiska reaktionen, och utelämna detaljer, kan vi uttrycka hela processen av cellandning en förenklad ekvation:

6D ₂ + C ₆ H ₁₂ O ₆ + 38ADF + 38H ₃ PO ₄ → 6SO ₂ + 6H2O + 38ATF.

Sålunda, under andning från en glukosmolekyl sex syremolekyler trettio åtta molekyler av ADP och samma mängd fosforsyra cell mottar 38 ATP-molekyler, och varvid i form av lagrad energi.

Mångfalden av mitokondriella enzymer

Energin för livet av cellen mottar på grund av andning - oxidation av glukos, och därefter pyrodruvsyra. Alla dessa kemiska reaktioner kan inte ske utan enzymer - biologiska katalysatorer. Låt oss titta på de som finns i mitokondrierna - organ ansvariga för cellandningen. Alla av dem kallas oxidoreduktaser eftersom behovet av oxidation-reduktionsreaktioner.

Alla oxidoreduktaser kan delas in i två grupper:

• oxidas;
• dehydrogenas;

Dehydrogenas, i sin tur, är indelade i aerob och anaerob. Aerob innehåller i sin sammansättning koenzym riboflavin att kroppen får från vitamin B2. Aerob dehydrogenas innefattar molekyler såsom koenzymer NAD och NADP.

Oxidaser är mer varierande. Först av allt, de är indelade i två grupper:

• sådana innehållande koppar;
• de i vilka en del av järnet är närvarande.

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

• cytokromer en;
• cytokrom b;
• cytokrom c;
• cytokromer d.

Cytokromer och innehåller i sin sammansättning zhelezoformilporfirin, cytokromer b - zhelezoprotoporfirin, c - substituerad zhelezomezoporfirin, d - zhelezodigidroporfirin.

Kan det finnas andra sätt att producera energi?

Trots att majoriteten av celler får den som ett resultat av cellandning, det finns också anaeroba bakterier att existera som inte kräver syre. De producerar den nödvändiga energin genom fermentering. Detta är en process under vilken kolhydrater bryts ned av enzymer utan medverkan av syre, varigenom en cell och erhåller energi. Det finns flera typer av jäsning, beroende på den slutliga produkten av kemiska reaktioner. Det är mjölksyra, alkohol, smörsyra, aceton, butan, citronsyra.

Till exempel anser alkoholjäsning. Här kan du uttrycka denna ekvation:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → C ₂ H ₅ OH + 2CO ₂

Det vill säga en molekyl glukos bryter bakterien till en molekyl etanol och två molekyler av (IV) kolmonoxid.