Obsah
- Bunkový metabolizmus
- Čo je proces bunkového metabolizmu?
- Enzýmy: Základy
- Bunková dýchanie v eukaryotoch
- Metabolizmus v rastlinách: Fotosyntéza
- Metabolizmus v prokaryotoch
- Fermentácia mliečnymi kyselinami
- Aký je bunkový metabolizmus v rôznych typoch prokaryotov?
- Anabolické vs. katabolické
Bunky vyžadujú energiu na pohyb, delenie, množenie a ďalšie procesy. Veľkú časť svojho života trávia zameraním na získavanie a využívanie tejto energie prostredníctvom metabolizmu.
Prokaryotické a eukaryotické bunky závisia od rôznych metabolických dráh, aby prežili.
Bunkový metabolizmus
Metabolizmus buniek je rad procesov, ktoré prebiehajú v živých organizmoch na udržanie týchto organizmov.
V bunkovej biológii a molekulárnej biológii sa metabolizmus týka biochemických reakcií, ktoré sa vyskytujú vo vnútri organizmov pri produkcii energie. Hovorové alebo nutričné využitie metabolizmu sa vzťahuje na chemické procesy ktoré sa vyskytujú vo vašom tele, keď prevádzate jedlo na energiu.
Hoci výrazy majú podobnosti, existujú aj rozdiely. Metabolizmus je dôležitý pre bunky, pretože procesy udržujú organizmy nažive a umožňujú im rásť, rozmnožovať sa alebo deliť sa.
Čo je proces bunkového metabolizmu?
V skutočnosti existuje viac procesov metabolizmu. Bunkové dýchanie je typ metabolickej dráhy, ktorá štiepi glukózu za vzniku adenozíntrifosfátu alebo ATP.
Hlavné kroky bunkovej respirácie v eukaryotoch sú:
Hlavnými reakčnými činidlami sú glukóza a kyslík, zatiaľ čo hlavnými produktmi sú oxid uhličitý, voda a ATP. Fotosyntéza v bunkách je ďalším typom metabolickej dráhy, ktorú organizmy používajú na výrobu cukru.
Rastliny, riasy a cyanobaktérie používajú fotosyntézu. Hlavnými krokmi sú reakcie závislé od svetla a Calvinov cyklus alebo reakcie nezávislé od svetla. Hlavnými reakčnými činidlami sú svetelná energia, oxid uhličitý a voda, zatiaľ čo hlavnými produktmi sú glukóza a kyslík.
Metabolizmus v prokaryotoch sa môže líšiť. Medzi základné typy metabolických ciest patria heterotrofné, autotrofné, fototrofní a Chemotrofní reakcie. Druh metabolizmu, ktorý má prokaryont, môže ovplyvniť miesto, kde žije a ako interaguje s prostredím.
Ich metabolické dráhy tiež zohrávajú úlohu v ekológii, zdraví ľudí a chorobách. Napríklad existujú prokaryoty, ktoré nemôžu tolerovať kyslík, ako napríklad C. botulinum. Táto baktéria môže spôsobiť botulizmus, pretože rastie dobre v oblastiach bez kyslíka.
Súvisiaci článok: 5 najnovších objavov, ktoré ukazujú, prečo je výskum rakoviny taký dôležitý
Enzýmy: Základy
Enzýmy sú látky, ktoré pôsobia ako katalyzátory na urýchlenie alebo vyvolanie chemických reakcií. Väčšina biochemických reakcií v živých organizmoch závisí od činnosti enzýmov. Sú dôležité pre bunkový metabolizmus, pretože môžu ovplyvniť mnoho procesov a pomôcť ich iniciovať.
Glukóza a svetelná energia sú najbežnejším zdrojom paliva pre metabolizmus buniek. Metabolické cesty by však bez enzýmov nefungovali. Väčšina enzýmov v bunkách sú proteíny a znižujú aktivačnú energiu pre začatie chemických procesov.
Pretože väčšina reakcií v bunke sa vyskytuje pri izbovej teplote, sú bez enzýmov príliš pomalé. Napríklad pri glykolýze pri bunkovom dýchaní enzým pyruvátkináza hrá dôležitú úlohu tým, že pomáha pri prevode fosfátovej skupiny.
Bunková dýchanie v eukaryotoch
Bunkové dýchanie v eukaryotoch sa vyskytuje primárne v mitochondriách. Eukaryotické bunky prežívajú v závislosti od bunkového dýchania.
počas glykolýzabunka štiepi glukózu v cytoplazme s prítomným alebo bez prítomnosti kyslíka. Rozdeľuje molekulu cukru so šiestimi atómami uhlíka na dve molekuly pyruvátu s tromi atómami uhlíka. Okrem toho glykolýza vytvára ATP a konvertuje NAD + na NADH. počas oxidácia pyruvátu, pyruváty vstupujú do mitochondriálnej matrice a stávajú sa koenzým A alebo acetyl CoA, Týmto sa uvoľňuje oxid uhličitý a vytvára sa viac NADH.
Počas kyselina citrónová alebo Krebsov cyklus, acetyl CoA sa kombinuje s oxalacetát urobiť citrát, Potom citrát prechádza reakciami za vzniku oxidu uhličitého a NADH. Tento cyklus tiež vytvára FADH2 a ATP.
počas Oxidačná fosforylácia, transportný reťazec elektrónov hrá rozhodujúcu úlohu. NADH a FADH2 dávajú elektróny do elektrónového transportného reťazca a stávajú sa NAD + a FAD. Elektróny prechádzajú touto reťazou a vytvárajú ATP. Tento proces tiež produkuje vodu. Väčšina produkcie ATP počas bunkového dýchania je v tomto poslednom kroku.
Metabolizmus v rastlinách: Fotosyntéza
Fotosyntéza prebieha v rastlinných bunkách, niektorých riasach a určitých baktériách nazývaných cyanobaktérie. Tento metabolický proces sa vyskytuje v chloroplastoch vďaka chlorofylu a spolu s kyslíkom produkuje cukor. reakcie závislé od svetla, plus Calvinov cyklus alebo reakcie nezávislé na svetle, sú hlavnými časťami fotosyntézy. Je to dôležité pre celkové zdravie planéty, pretože živé zvieratá sa spoliehajú na kyslíkové rastliny.
Počas reakcie závislé od svetla v tylakoidná membrána chloroplastu, chlorofyl pigmenty absorbujú svetelnú energiu. Vyrábajú ATP, NADPH a vodu. Počas Kalvinov cyklus alebo reakcie nezávislé na svetle v stróma, ATP a NADPH pomáhajú vyrábať glyceraldehyd-3-fosfát alebo G3P, z ktorého sa nakoniec stáva glukóza.
Rovnako ako bunkové dýchanie, fotosyntéza závisí od redox reakcie, ktoré zahŕňajú prenos elektrónov a transportný reťazec elektrónov.
Existujú rôzne typy chlorofylu a najbežnejšie typy sú chlorofyl a, chlorofyl b a chlorofyl c. Väčšina rastlín má chlorofyl a, ktorý absorbuje vlnové dĺžky modrého a červeného svetla. Niektoré rastliny a zelené riasy používajú chlorofyl b. Chlorrofyl c nájdete v dinoflagelátoch.
Metabolizmus v prokaryotoch
Na rozdiel od ľudí alebo zvierat sa prokaryoty líšia v potrebe kyslíka. Niektoré prokaryoty môžu existovať aj bez nej, zatiaľ čo iné na tom závisia. To znamená, že môžu mať aerobická (vyžadujúce kyslík) alebo anaeróbne (nevyžaduje kyslíkový) metabolizmus.
Okrem toho sa niektoré prokaryoty môžu prepínať medzi týmito dvoma typmi metabolizmu v závislosti od ich okolností alebo prostredia.
Prokaryoty závislé od kyslíka v metabolizme sú povinný aerobes, Na druhej strane prokaryoty, ktoré nemôžu existovať v kyslíku a nepotrebujú ich, sú zaviazať anaeróbov, Prokaryoty, ktoré môžu v závislosti od prítomnosti kyslíka prepínať medzi aeróbnym a anaeróbnym metabolizmom fakultatívne anaeróby.
Fermentácia mliečnymi kyselinami
Fermentácia kyseliny mliečnej je typ anaeróbnej reakcie, ktorá produkuje energiu pre baktérie. Vaše svalové bunky majú tiež fermentáciu kyseliny mliečnej. Počas tohto procesu bunky vytvárajú ATP bez kyslíka prostredníctvom glykolýzy. Tento proces zmení pyruvát na kyselina mliečna a robí NAD + a ATP.
Pre tento proces existuje v priemysle veľa aplikácií, napríklad výroba jogurtov a etanolu. Napríklad baktérie Lactobacillus bulgaricus pomáhajú vyrábať jogurt. Baktérie fermentujú laktózu, cukor v mlieku, aby vytvorili kyselinu mliečnu. Vďaka tomu sa mliečne zrazeniny premenia na jogurt.
Aký je bunkový metabolizmus v rôznych typoch prokaryotov?
Prokaryoty môžete rozdeliť do rôznych skupín podľa ich metabolizmu. Hlavné typy sú heterotrofné, autotrofné, fototrofné a chemotrofné. Všetky prokaryoty však stále potrebujú určitý typ energie alebo paliva žiť.
Heterotropné prokaryoty získavajú organické zlúčeniny z iných organizmov, aby získali uhlík. Autotrofné prokaryoty používajú ako zdroj uhlíka oxid uhličitý. Mnohí sú schopní použiť fotosyntézu na dosiahnutie tohto cieľa. Fototrofické prokaryoty získavajú energiu zo svetla.
Chemotrofné prokaryoty získavajú energiu z chemických zlúčenín, ktoré sa rozkladajú.
Anabolické vs. katabolické
Metabolické cesty môžete rozdeliť na anabolické a katabolické Kategórie. Anabolické znamená, že potrebujú energiu a používajú ju na vytváranie veľkých molekúl z malých. Katabolizmus znamená, že uvoľňujú energiu a rozdeľujú veľké molekuly, aby vytvorili menšie. Fotosyntéza je anabolický proces, zatiaľ čo bunkové dýchanie je katabolický proces.
Eukaryoty a prokaryoty závisia od bunkového metabolizmu, aby mohli žiť a prosperovať. Aj keď sú ich procesy odlišné, obidve tieto spôsoby využívajú alebo vytvárajú energiu. Bunkové dýchanie a fotosyntéza sú najbežnejšie cesty pozorované v bunkách. Niektoré prokaryoty však majú odlišné metabolické dráhy, ktoré sú jedinečné.
Súvisiaci obsah: