Information

5.1: Introduktion - Biologi

5.1: Introduktion - Biologi



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Glucose er det foretrukne kulhydrat i celler. I løsningen kan den skifte fra en lineær kæde til en ring.

Energi lagres i kulhydraternes bindinger. Det vintergrønne kemikalie (methylsalicylat) bliver ophidset af disse exciterede elektroner og fluorescerer i en synlig blå bølgelængde. Dette fænomen kaldes triboluminescens.

Glykolyse

Glucose er det foretrukne kulhydrat i celler. Glykolyse (glyko - sukker; lysering - spaltning) er en universel proces af alle celler, der forekommer i cytosolen, hvorved glucosen (et 6-kulstofsukker) opdeles i to pyruvatmolekyler (et 3-kulstofmolekyle) for at generere ATP og reduceret NADH. ATP (adenosintrifosfat) er cellens energivaluta, der lagrer kemisk energi i 3 højenergifosfatbindinger. NADH (reduceret nikotinamid-adenindinukleotid) er en højenergi-elektronbærer, der fungerer som et coenzym i reaktioner og som et slags genopladeligt batteri. Den uladede tilstand, der ikke bærer højenergielektroner, kaldes NAD+.

Glykolyse er opsplitning af glucose i 2 pyruvatmolekyler for at generere 2 NADH- og 2ATP-molekyler.

ATP indeholder 3 højenergifosfater og fungerer som cellulær energivaluta.

NADH er den reducerede form af NAD+. Højenergielektronerne forbundet med den reducerede form kommer med et hydrogenatom.

Fermentering

I mangel af ilt kan celler beslutte at bruge pyruvatet fra glykolyse til hurtigt at generere yderligere ATP-molekyler i en proces kaldet fermentering. Fermentering er den anaerobe proces med at reducere pyruvat for at generere ATP. Denne proces bruger NADH genereret fra glykolyse som reduktionsmidler. Fermentering er en velkendt proces, der forekommer i gær for at generere ethanol. I andre organismer, som mennesker, resulterer fermentering i produktion af mælkesyre. Både mælkesyre og ethanol er giftige, men dette hjælper cellerne med at generere ATP, når der kræves energi hurtigt. Fermentering genererer også CO2 som et affaldsmolekyle, da pyruvat nedbrydes til en 2-kulstofforbindelse.

Fermentering i gær genererer ATP i fravær af oxygen, men giver lidt ATP på bekostning af den reducerede NADH. Kredit: Davidcarmack (CC-BY-SA)

Den forberedende reaktion

I nærværelse af O2, vil aerobe organismer bruge en reaktion af pyruvat-decarboxylering i cytosolen. Denne reaktion genererer et molekyle af Acetyl-CoA fra Coenzym A, som kan trænge ind i mitokondrierne.

Coenzym A (CoA) er ladet med en acetylgruppe (2 carbonforbindelse) for at generere Acetyl-CoA og en CO2.

Når der er et overskud af kulhydrater, bruges Acetyl-CoA som udgangspunkt for langvarig energilagring i lipidsyntesen.

Mitokondrier

Mitokondrier er kraftværket for eukaryote celler. De er afledt af en proces beskrevet af endosymbiotisk teori hvorved aerobe prokaryoter blev opslugt af en proto-eukaryot. I dette mutualistiske arrangement afgiftede prokaryoten den dødelige O2 gas i miljøet og brugte den til fuldt ud at nedbryde glukose for at give mange ATP-molekyler. Beviser for denne teori kommer fra den uafhængige replikation af mitokondrierne, det bakterie-lignende mitokondrie-DNA, de bakterie-lignende mitokondrielle ribosomer, de bakterielle lipider fundet i den indre membran og den eukaryote natur af den ydre membran. Mitokondrier ligner genomisk bakterier af ordenen Rickettsiales. Nogle bakterier af denne orden er stadig fritlevende, og nogle er intracellulære patogener.

Kredit: Kelvinsong (CC-BY-SA 3.0)

Aerob respiration

Cellulær respiration. Venstre side er glykolyse (anaerob). Højre side er, hvad der sker i nærvær af ilt i eukaryoter. De aerobe reaktioner opstår inde i mitokondrierne efter at være blevet fodret med Acetyl-CoA-molekyler fra den cytoplasmatiske forberedende reaktion. Kredit: RegisFrey (CC-BY-SA 3.0)

Acetyl-CoA kommer ind i mitokondriematrixen, hvor det bruges i Krebs cyklus (alias Tricarboxylsyrecyklus (TCA), aka Citronsyrecyklus). For hver pyruvat er der 2 omgange i cyklussen, hvor yderligere NADH og en anden højenergi-elektronbærer FADH2 (flavinadenindinukleotid) dannes. Elektronerne lagret af NADH og FADH2 overføres til proteiner kaldet cytochromer der har metalcentre til at lede disse elektroner. I færd med at flytte disse elektroner, cytochromerne i denne Elektrontransportkæder(ETC) driver bevægelsen af ​​protoner ind i intermembranrummet. Terminalen af ​​disse elektroner er en O2 molekyle, der er reduceret til 1/2 H2O molekyler. Denne tilsyneladende bevægelse af vandmolekyler fra den kemiske syntese kaldes kemiosmose. En kanal i membranen kaldet ATP syntase fungerer som en gateway for H+ tilbage i matrixen, men brug denne bevægelse til at konvertere ADP til ATP.

Nærbillede af Elektrontransportkæde (ETC), der finder sted på den indre membran af mitokondrier. Det er her oxygen bruges som den endelige elektronacceptor. Reduktion på 1/2 O2 resulterer i dannelsen af ​​et vandmolekyle (kemiosmose). Kredit: Jeremy Seto (CC-BY-NC-SA 3.0)

Metabolisk pool

De kataboliske veje involveret i glykolysen og Krebs-cyklussen udgør metabolisk pulje der leverer byggesten til andre anabolske reaktioner i cellen. Et overskud af kulhydrater kan resultere i en ophobning af Acetyl-CoA-molekyler. Hvis der er et stort overskud af Acetyl-CoA, kan acetylgrupperne forpligtes til fedtsyresyntese for langsigtet energilagring. Glykolytiske produkter kan også være udgangspunktet for aminosyresyntese. 3-phosphoglycerat kan bruges til at syntetisere glycin, cystein og serin. Pyruvat kan bruges til at generere alanin, valin og leucin. Oxaloacetat fra Krebs-cyklussen kan bruges som udgangspunkt for aspartat, lysin, asparagin, methionin, threonin og isoleucin. Glutamat og glutamin syntetiseres fra α-ketoglutarat dannet under Krebs-cyklussen. Mens de fleste af de 20 aminosyrer kan syntetiseres de novo, der er 9 essentielle aminosyrer hos mennesker, som ikke kan syntetiseres i tilstrækkelig mængde og derfor skal hentes fra kosten. Disse essentielle aminosyrer omfatter histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenylalanin, threonin, tryptophan og valin.


Se videoen: Viskös strömning Introduktion (August 2022).