Otázka: Metabolismus na buněčné úrovni
Předmět: Biologie
Přidal(a): elsy
Metabolismus na buněčné úrovni =látková přeměna probíhající pomocí navazujících chemických rekcí za přítomnosti katalyzátorů (=urychlovač děje) – enzymů
–vede
-k získání energie
-ke vzniku látek pro tělo vlastních, zásobních
–dvě části
–katabolismus = (disimilační, rozkladný)děj, při kterém se složitější látky štěpí na jednodušší
-energie se uvolňuje
-probíhá v organelách
–anabolismus = (asimilační, syntetický)děj, při kterém se z látek jednodušších syntetizují látky složitější
-vznikají nové zásobní látky/ pro tělo vlastní
-energie se spotřebovává
-probíhá v cytoplazmě
–průběh života
-mládí A K
-dospělost A=K
-stáří A K
–enzym = katalyzátor biochemických reakcí, snižují aktivační energii
-bílkovinné povahy
-pouze bílkovina
-bílkovina + nebílkovinná část (=kofaktor) – iont/organická sloučenina
-specificky účinné (=působí jen na určité látky)
-navazují se na substrát vazbou zámek a klíč (vytváří se v aktivním centru)
-pro správné fungování je nutná optimální teplota, pH a koncentrace
-množství omezené, obnova v játrech
–rozdělení
–podle typu metabolismu
–fototrofní (= energie ze světla)
–chemotrofní (= energie z živin)
-chemoorganotrofní (=živiny organické látky)
-chemolitotrofní (=živiny jednoduché anorganické látky)
–podle formy uhlíku
–autotrofní (= zdrojem je CO2)
–heterotrofní (=zdrojem jsou složité organické sloučeniny)
–fotosyntéza
-katalytická reakce (katalyzátorem je chlorofyl), endotermická za pomoci světla
-hlavní produkt glukóza, vedlejší produkt kyslík – likvidace skleníkových plynů
–probíhá ve dvou fotosystémech
–fotosystém I. = P1 (=přijímá světlo do 700 nm)
–fotosystém II. = P2 (=přijímá světlo do 680 nm)
–dvě fáze
–světelná (=primární, nutná)
-zachytí se energie dopadajících fotonů – přeměna energie světelné a energii chemickou
-energie fotonů se využije k fotolýze vody – rozklad na kyslík (průduch do vzduchu), H+ (přenášeny přenašeči do temnostní fáze), e-
-vybuzení valenčních elektronů z chlorofylu – dva elektrony dopadnou na nosič a putují k protonovému kanálku, kde dochází k hromadění H+
-až se k protonovému kanálku dostane určitý počet elektronů, H+ překonají přechodovou membránu
-za ní se H+ navážou na NADP přenašeč – NADPH
-při dostatečné koncentraci NADPH dochází k cyklické fosforylaci = vytváření molekul ATP z ADP (k tvorbě se využívá energie elektronů)
–temnostní (=sekundární)
-dojde k postupné fixaci H (hydrogenace) na molekulu CO2 – vznik glukózy
-dochází k biosyntéze sacharidů z CO2, NADPH, ATP (Calvinův cyklus = systém katalytických reakcí, dochází k postupnému narůstání počtu uhlíků)
–rovnice
-nCO2 + nH2O – (HCOH)n + n O2
–podmínky
-světlo – intenzita, složení spektra
-množství CO2
-teplota (nejlepší 15 -25 C)
-množství H2O
–dýchání
-probíhá na vnitřní straně mitochondrií
-získává se při něm +-90% energie
-probíhá štafetovitě
–průběh anaerobní fáze
-probíhá v cytoplazmě
-molekula glukózy se rozštěpí na dvě kyseliny pyrohroznové, uvolní se malé množství energie, vše se přetransportuje do mitochondrií
–průběh aerobní fáze
-probíhá v mitochondriích
-do protonového kanálku putují H+ (z citrátového cyklu a beta oxidace VMK), při jejich dostatku se protonový kanálek začne otáčet
-přivádí se kyslík (dýcháním), spojuje se s H+ – vznik H2O, uvolňuje se hodně energie – dochází k fosforylaci, vytváření molekul ATP
–kvašení (=fermentace)
-probíhá za nepřítomnosti vzduchu (glykolýza)
-vzniká energeticky bohatá látka
–mléčné kvašení
-glukóza – pyruvát – laktát (=kyselina mléčná)
–alkoholové kvašení
-glukóza – pyruvát – aldehyd (ethanal) – alkohol (ethanol)
–metabolismus živin
–sacharidů
-poly a oligosacharidy se štěpí na monosacharidy
-vstupuje glukóza, štěpí se ve třech stupních
–glykolýza
-vzniká látka pyruvát (C6 – C3)
-fosforylace glukózy – vznik difosforylované glukózy – jeho štěpení
-probíhá v cytoplazmě
–oxidace pyruvátu
-pouze za dostatečného přístupu kyslíku
-pyruvát díky kyslíku putuje do mitochondrií
-pyruvát se oxiduje na acetylkoenzym A
-velmi náročná katalytická reakce – působí komplexy katalyzátorů, probíhá dekarboxylace
-odštěpování odpadních látek (CO2, H2O)
–citrátový (=Krebsův) cyklus
-společný všem buňkám
-oxidace jedné molekuly C0A citrátovým cyklem se uvolní 12 molekul ATP, odbouráním jedné molekuly glukózy vznikne 38 molekul ATP
–průběh při nedostatku kyslíku
-nemohou fungovat přenašeče
-probíhá pouze glykolýza
-pyruvát se nemůže dále oxidovat – pyruvát se změní na laktát (kyselinu mléčnou) mléčným kvašením/alkohol
–regulace
-k nastavení správných podmínek
-na začátku hormon (první zprostředkovatel) aktivuje děje v buňce, ikdyž do ní nevstupuje
-na buňce se naváže na bílkovinu přes receptor- vznik komplexu receptor – hormon
-komplex aktivuje enzymy (druhý zprostředkovatel)
-enzym je na vnitřní straně membrány buňky
-enzym zajistí tvorbu cyklického AMP (=c AMP) = inhibitor/aktivátor tvorby dalších enzymů
–potřeba vitamínů (regulátory)
–B komplex
-B1 – fosforylace
-B2, B3 – FAD a NAD přenašeče
-B5 – součást C0A
–lipidů
–probíhá, pokud tělo potřebuje energii
-má tři fáze
–rozštěpení esterové vazby katalytickou hydrolýzou – vznik glycerolu a VMK
-prvním zprostředkovatelem je hormon adrenalin – zprostředkovává tvorbu c AMP, která spustí tvorbu lipáz
–vznik
-glycerolu
-vstupuje do metabolismu sacharidů (řídí hormon inzulín)
–syntéza glukózy
-fosforylace – fosforylovaná glykolýza
-VMK
–beta – oxidace v mitochondriích
-dochází k postupnému odbourávání dvouuhlíkatých sloučenin v Linelově spirále – vznik acetylkoenzymu A, který vstupuje do Krebsova cyklu
–probíhá, pokud tělo nepotřebuje energii
-biosyntéza tuků pro tělo vlastní – ukládání tuků s velkým množstvím vody do tukových tkání
-probíhá v cytoplazmě
-výchozí látkou je acetylkoenzym A
-energeticky náročná, katalytická reakce
–proteinů
–má dvě fáze
-katalytická hydrolýza
–rozštěpení peptidových vazeb postupně (nejdříve uvnitř – endopeptidázy) pomocí enzymů proteáz (pepsin, trypsin) na AMK
–a) potřebujeme energii
–AMK se dále hydrolytickým štěpením (enzymy – exopeptidázy) rozštěpují
-výsledkem dvouuhlíkové štěpy – acetylkoenzym A do Krebsova cyklu + konečné části – odpadní látky (CO2, N, H2O) v močovině
–vylučování dusíku
-v podobě amoniaku (ryby)
-dusík se přemění na amoniak, ten je metabolizován na kyselinu močovou (ptáci)
-v podobě močoviny (savci)
–b)nepotřebujeme energii – syntéza bílkovin pro tělo vlastní = proteosyntéza
-nukleové kyseliny řídí pořadí skládání AMK za sebou
-t RNA přivádí AMK k místu proteosyntézy
-z DNA se vytvoří transkripcí (=přepis genetické informace z DNA do RNA) m RNA (=informační – zprostředkovává přenos genetických informací)
-translace (=překlad genetické informace z m RNA do pořadí AMK, vznik nového polypeptidového řetězce) – přicházejí AMK díky t RNA – vytváří se bílkovina pro tělo vlastní
-12 AMK si umíme vyrobit sami, 8 AMK ne (=esenciální)
