Metabolism celular: definiție, proces și rolul ATP

Conţinut

• Metabolism celular
• Care este procesul de metabolizare celulară?
• Enzime: Bazele
• Respirație celulară în eucariote
• Metabolism în plante: fotosinteză
• Metabolism în procariote
• Fermentarea acidului lactic
• Cum este metabolismul celular în diferite tipuri de procariote?
• Anabolic vs. Catabolic

Celulele necesită energie pentru mișcare, divizare, înmulțire și alte procese. Ei petrec o mare parte din viața lor, concentrați pe obținerea și utilizarea acestei energii prin metabolism.

Celulele procariote și eucariote depind de diferite căi metabolice pentru a supraviețui.

Metabolism celular

Metabolismul celular este seria de procese care au loc în organismele vii pentru a susține aceste organisme.

În biologia celulară și biologia moleculară, metabolismul se referă la reacțiile biochimice care se petrec în interiorul organismelor pentru a produce energie. Utilizarea colocvială sau nutrițională a metabolismului se referă la procese chimice care se întâmplă în corpul tău în timp ce transformi alimentele în energie.

Deși termenii au asemănări, există și diferențe. Metabolismul este important pentru celule, deoarece procesele mențin în viață organismele și le permit să crească, să se reproducă sau să se împartă.

Care este procesul de metabolizare celulară?

Există de fapt multiple procese de metabolism. Respirație celulară este un tip de cale metabolică care descompune glucoza pentru a face adenozina trifosfat sau ATP.

Principalele etape ale respirației celulare în eucariote sunt:

Reactivii principali sunt glucoza și oxigenul, în timp ce principalele produse sunt dioxidul de carbon, apa și ATP. Fotosinteza în celule este un alt tip de cale metabolică pe care organismele o folosesc pentru a produce zahăr.

Plantele, algele și cianobacteriile folosesc fotosinteza. Principalele etape sunt reacțiile dependente de lumină și ciclul Calvin sau reacțiile independente de lumină. Reactivii principali sunt energia ușoară, dioxidul de carbon și apa, în timp ce principalele produse sunt glucoza și oxigenul.

Metabolismul în procariote poate varia. Tipurile de bază ale căilor metabolice includ heterotrofe, autotrofe, fototrofice și chemotrofe reacții. Tipul de metabolism pe care îl are un procariot poate influența unde trăiește și cum interacționează cu mediul.

Căile metabolice ale acestora joacă, de asemenea, un rol în ecologie, sănătatea umană și boli. De exemplu, există procariote care nu pot tolera oxigenul, cum ar fi C. botulinum. Această bacterie poate provoca botulism, deoarece crește bine în zone fără oxigen.

Articol conex: 5 descoperiri recente care arată de ce cercetarea cancerului este atât de importantă

Enzime: Bazele

Enzimele sunt substanțe care acționează ca catalizatorii pentru a accelera sau a provoca reacții chimice. Majoritatea reacțiilor biochimice din organismele vii se bazează pe enzime pentru a funcționa. Sunt importante pentru metabolismul celular, deoarece pot afecta multe procese și pot ajuta la inițierea lor.

Glucoza și energia luminoasă sunt cele mai comune surse de combustibil pentru metabolismul celular. Cu toate acestea, căile metabolice nu ar funcționa fără enzime. Majoritatea enzimelor din celule sunt proteine ​​și scad energia de activare pentru începerea proceselor chimice.

Deoarece majoritatea reacțiilor dintr-o celulă au loc la temperatura camerei, acestea sunt prea lente fără enzime. De exemplu, în timpul glicolizei în respirația celulară, enzimă piruvat kinază joacă un rol important contribuind la transferul unui grup de fosfați.

Respirație celulară în eucariote

Respirație celulară în eucariote apare în primul rând în mitocondrii. Celulele eucariote depind de respirația celulară pentru a supraviețui.

Pe parcursul glicoliză, celula descompune glucoza din citoplasmă cu sau fără oxigen fiind prezent. Împărțește molecula de zahăr cu șase carbon în două, molecule piruvat de trei carbon. În plus, glicoliza face ATP și transformă NAD + în NADH. Pe parcursul oxidarea piruvatului, piruvatele intră în matricea mitocondrială și devin coenzima A sau acetil CoA. Aceasta eliberează dioxid de carbon și face mai mult NADH.

In timpul acid citric sau ciclul Krebs, acetil CoA se combină cu oxaloacetat a face citrat. Apoi, citratul trece prin reacții pentru a produce dioxid de carbon și NADH. Ciclul face, de asemenea, FADH2 și ATP.

Pe parcursul fosforilare oxidativă, lanț de transport de electroni joacă un rol crucial. NADH și FADH2 dau electroni lanțului de transport de electroni și devin NAD + și FAD. Electronii se deplasează în acest lanț și fac ATP. Acest proces produce, de asemenea, apă. Majoritatea producției de ATP în timpul respirației celulare este în acest ultim pas.

Metabolism în plante: fotosinteză

Fotosinteza se întâmplă în celulele plantelor, unele alge și anumite bacterii numite cianobacterii. Acest proces metabolic are loc în cloroplastele datorită clorofilei și produce zahăr împreună cu oxigenul. reacții dependente de lumină, plus ciclul Calvin sau reacțiile independente de lumină, sunt principalele părți ale fotosintezei. Este important pentru sănătatea generală a planetei, deoarece lucrurile vii se bazează pe fabricile de oxigen.

In timpul reacții dependente de lumină în membrana tilacoidă a cloroplastului, clorofilă pigmenții absorb energia luminii. Fac ATP, NADPH și apă. In timpul Ciclul calvin sau reacții independente de lumină în stroma, ATP și NADPH ajută la formarea de gliceraldehidă-3-fosfat sau G3P, care în cele din urmă devine glucoză.

Ca și respirația celulară, fotosinteza depinde redox reacții care implică transferuri de electroni și lanțul de transport al electronilor.

Există diferite tipuri de clorofilă, iar cele mai frecvente tipuri sunt clorofila a, clorofila b și clorofila c. Majoritatea plantelor au clorofilă a, care absoarbe lungimi de undă albastre și roșii. Unele plante și alge verzi folosesc clorofilă b. Puteți găsi clorofilă c în dinoflagelate.

Metabolism în procariote

Spre deosebire de oameni sau animale, procariotele variază în nevoia lor de oxigen. Unele procariote pot exista fără ea, în timp ce altele depind de ea. Acest lucru înseamnă că pot avea aerob (necesită oxigen) sau anaerob (nu necesită oxigen) metabolismul.

În plus, unele procariote pot comuta între cele două tipuri de metabolism în funcție de circumstanțele sau mediul lor.

Procariotele care depind de oxigen pentru metabolism sunt obligă aerobii. Pe de altă parte, sunt procariote care nu pot exista în oxigen și nu au nevoie obligă anaerobii. Sunt procariote care pot comuta între metabolismul aerob și anaerob în funcție de prezența oxigenului anaerobe facultative.

Fermentarea acidului lactic

Fermentarea acidului lactic este un tip de reacție anaerobă care produce energie pentru bacterii. Celulele tale musculare au, de asemenea, fermentație de acid lactic. În timpul acestui proces, celulele fac ATP fără oxigen prin glicoliză. Procesul se transformă în piruvat în acid lactic și face NAD + și ATP.

Există multe aplicații în industrie pentru acest proces, cum ar fi producția de iaurt și etanol. De exemplu, bacteriile Lactobacillus bulgaricus ajuta la producerea iaurtului. Bacteriile fermentează lactoza, zahărul din lapte, pentru a face acid lactic. Acest lucru face ca cheagul de lapte și îl transformă în iaurt.

Cum este metabolismul celular în diferite tipuri de procariote?

Puteți clasifica procariotele în diferite grupuri, pe baza metabolismului lor. Principalele tipuri sunt heterotrofe, autotrofe, fototrofe și chimiotrofe. Cu toate acestea, toate procariotele au încă nevoie de un fel de energie sau combustibil a trai.

Procariotele heterotrofe obțin compuși organici de la alte organisme pentru a obține carbon. Procariotele autotrofe folosesc dioxidul de carbon ca sursă de carbon. Mulți sunt capabili să folosească fotosinteza pentru a realiza acest lucru. Procariotele fototrofe își obțin energia din lumină.

Procariotele chimiotrofe își obțin energia din compuși chimici pe care îi descompun.

Anabolic vs. Catabolic

Puteți împărți căile metabolice în anabolizant și catabolice categorii. Anabolic înseamnă că au nevoie de energie și o folosesc pentru a construi molecule mari din cele mici. Catabolic înseamnă că eliberează energie și despart moleculele mari pentru a le face mai mici. Fotosinteza este un proces anabolic, în timp ce respirația celulară este un proces catabolic.

Eucariote și procariote depind de metabolismul celular pentru a trăi și a prospera. Deși procesele lor sunt diferite, ambele folosesc sau creează energie. Respirația celulară și fotosinteza sunt cele mai frecvente căi observate în celule. Cu toate acestea, unele procariote au căi metabolice diferite care sunt unice.

Continut Asemanator: