5.Základní buněčné funkce
Metabolismus buňky:
- Energetický: soubor všech rcí. v buňce spojených se získáváním zdrojů energie nebo s uvolňováním energie
- Látkový: v buňce dochází k přeměnám sacharidů a lipidů, syntetizují se informační molekuly a stavební látky
- ustálený stav = vyrovnaný příjem a výdej látek, energií a informací
- děje rozdělujeme na:→ anabolické (= reakce endergonické) – z jednodušších látek se syntetizují složitější, probíhá za spotřeby energie
→ katabolické (reakce exergonické)– složitější látky se štěpí na jednodušší, uvolňuje se při nich energie
- anabolické a katabolické rce se vzájemně doplňují a jsou na sobě závislé, při katabolismu se ATP uvolňuje a při anabolismu spotřebovává (spřažené reakce)
- Enzymy: jsou bílkovinné povahy, mají úlohu biokatalyzátorů = bez nich by některé chemické reakce nemohly probíhat, nebo by probíhaly pomalu
- Energie: buňka může přímo využít jen energii chemických vazeb, ta je rozváděna po buňce a podle potřeb využívána, buňka může využít také energii protonového gradientu (vytvořeného na membránách)
Anaerobní a aerobní metabolické děje:
- štěpení energeticky bohatých sloučenin probíhá buď za přístupu kyslíku, nebo bez přístupu kyslíku:
1. Anaerobní metabolické děje:
- probíhají bez přístupu kyslíku
- dokáží všechny buňky
- není vázáno na membránové struktury, probíhá v cytoplazmě
- jsou málo výkonné - zisk ATP je malý (využije méně než 5% energie ze substrátu)
- Anaerobní glykolýza:
- štěpení uhlíkatého řetězce glukosy bez využití kyslíku
- vývojově původní způsob získávání energie, který dokáží všechny buňky
- * fruktosa 1,6 difosfát
- poté se štěpí na dvě tříuhlíkaté molekuly = glyceraldehyd 3 fosfát a dihydroxiacetonfosfát
- z glyceraldehydu postupně * pyruvát (=konečný produkt)
- energetický zisk: 2 molekuly ATP na jednu molekulu glukosy
- pyruvát dále může být převeden podle toho, jestli má kyslík na kyselinu mléčnou (*laktát) nebo na ethanol = pokud nemá kyslík, nebo má kyslík a * acetyl koenzym A
2. Aerobní metabolické děje:
- navazují na procesy anaerobní
- probíhají v mitochondriích
- nejrozšířenější typ látkové přeměny v živých soustavách
- umožňuje využít až 50% obsahu volné energie substrátu
- nejdůležitější aerobní reakce jsou Krebsův cyklus a β-oxidace a na ně navazující dýchací řetězec
- β-oxidace mastných kyselin
- probíhá v matrix
- mastná kyselina se aktivuje a * acetylkoenzym A
- acetylkoenzym A vstupuje do řetězce a dochází ke změnám na β uhlíku (=3.uhlík) → * o dva uhlíky kratší řetězec
- * také redukované koenzymy
- produkty β-oxidace vstupují do Krebsova cyklu a do dýchacího řetězce
- Krebsův cyklus (cyklus kyseliny citronové):
- vstupuje do něj acetyl koenzym A a * kyselina citronová
- (acetylkoenzym A * z pyruvátu při štěpení glukosy, nebo při štěpení mastných kyselin procesem β-oxidace, nebo štěpením některých aminokyselin)
- dochází 2x k oštěpení oxidu uhličitého (dekarboxylace) a uvolňuje se GTP
- vstupují tam molekuly vody, z nich se dehydrogenacemi získá vodík
- vodíky se vážou na 3 molekuly NAD+ a na 1molekulu FAD → * FADH2, NADH+H+, ty dále přenášejí vodík do dýchacího řetězce
- celkový zisk z Krebsova cyklu = FADH2 (1x), NADH+H+ (3x), GTP (1x)
- * zde naprostá většina oxidu uhličitého, který vydechujeme
- Dýchací řetězec:
- řetěz oxidačně – redukčních reakcí
- elektrony (z NADH+H+ a FADH2) jsou přenášeny na kyslík za vzniku vody a uhlík je uvolňován v podobě oxidu uhličitého
- přenos elektronů je spojen se * ATP
- ATP * oxidativní fosforelací – energie redoxních dějů je využívána k pumpování H+ z matrix do mezimembránového prostoru, kde se tak jejich koncentrace oproti matrix zvyšuje. V důsledku rozdílných koncentrací H+ * na membráně protonový gradient. H+ se mohou samovolně vracet jen na některých místech za vzniku ATP.
- při přenosu elektronů zFAD * 2ATP
- při přenosu elektronů z NADH+H+ * 3ATP
- při aerobním odbourávání glukosy * 36 ATP
Proteolýza: rozklad bílkovin, hydrolýza bílkovin působením proteolytických enzymů, konečným produktem jsou aminokyseliny
Tofinek3-reaktywacja