Toate organismele vii sunt formate din celule, cu excepțiaviruși. Acestea asigură toate procesele necesare pentru viața unei plante sau a unui animal. Celula în sine poate fi un organism separat. Și cum poate o structură atât de complexă să trăiască fără energie? Desigur că nu. Deci, cum are loc alimentarea cu energie a celulelor? Se bazează pe procesele pe care le vom discuta mai jos.
Puține celule primesc energie din exterior, eledezvoltați-o ei înșiși. Celulele eucariote au un fel de „stații”. Iar sursa de energie din celulă este mitocondria - organoidul care o produce. Procesul de respirație celulară are loc în ea. Datorită acestuia, celulele sunt alimentate cu energie. Cu toate acestea, acestea sunt prezente doar la plante, animale și ciuperci. În celulele bacteriene, mitocondriile sunt absente. Prin urmare, în ele, aprovizionarea cu energie a celulelor are loc în principal din cauza proceselor de fermentare, și nu a respirației.
Este un organoid cu două membrane care a apărut încelulă eucariotă în procesul de evoluție ca urmare a absorbției acesteia a unei celule procariote mai mici. Acest lucru poate explica faptul că mitocondriile au propriul ADN și ARN, precum și ribozomi mitocondriale, care produc proteinele necesare pentru organite.
Membrana interioară are excrescențe numite creste sau creste. Procesul de respirație celulară are loc pe criste.
Ceea ce se află în interiorul celor două membrane se numește matrice. Conține proteine, enzime necesare accelerării reacțiilor chimice, precum și ARN, ADN și ribozomi.
Are loc în trei etape. Să aruncăm o privire mai atentă la fiecare dintre ele.
În această etapă, organic complexcompușii sunt împărțiți în alții mai simpli. Astfel, proteinele se descompun în aminoacizi, grăsimile în acizi carboxilici și glicerol, acizii nucleici în nucleotide și carbohidrații în glucoză.
Aceasta este o etapă fără oxigen.Constă în faptul că substanțele obținute în timpul primei etape sunt degradate în continuare. Principalele surse de energie pe care celula le folosește în acest stadiu sunt moleculele de glucoză. Fiecare dintre ele în procesul glicolizei se descompune în două molecule de piruvat. Acest lucru se întâmplă în timpul a zece reacții chimice succesive. Datorită primelor cinci, glucoza este fosforilată și apoi împărțită în două fosfotrioze. În următoarele cinci reacții, se formează două molecule de ATP (acid adenozin trifosforic) și două molecule de PVC (acid piruvic). Energia celulei este stocată sub formă de ATP.
Întregul proces de glicoliză poate fi simplificat după cum urmează:
2NAD + 2ADP + 2H3RO4 + C6H12oh6 → 2H2O + 2 PESTE.H2 + 2C3H4oh3 + 2ATF
Astfel, folosind o moleculă de glucoză,două molecule de ADP și două de acid fosforic, celula primește două molecule de ATP (energie) și două molecule de acid piruvic, pe care le va folosi în etapa următoare.
Această etapă are loc numai dacă existăoxigen. Reacțiile chimice ale acestei etape au loc în mitocondrii. Aceasta este principala parte a respirației celulare, în timpul căreia se eliberează cea mai mare energie. În acest stadiu, acidul piruvic, care reacționează cu oxigenul, este divizat în apă și dioxid de carbon. În plus, se formează 36 de molecule de ATP. Deci, putem concluziona că principalele surse de energie din celulă sunt glucoza și acidul piruvic.
Rezumând toate reacțiile chimice și omițând detaliile, putem exprima întregul proces de respirație celulară într-o ecuație simplificată:
6O2 + C6H12oh6 + 38ADF + 38N3RO4 → 6SO2 + 6H2O + 38ATP.
Astfel, în timpul respirației dintr-o moleculăglucoză, șase molecule de oxigen, treizeci și opt de molecule ADP și aceeași cantitate de acid fosforic, celula primește 38 de molecule de ATP, sub forma cărora este stocată energia.
Celula primește energie pentru funcții vitale pentrucont de respirație - oxidarea glucozei și apoi a acidului piruvic. Toate aceste reacții chimice nu ar putea avea loc fără enzime - catalizatori biologici. Să ne uităm la cele dintre ele care se găsesc în mitocondrii - organite responsabile de respirația celulară. Toate acestea se numesc oxidoreductaze, deoarece sunt necesare pentru a asigura apariția reacțiilor redox.
Toate oxidoreductazele pot fi împărțite în două grupe:
La rândul lor, dehidrogenazele sunt împărțite înaerob și anaerob. Cele aerobe conțin coenzima riboflavină, pe care organismul o primește de la vitamina B2. Dehidrogenazele aerobe conțin molecule NAD și NADP ca coenzime.
Oxidazele sunt mai diverse. În primul rând, acestea sunt împărțite în două grupe:
Primele includ polifenol oxidaze, ascorbat oxidază, cele din urmă - catalază, peroxidază, citocromi. Acestea din urmă, la rândul lor, sunt împărțite în patru grupe:
Citocromii conțin fier-formilporfirină, citocromi b - protoporfirină de fier, c - mezoporfirină de fier substituită, d - dihidroporfirină de fier.
Deși majoritatea celulelor îl primescca urmare a respirației celulare, există și bacterii anaerobe care nu necesită oxigen pentru a exista. Acestea generează energia necesară prin fermentare. Acesta este un proces în timpul căruia, cu ajutorul enzimelor, carbohidrații sunt defalcați fără participarea oxigenului, în urma căruia celula primește energie. Există mai multe tipuri de fermentație, în funcție de produsul final al reacțiilor chimice. Poate fi acid lactic, alcoolic, acid butiric, acetonă-butan, acid citric.
De exemplu, luați în considerare fermentația alcoolică. Poate fi exprimat cu următoarea ecuație:
C6H12oh6 → C2H5OH + 2CO2
Adică, bacteria împarte o moleculă de glucoză într-o moleculă de alcool etilic și două molecule de oxid de carbon (IV).
