Energetika élő sejtek
Energiaátalakítás az állati sejtekben
elektrontranszfer lánc mitokondriumokban
A legtöbb e, elválasztott légzőszervi szubsztrátok átjut nikotinamiddinukleotid (NAD), koenzim Q (KoQ) és a citokróm c, hogy oxigénből víz képződik.
Oktatási proton potenciál mitohondriyax állatok:
a) AH2 - légzőszervi szubsztrát; b) A - termék (megtekintése: www.sciam.ru)
Képtelen fotoszintézis sejtek (például humán) kapnak energiát az élelmiszer, amely arra szolgál, vagy növényi biomassza, eredményeként jön létre a fotoszintézis, biomassza vagy más élőlények, növényi táplálkozást vagy bármely maradványait az élő szervezetek.
Tápanyagok (fehérjék, zsírok és szénhidrátok) transzformálunk állati sejt egy korlátozott tartományban a kis molekulatömegű vegyületek - szerves savak, felépítve szénatomot, amely révén különleges molekuláris mechanizmusok oxidált szén-dioxid és víz. Amikor ez az energia felszabadul, felhalmozódik a formájában az elektrokémiai potenciál különbség a membrán két oldalán, és felhasználhatja az ATP szintézis vagy közvetlenül végző bizonyos típusú munkát.
A történelem a tanulmány az energia átalakítás problémák állati sejtekben, valamint a történelem fotoszintézis, több mint két évszázadon át.
A aerob organizmusok oxidációja szénatomos szerves savak, hogy a szén-dioxid és víz áramlik keresztül oxigén az ún intracelluláris légzés, amely akkor a speciális részecskék - mitokondrium. oxidációjának energia átalakítás végzi enzimek található egy szigorú sorrendben a belső membrán a mitokondrium. Ezek az enzimek az úgynevezett légzési lánc, és generátorként működik, ami az elektrokémiai potenciális különbség a membránon keresztül, ami miatt az ATP szintetizálódik ugyanúgy, mint ez történik a fotoszintézisben.
A fő feladat és a légzés és a fotoszintézis - fenntartani az ATP / ADP arány egy bizonyos szinten, messze termodinamikai egyensúly, amely lehetővé teszi az ATP szolgál, mint egy energia donor, eltolja az egyensúlyt a reakció, amelyben részt vesz.
A fő erőművek mitokondrium az élő sejtek - intracelluláris részecskemérete 0,1-10 # 956;, borított két membránnal. A mitokondriumban a szabad energia oxidációs élelmiszer átalakítjuk a szabad energia az ATP. Amikor ATP csatlakozik a víz normál koncentrációjú reagensek, áll szabad energiája mintegy 10 kcal / mol.
Szervezet a légzési lánc
I --dehydrogenase NADH (ubikinon); II - szukcinát; III - ubiquinol-citokróm c-reduktáz; IV - citokróm c-oxidáz; V - H -transportiruyuschaya ATP szintáz (image: www.sciam.ru)
A szervetlen jellege a keverék a hidrogén és oxigén az úgynevezett „zörgés”: elég kicsi ahhoz, szikra, hogy robbanás - pillanatnyi képződését vizet egy nagy kiadás energia hő formájában. A feladat, amely működik a légzési lánc enzimek: generál „robbanás” úgy, hogy felszabaduló energia rakták fel alkalmas formában az ATP szintézis. Mit csinálnak: rendezett elektronok átvitelét az egyik komponens a másik (végső soron az oxigént), fokozatosan csökkentve a potenciális hidrogén és tárolja az energiát.
A jelen munka a következő számokat. A mitokondriumok felnőtt átlagos magassága és súlya szivattyúzzuk keresztül membránon körülbelül 500 g naponta hidrogén ionok, amely egy membrán potenciál. Ugyanebben az időben, H + -ATP-szintáz termel, mintegy 40 kg ATP ADP és a foszfát és az ATP hidrolízis segítségével a teljes tömege ATP ADP és Back-foszfát.
Tanulmányok kimutatták, hogy a mitokondriális membrán működik, mint egy feszültségváltó. Ha a hordozó transzfer elektronokat NADH a membránon keresztül közvetlenül az oxigén, a potenciál-különbség körülbelül 1 V. Azonban, a biológiai membránok - foszfolipid kétrétegű film nem tudnak ellenállni egy ilyen különbség - letörés fellép. Továbbá, az ATP termelésben ADP, foszfát, és a víz csak azt követeli 0,25 V, akkor a feszültségváltó van szükség. És sokáig a sejtek megjelenése „feltalálta” a férfi ilyen molekula eszközt. Ez lehetővé teszi a négyszeres jelenlegi és a közölt energia az egyes szubsztrát az oxigén a elektrontranszfer a membránon keresztül miatt négy protonok szigorúan koordinált sorrendben közötti kémiai reakciók molekuláris komponensei a légzési lánc.
Tehát, két fő módja generálásának és regeneráló ATP élő sejtekben: az oxidatív foszforiláció (légzés) és a foszforiláció (fény abszorpció), - bár támogatja a különböző külső energiaforrások, de mindkettő függ a munka láncok katalitikus enzimek építik a membrán: a belső mitokondriális membrán , tilakoid membránok kloroplasztisz és a plazmamembrán bizonyos baktériumok.