Түзілген АТФ молекуласында химиялық энергия қор ретінде жинақталуы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҚ МИНИСТРЛІГІ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ АГРАРЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ Кафедра:Физиология, морфология және биохимия

РЕФЕРАТ

Тақырыбы : Циклді-АМФ-тің организмдегі рөлі

Орындаған: Жаңаберген Ақбота ВС-213 Тексерген: Базильбаев С. М

Алматы 2020 ж

Жоспары:

I. Кіріспе

II. Негізгі бөлім

2. 1 АТФ

2. 2 Аденозинүшфосфор қышқылы

2. 3 Зат алмасуы

II. Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Аденозинмонофосфат (АМФ) - айналымдық (циклдік) нуклеотид. АМФ - организмдегі маңызды биохимиялық реттегіштердің бірі. Ол көптеген гормондар әсерлерінің молекулалық механизміне, жүйке қозуының берілуі, бұлшықеттердің жиырылуы және осы сияқты т. б. процестерге қатысады.

АТФ () - энергитикалық нуклеотид. Бұл - тірі жасушадағы негізгі энергия заты. Оның рөлі мен қасиетін ақырына дейін түсіну үшін АТФ молекуласының құрылысын білу керек. Бұл - жалғыз нуклеотид. Ол РНҚ тізбегіндегі нуклеотидтерге ұқсас, өйткені оның құрамында қант - рибоза болады. Азотты негізі - аденин. Негізгі айырмашылығы мынада: АТФ-да фосфор қышқылының бір қалдығының орнына рибозаға бірінен соң бірі үш қалдық қосылады, сондықтан «үшфосфат» аталған.

Циклдік аденозин монофосфаты (циклдік AMP, 3'5'-cAMP, 3'5' cAMP) - бұл организмде кейбір гормондардың (мысалы, глюкагон немесе адреналин) сигналдарының жасушаішілік таралуы үшін қолданылатын екінші реттік хабаршы ретінде әрекет ететін АТФ-тен алынған органикалық қосылыс. жасуша қабығы арқылы өте алмайды.

CAMP метаболизмі 3'5'-цАМФ кейбір гормоналды стимуляторларға жауап ретінде аденилатциклазамен синтезделеді; ақуызды киназдарды ынталандыру арқылы жасушалық гормоналды бақылауда екінші реттік хабаршы ретінде қызмет етеді. cAMP - бұл ақуыз киназалары мен иондық каналдардың аллостериялық эффекторы. Ол cAMP мембраналық аденилатциклазалармен синтезделеді (CAMP және бейорганикалық пирофосфат түзумен ATP циклдану реакциясын катализдейтін ферменттер отбасы) . АМФ түзу үшін цАМФ-тың бөлінуі фосфодиэстеразалармен катализденеді. CAMP тек кофеин сияқты метилденген ксантин туындыларының жоғары концентрациясында тежеледі. Аденилатциклазалар G-ақуыздармен белсендіріледі (белсенділігі, өз кезегінде, G-ақуыздармен байланысты метаботропты рецепторларға байланысты) .

Ақуыздың киназасы А

Белсенді емес күйде А протеинкиназы - бұл тетрамер, онда екі К (каталитикалық) суббірлік реттеуші (R) суббірліктермен өзін-өзі тежейді. CAMP байланысқан кезде R-суббірліктер комплекстен бөлініп, K-суббірліктер белсендіріледі. Белсендірілген протеин киназасы 100-ден астам әр түрлі ақуыздардағы серин мен треонин қалдықтарын фосфорлайды, соның ішінде көптеген ферменттер.

cAMP сигнал берудегі екінші реттік хабаршы ретінде

cAMP біріншілік медиаторлардың (биодеградация кезеңі қысқа заттар), мысалы бірқатар гормондар мен әсерінен екінші рет жасушаішілік медиатор қызметін атқарады. cAMP гормондардың биологиялық функциясын жасушалық протеинкиназаларды (фосфатазаларды) активтендіру (инактивациялау) арқылы жүзеге асырады. Ақуыз киназалары, өз кезегінде, фосфорилат эффекторы ақуыздары және олардың белсенділігін өзгертеді (жоғарылатады немесе төмендетеді) .

АТФ-тен САМФ түзілуін катализдейтін аденилатциклаза немесе осы кампты ыдырататын фосфодиэстеразаны блоктайтын активация кезінде жасушадағы цАМФ концентрациясы артады. Осылайша, жасушадағы cAMP мазмұны осы екі ферменттердің белсенділік қатынасымен анықталады. Гормон немесе басқа химиялық сигнал (бірінші медиатор) мен цАМФ (екінші медиатор) арасындағы байланысты жасуша мембранасының сыртқы жағында орналасқан белгілі бір гормонға (немесе басқа биологиялық белсенді затқа) бейімделген рецептор мен аденилат циклаза кіретін аденилатциклаза кешені жүзеге асырады. мембрананың бүйір бөлігі. Гормон рецептормен өзара әрекеттесіп, аденилатциклазаны белсендіреді, ол ATP-ден cAMP құрайды.

Жасушада түзілген САМФ концентрациясы клеткаға әсер ететін гормон концентрациясынан 100 есе асып түседі. CAMP-тің жануарлар мен адам тіндеріне әсер ету механизмі оның ақуыз киназаларымен өзара әрекеттесуіне негізделген, мысалы, протеин А. ферменттерді қосқанда) . Осы макромолекулалардың қасиеттерін фосфорлану арқылы өзгерту жасушалардың сәйкес функцияларын да өзгертеді. cAMP жасушалардың морфологиясында, қозғалғыштығында, пигментациясында рөл атқарады, гемопоэзде, жасушалық иммунитет, вирустық инфекция және т. б.

Бактерия жасушаларындағы САМФ-тың рөлі

Бактерияларда цАМФ деңгейі қоректік ортаға байланысты өзгереді. Атап айтқанда, глюкозаны көміртегі көзі ретінде пайдаланған кезде цАМФ деңгейі төмен болады. Бұл глюкозаның жасушаға тасымалдануының қосымша өнімі ретінде цАМФ түзуші ферменттің - аденилатциклазаның тежелуі арқылы реттеледі. CAP (катаболизм гендерінің активтендіретін ақуызы) деп аталатын транскрипция факторы CRP (cAMP рецепторлары ақуызы) cAMP-пен кешен түзеді және осылайша оның ДНҚ-мен байланысуы мүмкін болады. CRP-cAMP кешені гендердің экспрессиясын арттырады, соның ішінде глюкозадан тәуелсіз энергияны сақтауға жауап беретін кейбір ферменттер. Мысалы, cAMP лак оперонының реттелуіне қатысады. Төмен глюкоза жағдайында CAMP жинақталып, CRP транскрипциялық реттегішінің аллостериялық орнымен байланысады. Бұл ақуыз белсенді бола бастайды және лак промоторының сол жағында белгілі бір орынмен байланысады, лак опероннан транскрипцияны бастау үшін лак-опероннан транскрипцияны бастау үшін РНҚ-полимеразаның көрші промоторға түсуін жеңілдетеді. Глюкозаның жоғары концентрациясында цАМФ концентрациясы төмендейді және CRP лак опероннан диссоциацияланады.

Негізгі бөлім

АТФ негізгі биологиялық энергия жинақтау қызметін атқаруға фосфор қалдықтарының арасындағы химиялық байланысқа мүмкіндік жасайды. Ол молекуладан «үзілген» кезде энергия бөлінеді. Сонымен бірге бөлінген энергия тірілік үдерістеріне - бұлшықет жиырылуына, зат синтездеу немесе жүйке серпінділігіне пайдаланылады. Егер жасушада энергия (құнарлы заттардың ыдырау үдерісінде) пайда болса, онда АТФ-ты оңай қалпына келтірудің қайтымды үдерісі жүреді.

АТФ - ағзалардың бүкіл пайдалы энергиясы іс жүзінде сол арқылы «өтетін» зат. Бүкіл тіршілік үдерістері негізіне жататын химиялық реакциялардың жасушада жүзеге асуына жылу, механикалық, өзге де ешқандай энергия түрі пайдаланылмайды. АТФ-ны «жасушалардың энергетикалық нарқы» деп жиі айтатыны сондықтан болса керек. Заттар ыдырау арқылы энергиясын АТФ синтезіне береді. Осыған қатарласа ағзамен және жарғақша арқылы биосинтездің, өсудің, бұлшықет жиырылуының, жүйке серпілісінің заттар тасымалдауды және өзге де көптеген тіршілік үдерістері жүреді. Осы үдерістердің барлығына тек АТФ-ның ыдырау энергиясы ғана шығындалады. АТФ-ның бір молекуласы тәулігіне 2-ден 3 мың рет ыдырап, қосыла алады.

Аденозинүшфосфор қышқылы немесе Аденозинүшфосфат (қысқаша АТФ немесе АҮФ, ағылш. АТР) - энергетикалық нуклеотид. Бұл - тірі жасушадағы негізгі «энергия заты». ағзалардағы бүкіл процесстерінде, заттектер алмасуында маңызы зор. АТФ 1929 жылы Гарвардской медицина мектебінің ғылымдарының (Карл Ломан мен Йеллапрагада Суббарао зерттеу жұмыстарының нәтижесінде ашылған. 1941 жылы Фриц Липман АТФ-тың жасушадағы негізгі энергия таратушы ретінде айқындаған.

АТФ-тың систематикалық атауы:

9-β-D-рибофуранозиладенин-5'-үшфосфат немесе

9-β-D-рибофуранозил-6-амино-пурин-5'-үшфосфат.

Химиялық жіктеу бойынша АТФ - аденозиннің (аденин және рибозаның туындысы) үшфосфорлық эфиры.

Жалпы сипаттамасы

Органикалық молекулалардың тотығу реакцияларында бөлініп шығатын энергия Аденозин үш фосфат қышқылы түрінде митохондрияларға жиналады.

Аденозин үш фосфат қышқылы гидролизденіп бір макроэнергиялық байланыс үзілгенде, 8, 4 ккал/моль бөлінеді.

Глюкозаның бір молекуласы клеткада көміртек оксиді (СО2) мен суға (Н2О) дейін ыдырауынан Аденозин үш фосфат қышқылының 38 молекуласы синтезделеді.

Қызметі және биологиялық рөлі

Аденозин үш фосфат қышқылы энергиясы организмде органикалық молекулалар биосинтезіне, бұлшық еттердің жұмысына, жүйке импульстерінің берілуіне, иондардың клетка мембранасы арқылы тасымалдануына, т. б. жұмсалады.

Биологиялық тотығу кезінде бөлініп шығатын энергияның бір бөлігі сақталмай жылу энергиясына айналады. Бұл энергия жылы қанды организмдердің дене температурасын бірқалыпты ұстау үшін пайдаланылады.

АТФ-тың рөлі мен қасиетін акырына дейін түсіну үшін АТФ молекуласының кұрылысын білу керек. Бұл - жалғыз нуклеотид. Ол РНҚ тізбегіндегі нуклеотидтерге ұқсас, өйткені оның құрамында қант - рибоза болады. Азотты негізі - аденин. Негізгі айырмашылығы мынада: АТФ-та фосфор қышқылының бір қалдығының орнына рибозаға бірінен соң бірі үш қалдық қосылады, сондықтан «үш-фосфат» деп аталған.

АТФ негізгі биологиялық энергия жинақтау қызметін атқаруға фосфор қалдықтарының арасындағы химиялық байланыс мүмкіндік жасайды. Ол молекуладан «үзілген» кезде - энергияны жинақтау. энергия бөлінеді. Сонымен бірге бөлінген энергия тірілік үдерістеріне - бұлшықет жиырылуына, зат синтездеу немесе жүйке серпінділігіне пайдаланылады. Егер жасушада энергия (құнарлы заттардың ыдырау үдерісінде) пайда болса, онда АТФ-ты оңай қалпына келтірудің қайтымды үдерісі жүреді.

Барлық тірі ағзаға тəн белгі - зат алмасуы. Себебі заттар алмасуынсыз тіршіліктің болуы мүмкін емес. Сондықтан заттар алмасуы дегеніміз не екенін айтпай тұрып, тірі ағзаның тірі емес заттардан қандай айырмашылығы бар екендігіне тоқталуымыз керек. Ең негізгі бірінші айырмашылығы - тірі ағзаның сапалық, сандық құрамы мен құрылымының өте күрделі болуы. Мысалы, кез келген машинаны немесе жансыз затты жеке бөлшектерге даралауға болады, ал ең қарапайым тірі ағзаны жеке бөлшектерге бөлсе, ол тіршілік ету қасиетін жояды. Бір түрге жататын тірі ағзаның əрқайсысының сапалық құрамы (əсіресе, белоктар) əртүрлі болады жəне тірі ағзаның құрамындағы заттар өздігінен жаңарып отырады. Заттар алмасуы дегеніміз - айналадағы ортадан келетін немесе ағзаның өзіндегі органикалық жəне органикалық емес заттардың химиялық өзгерістерінің жиынтығы. Басқаша айтқанда, зат алмасуы - өздігінен жүретін жəне реттелетін процесс арқылы тірі ағзаның химиялық құрамының жаңалануы. Зат алмасуы тоқтаса, тіршілікте тоқтайды. Зат алмасуы - физиологиялық, физикалық жəне химиялық процестерден тұрады. Физиологиялық процесс кезінде сыртқы ортадан тірі ағзаға оған қажетті қоректік заттар: белок, көмірсу, майлар, су мен минералды заттар жəне т. б. енеді, ал ағзаға қажетсіз қайта пайдалануға келмейтін заттар - СО2, Н2 О, NH3 сыртқа шығарылады. Физикалық процесс кезінде қорытылған заттар механикалық тұрғыдан ұнтақталады, сорбция, диффузия т. б. процестері жүреді. Химиялық процесті жасушадан тыс сыртқы алмасу жəне аралық (жасуша ішіндегі) алмасу деп бөледі. Аралық алмасуды басқаша метаболизм деп атайды. Метаболизм процестерін динамикалық биохимия зерттейді.

Метаболизм бір-біріне қарама-қарсы жəне өзара тығыз байланыстағы екі құбылыстан: анаболизм жəне катаболизмнен 148 тұрады. Анаболизм (ассимиляция) дегеніміз - қарапайым заттардан сол ағзаға қажетті күрделі заттардың құрылуы немесе жаңа жасушалардың пайда болуы. Бұл құбылыста əрқашан қуат жұмсалады. Катаболизм (диссимиляция) - тірі ағзадағы күрделі заттардың ыдырауы. Мысалы, көмірсулардың ыдырауы арқылы зат алмасуының соңғы өнімдері: көмірқышқыл газы, су жəне қуат бөлінеді. Катаболизм құбылыстарының негізінде экзоэргиялық реакциялар жатады (бос энергияны кеміте отырып жүретін реакциялар) . Алайда бұл екі құбылыс өте тығыз байланысты. Себебі анаболизм құбылысына қажет қуат катаболизм құбылысында бөлінсе, соңғы құбылыс үшін ыдырайтын күрделі заттар анаболизм кезінде түзіледі. Сондықтан бұл екі құбылыс тірі ағзада бірбірінсіз жеке жүре алмайды. Бұл екі құбылыстың арақатынасы ағзаның өмір сүру жолында өзгеріп отырады. Егер жас баланың ағзасында анаболизм құбылысы басым болып, қосылыстар, əсіресе, құрылыс белоктары, ферменттер пайда болса, қартайған шақта ол заттардың мөлшері азаяды. Қалыпты жағдайда ересек адамдардың ағзасында бұл екі құбылыс тепе-тең жағдайда болады. Алайда олардың арақатынасының өзгеруіне дене еңбегі, сыртқы ортаның. Ағзадағы зат алмасуы 149 температурасы, ағзаның хал-күйі, тамақтану ерекшеліктері т. б. жағдайлар əсер етеді.

1. Пластикалық алмасу - ағзаға тəн күрделі заттардың (құрылыс заттары, ферменттер, гормондар) пайда болуын қамтамасыз ететін химиялық реакциялар жиынтығы.

2. Функционалды алмасу - тіршілікке қажетті мүшелердің қызметін қамтамасыз ететін реакциялардың жиынтығы. Мысалы, бұлшық еттің жиырылуын, жүректің, бауырдың, өкпенің, т. б. жұмысының қызметі.

3. Ағзадағы қуат алмасуы - көмірсулар, майлар жəне белоктар ыдыраған кезде бөлінген қуаттың макроэргті қосылысы АТФның қайта түзілуін қамтамасыз ететін реакциялар жиынтығы. Ал АТФ-ның ыдырауынан бөлінген қуат пластикалық жəне функционалды алмасуларды қамтамасыз етеді. 6. 1. Энергия алмасуы Энергия алмасуды жануарлар ағзасындағы энергияның айналуы деп қарастыруға болады. Энергияның алмасу механизмдерін зерттейтін ғылым биоэнергетика деп аталады. Бұл ғылымның дамуына Энгельгард, М. Н. Любимова, Белицер, Скулачев (СССР), Чанс (АҚШ), Митчелл (Англия), Мейергоф (Германия) атты ғалымдар үлкен үлес қосты. Биосферадағы энергия ағымын мынадай түрде көрсетуге болады: Барлық жасушалық энергияның алғашқы қайнар көзі - күн сəулесі. Жасуша тіршілігіне қажетті энергияны өсімдіктер де, жануарлар да фотосинтез өнімдері мен глюкозадан алады. Ақырында күн энергиясы шашырап, қайта пайдалануға болмайтын басқа формаға ауысады. Жер бетіндегі тірі ағзалар ішінде, ең алдымен, күн энергиясын пайдаланатындар - жасыл өсімдіктер (автотрофты ағзалар) . Өсімдіктер күн энергиясының қабылдағыштары. Олар күн энергиясының тек 0, 02% ғана сіңіре алады. Сол энергияның есебінен органикалық заттарды синтездейді. Өз кезегінде өсім діктер гетеротрофты ағзалар үшін бірден бір энергия көзі болып табылады. Жасыл өсімдіктер күн энергиясын пайдалану арқылы 150 су мен көмірқышқыл газынан глюкозаны синтездейді. Бұл процесс фотосинтез деп аталады. Демек фотосинтез кезінде күн сəулесі энергиясы химиялық қосылыстардың энергиясына айналады. Фотосинтез реакциясын мынадай теңдеумен көрсетуге болады: 2847 кДж/моль 6H2 O + 6CO2 C6 H12O6 + 6O2 Күн сəулесі энергиясын өсімдік жапырағындағы хлорофилл молекуласы сіңіріп алып, оны түрлі синтез процестеріне жұмсайды. Нəтижесінде, энергияға бай органикалық қосылыстар (қоректік заттар) түзіледі. Бұл қоректік заттар гетеротрофтардың тіршілігін қамтамасыз етеді. Гетеротрофты ағза көмірсулар мен тағы басқа тағамдардан жиналған энергияны өз қажетіне қалай жаратады? Глюкозаның бір молекуласы оттегі қатысында жанғанда судың алты молекуласы, көмір қышқыл газының алты молекуласы түзіліп. Биосферадағы энергия ағымы. 151 2847 кДж энергия бөлініп шығады. Адам ағзасында да дəл осындай реакция өтеді. Бірақ энергия бірден емес, біртіндеп бөлінеді. Бұл энергияның бір бөлігі химиялық универсалды энергия (НТФ) - АТФ, ГТФ, ЦТФ, ТТФ, УТФ айналады, олар тірі ағзаның əртүрлі процестеріне қатысады. Ал энергияның қалған бөлігі, жылу түрінде бөлініп, дене температурасын бірқалыпты сақтап тұруға жұмсалады. басқа қосылыстардан үлкен ерекшелігі - олардың молекулаларындағы фосфор қышқылының қалдықтары шамамен 30 - 40 кДж энергия бөледі, ағза бұл энергияны пайдаланады. Тірі ағзаның биоэнергетикасында 2 моменттің маңызы зор:

1) Түзілген АТФ молекуласында химиялық энергия қор ретінде жинақталуы.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.