Зат алмасу. Биомембараналар

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 6 бет
Таңдаулыға:

Зат алмасу. Биомембараналар.

Зат алмасуға жалпы сипаттама, метоболизм, катаболизм, анаболизм

Зат. Алмасуға физиологиялық-асқорту, сіңіру, бөліп шығару, физикалық-химиялық-сорбрция, диффузия, биопотенциялдар, биохимиялық заттардың синтезделуі, ыдырауы, өздігінен өзі құралуы сиақты тағы басқа әртүрлі, кейде қарама-қарсы процестерді біріктіреді.

Зат алмасу үш кезеңнен тұрады;

Асқорыту
Аралық алмасу
Бөліп шығару

Ас қорыту, ыдырауы; полимерлердің мономерлерге дейін, белоктың амин қышқылдарына, көмірсулардың моносахаридтерге, майлардың май қышқылына, көмірсулардың моносахаридтерге, майлар, белоктар, ал

қосымша компоненттеріне К, Na тұздар, микроэлементтер, витаминдер т. б. жатады. Тағамдық заттарды алмасуға жататын және алмасуға жатпайтын деп екі топқа бөлуге болады.

Алмасуға жататын тағамның түріне организмде синтезделетін заттар жатса, алмасуға жатпайтын түріне организімде синтезделмейтін түрлері жатады.

Витаминдерде алмасуға жатпайтын, маңызды тағамдық фактор болып табылады. Тканьдердегі витаминдердің концентрациясы және олардың тәуліктік қажеттілігі өте аз мөлшерде бірақ осының өзі жеткіліксіз болса организмдер әр түрлі қәуіпті өзгерістер пайда бола бастайды.

Метоболизм - көптеген мульттиферменттік жүйелердің өзара тығыз байланысының арқасында іске асатын клетканың белгілі бір жаққа бағытталған, аса мұқият ұйымдасқан активтілігі. Метоболизмнің 4 ерекше қызметі бар:

Клетканы организмге түскен тамақтың ыдырауынан түзілетін энергиямен қамтамасыз ету.
Тамақты кіші молекуланлы заттарға дейін ыдыратып, оларды басқа макро молекулаларды құруға қолдануға дайындау.
Белок, нуклеин қышқылдары, липидтер, полисахаридтер т. б. осы сияқты макромолекулаларды, биополимерлерді олардың құрамды бөліктерінен жинау, құрастыру.
Клетканың арнаулы қызметі үшін қажет биомолекулалардың синтезі мен ыдырауы. Сонымен қорыта келгенде метоболизм энергетикалық және құрылыстық қызмет атқарады. Клеткаларда жүретін химиялық реакциялар тізбегін метоболиттік жолдар деп атайды, және бұл метоболиттің жолдардың әр қайсысы өзіне тән қызмет атқарады. Оларды екі топқа бөлуге болады:

1. Орталық метоболиттік жолдар- макромолекулалардың ыдырауы мен синтезі үшін ортақ жол болып табылады.

2. Айрықша метоболиттік жолдар- әр түрлі

макромолекулалардан және монемерлердің,

кофакторлардың синтезі мен ыдырауы үшін түрліше

болып келеді

Аралық метоболизм екі қарама-қарсы процестен тұрады:

катаболизм
анаболизм

Катаболизм- күрделі оргаикалық молекулалардың қарапайым, кіші молекулалы заттарға дейін ыдырауы. Мысалы тамақпен түскен көмірсу, май белок көптеген сатылы биохимиялық реакциялардың нәтижесінде сүт қышқылында, СО ₂ және аммиакқа дейін ыдырайды.

Анаболизм- биосинтез яғни анаболизм кезінде кіші молекулалы заттардан, құрылыстық блоктардан үлкен молекулалы заттар белоктар, полисахаридтер, майлар т. б. түзіледі. Биосинтез үшін энергия қажет. Энергияның көзі ретінде АТФ-тің АДФ-қа және фосфор қышқылына дейін ыдырау реакциясы және НАДФН+Н қолданылады. Биомембраналар

Барлық тірі оргаизмдер клеткадан тұрады. Әр бір клетка тірі жүйеге тән барлық қызметті атқара алады:

Зат пен энергия алмасу жүреді.
Өседі, көбейеді және өзінің қасиеттерін басқа жаңа клеткаларға жеткізе алады.

Прокариоттарда жалғыз клеткасының цитоплазмалық мембранасы болса, эукариот клекаоларында цитоплазмалық мембранадан басқа әр түрлі органеллалар: митохондрийде сыртқы және ішкі мембрана, лизосомада, мембраналар кездеседі. Мембраналар бірімен бірі қызметімен ғана емес, құрылысымен де ерекшеленеді. Мембраналардың қалыңдығы 60-100 А

Мембраналардың химиялық құрамы. Мембраналар негізінен май мен белоктан тұрады. Мембраналарда көмірсу компоненттерінде кездеседі. Онағы майларға құрамында гидрофильді және гидрофобты топтары бар, молекулалары оншалықты үлкен емес майлар тобы жатады. Сулы ортада майлардың мұндай молекулалары өте жылдам липидтік қос қабат түзеді, ал мұндай қос қабаттан поляолы молекулалар өте алмайды. Мембраналардың құрамына майлардың негізгі үш тобы кіреді.

Фосфолипидтер
Гликолипидтер
Холестерол

Мембрананың құрылысы. Бұл туралы әр түрлі уақытта түрліше көзқарастар болды. Себебі, лепидтермен белоктардың белоктары бірімен бірі үш түрлі жолмен қосылады. Соған сәйкес мембрананың үш түрлі моделі болуы мүмкін:

1. Липидтер белоктармен электростатикалық тартылыс күші арқылы өздеріне полярлы топтармен әрекеттесе алады.

2 Белок молекулаларымен липид молекулалары өзара клемнің жіптері сияқты орналасады.

3. Модель- сұйықты мозайкалық немесе сұйықтық өрнектік құрылыс. Бұл модельді 1972 жылы Джонотон Сингер мен Гард Николсон ұсынды.

Бұл модел бойынша:

1. Мембрананың арқауы үздіксіз полярлы липидтік қос қабаттан тұрады. Липидтік қос қабат екі түрлі қызмет атқарады: а) мембрананың жанасушы белоктар үшін еріткіштіктің ролін атқарады; б) өткізгіштіктің бөгеті қызметін атқарады.

2. Липидтік қос қабатта мембраналық белоктар оң бойымен еркін қозғала алады. Жанасушы белоктар липидтік қос қабаттың бетінде еркін жүзіп жүре алады, ал интегералды белоктар айзбергтер сияқты липидті қос қабатқа толығымен еніп тұрады, солар байланысқа көмірсу тізбектер бұл қос қабаттан антенна сияқты шығып тұрады.

Интегералды белоктардың қатарына гликопротеидтер жатады.

3. Мембраналық липидтердің аз ғана бөлігі мембраналық белоктармен ерекше байланыс арқылы баланысады, бұл олардың ерекше байланыс арқалы байланысады, бұл олардың ерекше қызмет атқаруына қажет болуы мүмкін.

Энергия алмасу. Биологиялық тотығу. Тыныс алу тізбегі

Биохимиялық тірі клеткаларда энерияның түзілуі және қолдану процестерін зерттейтін бөлімін биоэнергетика деп атайды. Өмірдің барлық белгісі энергияны қолдану арқылы жүреді. Энергия бір түрден екінші түрге ауытқи алады, яғни электрлік, механикалық, жылу, химиялық, сәуле табылады.

Егер организмді немесе тірі клетканы термодинамика заңдары тұрғысынан қарасақ, ол ашық термодинамикалық тепе-теңдіксіз жүйеге жатып, термодинамиканың І, ІІ заңдарына бағынады. Тірі организмдер бос энергияны қоректік заттар есебінде қабылдайды да, организмнің ішіндегі реттілік, энергияның біразын сыртқы ортаға жылу есебінде беріп отыратындықтан сақталып отырады. Ал бұл бөлінген жылу сыртқы ортаға тарап, оның энтропиясын арттырады:

Лениджердің монографиясынан алынған есептеу бойынша: салмағы 70 кг кісіге 24 сағатта 2800 ккаль энерия қажет екен. 1 моль АТФ-7, 3 ккаль

Х-2800ккаль

Х=384 моль АТФ немесе 190 ег АТФ

Организмде барлығы 50 г-ға дейін АТФ болады. Сондықтан организмнің энергетикалық мұқтажы АТФ-тің бірнеше қайта гидролиздениуі және синтезделуі нәтижесінде қамтамасыз етіледі. Сонымен тіршіліктің негізгі көзі зат алмасу мен энергияның алмасуының үздіксіз жүруі. Биоэненргетиканың негізгі мәселелері қандай?

1. Клеткада оргаикалық молекулалардың тотығуы қалай жүреді?

2. Химиялық тотығу реакцияларының энергиясы қандай жлмен АТФ-тің фосфоттық байланыстарының Энергиясына айналады?

Органикалық заттардың биологиялық тотығуы қалай жүреді?

ХҮІІІ ғасырда Лавуазье жану процесімен тірі клеткадағы тотығу процестерінің арасында ұқсастық бар екендігін айтты. 1898 жылы БАХ. А. Н ақан тотық теориясын ұсынады, яғни оттегі тотығушы заттардың энергиясының арқасында активтеледі, сөйтіп пероксидтер түзіледі.

Дегенмен бұл мысал кейінгі зерттеулерге қарағанда биологиялық тотығудың микросоиаларда жүретін бір ғана мысалы бола алады.

1912 жылы Варбург оттегінің активтелуц теориясын қолдай отырып, тотығу процесінің соңғы продуктісі су болады деп есептеп, цитохромоксидаза ферментін авшты.

1912 ж Палладин биототығудың жаңа түсініктерін енгізеді, яғни биототығу аэробты және анаэробты кезеңдерден тұрады, анаэробтық тотығуда субстрат сутектен айырылады.

1933 жылы Кейлин электрондары тасмалдаушы цитохромдарды ашты. Оксигеназикалық және дигидрогеназалық теориялар клеткадағы биологиялық тотығудың немесе тканьдік тыныс алудың негізі болып табылады. Онан әрі қарай отандық және шет елдік ғалымдардың жұмыстарының нәтижесінде биологиялық тотығу субстраттан көптеген ферменттік жүйелердің еөмегімен электрондардың, протондардың оттегіне жеткізілуінің арқасында су және энергия түзілеиін көп сатылы тотығу- тотықсыздану процестері екендігі, ал бұл процестер кезіндегі бөлінген энеригия АТФ фосфатының байланысқан энергиясына айналатындығы деп дәлелденді.

Биологиялық тотығудың реттелуі.

Биологиялық тотығу үнемі реттеліп отыратын процес. Клетка энергияны өте үнемді және ұқыпты түрде жұмсап отырады. Тыныс алуды бақылау жұмсалатын оттегінің АДФ-тің концентрациясына тәуелділігін көрсету.

Клетканың энергетикалық күйі, С/ АТФ/ С/ АДФ/ қатынасына тәуелді .

Қалыпты жағдайда САТФ>САДФ
Дене еңбегімен айналысқанда, АТФ-тің гидролизі күшейіп, АДФ-тің концетрациясы артады, электрондарды тасмалдау тізбегінің жұмысы күшейеді.
АДФ+Фн болмаса, тыныс алуда тоқталады.

Тканьдердің тыныс алуына АТФ синтезінің бұзылуы әр түрлі науқастарға соқтырады, гипоксия деп атайды. Гипоксияның себебі мен түрлері әр түрлі. Тканьдік гипоксианың тууна РР, В ₂ витаминдердің жетіспеуі тыныс алу тізбегі ферменттерінің жұмысының тежелуі себеп болады.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.