Indhold
- Cellulær metabolisme
- Hvad er cellemetabolismeprocessen?
- Enzymer: Det grundlæggende
- Cellulær respiration i eukaryoter
- Metabolisme i planter: Fotosyntese
- Metabolisme i prokaryoter
- Melkesyrefermentering
- Hvad er cellemetabolisme som i forskellige typer af prokaryoter?
- Anabolsk vs. katabolisk
Celler kræver energi til bevægelse, opdeling, multiplikation og andre processer. De bruger en stor del af deres levetid med fokus på at skaffe og bruge denne energi gennem stofskifte.
Prokaryotiske og eukaryote celler afhænger af forskellige metaboliske veje for at overleve.
Cellulær metabolisme
Celle metabolisme er den serie af processer, der finder sted i levende organismer for at opretholde disse organismer.
I cellebiologi og molekylærbiologi henviser metabolisme til de biokemiske reaktioner, der sker inden i organismer for at producere energi. Den almindelige eller ernæringsmæssige brug af stofskifte henviser til kemiske processer der sker i din krop, når du omdanner mad til energi.
Selvom betingelserne har ligheder, er der også forskelle. Metabolisme er vigtigt for celler, fordi processerne holder organismer i live og giver dem mulighed for at vokse, reproducere eller opdele.
Hvad er cellemetabolismeprocessen?
Der er faktisk flere metabolismeprocesser. Cellulær respiration er en type metabolske veje, der nedbryder glukose for at fremstille adenosintriphosphat eller ATP.
De vigtigste trin i cellulær respiration i eukaryoter er:
De vigtigste reaktanter er glukose og ilt, mens de vigtigste produkter er kuldioxid, vand og ATP. Fotosyntese i celler er en anden type metabolisk vej, som organismer bruger til at fremstille sukker.
Planter, alger og cyanobakterier bruger fotosyntesen. De vigtigste trin er de lysafhængige reaktioner og Calvin-cyklus eller lysuafhængige reaktioner. De vigtigste reaktanter er lysenergi, kuldioxid og vand, mens de vigtigste produkter er glukose og ilt.
Metabolisme i prokaryoter kan variere. De grundlæggende typer af metaboliske veje inkluderer heterotrof, autotrof, fototrof og kemotrofe reaktioner. Den type metabolisme, som en prokaryot har, kan påvirke, hvor den bor, og hvordan den interagerer med miljøet.
Deres metabolske veje spiller også en rolle inden for økologi, menneskers sundhed og sygdomme. For eksempel er der prokaryoter, der ikke tåler ilt, som f.eks C. botulinum. Denne bakterie kan forårsage botulisme, fordi den vokser godt i områder uden ilt.
Relateret artikel: 5 Nylige gennembrud, der viser, hvorfor kræftforskning er så vigtig
Enzymer: Det grundlæggende
Enzymer er stoffer, der fungerer som katalysatorer for at fremskynde eller medføre kemiske reaktioner. De fleste biokemiske reaktioner i levende organismer er afhængige af at enzymer fungerer. De er vigtige for cellulær metabolisme, fordi de kan påvirke mange processer og hjælpe med at initiere dem.
Glukose og lysenergi er de mest almindelige kilder til brændstof til cellemetabolismen. Metabolske veje fungerer imidlertid ikke uden enzymer. De fleste af enzymerne i celler er proteiner og sænker aktiveringsenergien for at starte kemiske processer.
Da størstedelen af reaktionerne i en celle finder sted ved stuetemperatur, er de for langsomme uden enzymer. F.eks. Under glycolyse i cellulær respiration, enzymet pyruvat kinase spiller en vigtig rolle ved at hjælpe med at overføre en fosfatgruppe.
Cellulær respiration i eukaryoter
Cellulær respiration i eukaryoter forekommer primært i mitokondrier. Eukaryote celler afhænger af cellulær respiration for at overleve.
I løbet af glykolysecellen nedbryder glukose i cytoplasmaet med eller uden, at der er ilt. Det opdeler seks-carbon-sukkermolekylet i to, tre-carbon-pyruvatmolekyler. Derudover gør glycolyse ATP og omdanner NAD + til NADH. I løbet af pyruvatoxidation, pyruvaterne trænger ind i den mitokondriske matrix og bliver koenzym A eller acetyl CoA. Dette frigiver kuldioxid og gør mere NADH.
Under citronsyre eller Krebs-cyklus, acetyl CoA kombineres med oxaloacetat at lave citrat. Derefter gennemgår citrat reaktioner for at fremstille kuldioxid og NADH. Cyklussen gør også FADH2 og ATP.
I løbet af oxidativ phosphorylering, det elektrontransportkæde spiller en afgørende rolle. NADH og FADH2 giver elektroner til elektrontransportkæden og bliver NAD + og FAD. Elektronerne bevæger sig ned ad denne kæde og fremstiller ATP. Denne proces producerer også vand. Størstedelen af ATP-produktionen under den cellulære respiration er i dette sidste trin.
Metabolisme i planter: Fotosyntese
Fotosyntese sker i planteceller, nogle alger og visse bakterier kaldet cyanobakterier. Denne metaboliske proces forekommer i chloroplasts takket være chlorophyll, og den producerer sukker sammen med ilt. Det lysafhængige reaktionerplus Calvin-cyklus eller lysuafhængige reaktioner er de vigtigste dele af fotosyntesen. Det er vigtigt for planeten generelt, fordi levende ting er afhængige af iltplanterne.
Under lysafhængige reaktioner i thylakoid membran af chloroplasten klorofyl pigmenter optager lysenergi. De fremstiller ATP, NADPH og vand. Under Calvin cyklus eller lysuafhængige reaktioner i stroma, ATP og NADPH hjælper med at fremstille glyceraldehyd-3-phosphat eller G3P, som til sidst bliver glukose.
Ligesom cellulær respiration afhænger fotosyntesen af redox reaktioner, der involverer elektronoverførsler og elektrontransportkæden.
Der er forskellige typer af chlorophyll, og de mest almindelige typer er chlorophyll a, chlorophyll b og chlorophyll c. De fleste planter har klorofyll a, der optager bølgelængder i blåt og rødt lys. Nogle planter og grønne alger bruger klorofyl b. Du kan finde klorofyll c i dinoflagellater.
Metabolisme i prokaryoter
I modsætning til mennesker eller dyr varierer prokaryoter deres behov for ilt. Nogle prokaryoter kan eksistere uden den, mens andre er afhængige af det. Dette betyder, at de måske har aerob (kræver ilt) eller anaerob (kræver ikke ilt) stofskifte.
Derudover kan nogle prokaryoter skifte mellem de to typer af stofskifte afhængigt af deres omstændigheder eller miljø.
Prokaryoter, der er afhængige af ilt til stofskifte, er forpligte aerobes. På den anden side er der prokaryoter, der ikke kan findes i ilt og ikke har brug for det forpligtelse til anaerober. Prokaryoter, der kan skifte mellem aerob og anaerob metabolisme afhængigt af tilstedeværelsen af ilt er fakultative anaerober.
Melkesyrefermentering
Melkesyrefermentering er en type anaerob reaktion, der producerer energi til bakterier. Dine muskelceller har også mælkesyrefermentering. Under denne proces fremstiller cellerne ATP uden ilt gennem glykolyse. Processen bliver pyruvat til mælkesyre og laver NAD + og ATP.
Der er mange applikationer i industrien til denne proces, såsom yoghurt og ethanolproduktion. For eksempel bakterierne Lactobacillus bulgaricus hjælpe med at fremstille yoghurt. Bakterierne gærer laktose, sukkeret i mælken, for at fremstille mælkesyre. Dette får mælkekoaglen til og bliver den til yoghurt.
Hvad er cellemetabolisme som i forskellige typer af prokaryoter?
Du kan kategorisere prokaryoter i forskellige grupper baseret på deres stofskifte. De vigtigste typer er heterotrofisk, autotrofisk, fototrofisk og kemotrofisk. Dog har alle prokaryoter stadig brug for en slags energi eller brændstof at leve.
Heterotrofe prokaryoter henter organiske forbindelser fra andre organismer for at få carbon. Autotrofiske prokaryoter bruger kuldioxid som deres kilde til kulstof. Mange er i stand til at bruge fotosyntesen til at udføre dette. Fototrofiske prokaryoter får deres energi fra lys.
Kemotrofiske prokaryoter henter deres energi fra kemiske forbindelser, som de nedbryder.
Anabolsk vs. katabolisk
Du kan opdele metaboliske veje i anabolske og kataboliske Kategorier. Anabolske betyder, at de kræver energi og bruger den til at opbygge store molekyler fra små. Catabolic betyder, at de frigiver energi og bryder store molekyler fra hinanden for at fremstille mindre. Fotosyntese er en anabol proces, mens cellulær respiration er en katabolisk proces.
Eukaryoter og prokaryoter afhænger af cellulær stofskifte for at leve og trives. Selvom deres processer er forskellige, bruger de enten eller skaber energi. Cellulær respiration og fotosyntese er de mest almindelige veje, der ses i celler. Nogle prokaryoter har imidlertid forskellige metaboliske veje, der er unikke.
Relateret indhold: