Метаболизм клетки. Ассимиляция и диссимиляция.

Метаболизм

Пластический обмен

• Совокупность реакций синтеза высокомолекулярных органических соединений из низкомолекулярных органических или неорганических, сопровождающихся поглощением энергии за счет распада молекул АТФ

Энергетический обмен

• Совокупность реакций распада высокомолекулярных органических веществ до низкомолекулярных органических или неорганических, сопровождающихся выделением энергии и запасанием ее в синтезируемых молекулах АТФ

Энергия в АТФ заключена в макроэргических связях между остатками фосфорной кислоты. При отсоединении 1 остатка фосфорной кислоты образуется АДФ(аденозиндифосфорная), при отсоединении 2 остатка фосфорной кислоты образуется АМФ(аденозинмонофосфорная) кислота. Могут снова восстанавливаться до АТФ

Энергетический обмен

В зависимости от типа клеток и организмов ПВК может превращаться в молочную кислоту, спирт или другие органические вещества. У человека ПВК при длительной мышечной работе превращается в молочную кислоту, которая вызывает болевые ощущения в мышцах. Потом молочная кислота снова переходит в ПВК

Гликолиз:

С 6 Н 12 О 6 + 2Н 3 РО 4 + 2АДФ

2С 3 Н 6 О 3 + 2АТФ +2Н 2 О

Молочная кислота

Энергия

60% выделяется в виде тепла

40%

идет на синтез

АТФ

Условия:

• Участие ферментов
• Участие молекул-переносчиков
• Наличие кислорода

• Целостность митохондриальных мембран

Стадии аэробного дыхания:

1) Окислительное декарбоксилирование-образование углекислого газа и окисление

2) Цикл Кребса

3) Окислительное фосфорилирование-синтез молекул АТФ в процессе окисления Н

4) Электронтранспортная цепь

Окислительное декарбоксилирование

С 6 Н 12 О 6 2С 3 Н 4 О 3

Глюкоза ПВК

ПВК(пировиноградная кислота) поступает в митохондрию, в матрикс, где происходит ее преобразование в ацетил Ко А(ацетил коэнзим А), выделяется углекислый газ. Н присоединяется к молекулам переносчикам НАД

С 3 Н 4 О 3 + КоА + НАД

СО 2 + Ацетил-КоА + НАД*Н 2

Цикл Кребса-циклические реакции в которых происходит преобразование ацетил Ко А.

Цикл Кребса идет в матриксе. В ходе этих реакций С отделяется от Н, его присоединяют молекулы переносчики НАД и ФАД. Образуются соединения НАД*Н, ФАД*Н 2.

В цикле Кребса образуется незначительное количество АТФ

Окислительное фосфорилирование происходит на кристах митохондрий. Молекулы НАД*Н, ФАД*Н 2 приносят Н, он через белки дыхательной цепи уходит на другую строну мембраны. На одной стороне мебраны накапливается положительно заряженный Н.При достижении определенного уровня заряда, он уходит через канал фермента АТФ-синтетаза на другую сторону мембраны. При этом выделяется энергия, которая запасается в виде АТФ(происходит восстановление АТФ из АДФ)

Формула кислородного расщепления

2С 3 Н 6 О 3 + 6О 2 + 36АДФ+36Н 3 РО 4

= 6СО 2 +6Н 2 О + 36АТФ +36H 2 О

Суммарное уравнение

С6Н12О6+6О2+38АДФ+38Н3РО4

= 6СО2 + 38АТФ + 44Н2О

Биосинтез белка - пластический обмен

Транскрипция-переписывание информации с ДНК на информационную РНК. Происходит в ядре

Принцип комплементарности

ДНК: А-Т-Г-Г- Ц-Т-А-Г- Т-А-Ц-Ц-А-Ц-Т-А и-РНК: У-А-Ц-Ц-Г-А-У-Ц-А-У-Г-Г- У-Г- А- У

А-Т(У)

Г-Ц

Транскрипция-процесс перевода информации и-РНК в белковую молекулу на рибосомах. Происходит в цитоплазме. На и-РНК вступают рибосомы.В функциональном центре рибосомы находится 2 кодона(кодон-3 нуклеотида). К этим кодонам подходят т-РНК, их антикодоны соответствуют кодонам по принципу комплементарности. Между молекулами аминокислот образуются пептидные связи

Аминокислоты для белковой молекулы переносятся транспортными РНК. К ножке «листа клевера» прикрепляется аминокислота, которая будет соответствовать антикодону

(3 нуклеотида на верхушке) по генетическому коду.

Генетический код

1.Транскрипция

ДНК: А-Т-Г-Г- Ц-Т-А-Г- Т-А-Ц-Ц-А-Ц-Т

и-РНК: У-А-Ц - Ц-Г-А - У-Ц-А - У-Г-Г - У- Г-А

Кодоны: 1 2 3 4 5

2.Трансляция(по генетическому коду каждому кодону соответствует 1 аминокислота)

АМ-К-ТА: ТИР-АРГИНИН-СЕРИН-ТРИПТОФАН-стоп-кодон