Клеточный метаболизм: определение, процесс и роль АТФ

Содержание

• Клеточный метаболизм
• Что такое процесс клеточного метаболизма?
• Ферменты: Основы
• Клеточное дыхание у эукариот
• Метаболизм в растениях: фотосинтез
• Метаболизм у прокариот
• Брожение молочной кислоты
• Каков клеточный метаболизм у разных типов прокариот?
• Анаболический против катаболического

Клетки требуют энергии для движения, деления, умножения и других процессов. Они проводят большую часть своей жизни, сосредоточившись на получении и использовании этой энергии посредством обмена веществ.

Прокариотические и эукариотические клетки зависят от различных метаболических путей выживания.

Клеточный метаболизм

Клеточный метаболизм это серия процессов, которые происходят в живых организмах для поддержания этих организмов.

В клеточной биологии и молекулярной биологии метаболизм относится к биохимическим реакциям, которые происходят внутри организмов для производства энергии. Разговорное или питательное использование метаболизма относится к химические процессы это происходит в вашем теле, когда вы превращаете пищу в энергию.

Хотя термины имеют сходство, есть и различия. Метаболизм важен для клеток, потому что процессы поддерживают организмы в живых и позволяют им расти, размножаться или делиться.

Что такое процесс клеточного метаболизма?

Есть на самом деле несколько процессов метаболизма. Клеточное дыхание это тип метаболического пути, который расщепляет глюкозу с образованием аденозинтрифосфата или АТФ.

Основными этапами клеточного дыхания у эукариот являются:

Основными реагентами являются глюкоза и кислород, а основными продуктами являются углекислый газ, вода и АТФ. Фотосинтез в клетках - это другой тип метаболического пути, который организмы используют для производства сахара.

Растения, водоросли и цианобактерии используют фотосинтез. Основными этапами являются светозависимые реакции и цикл Кальвина или светозависимые реакции. Основными реагентами являются легкая энергия, углекислый газ и вода, а основными продуктами являются глюкоза и кислород.

Метаболизм у прокариот может варьироваться. Основные типы метаболических путей включают гетеротрофный, автотрофный, фототрофные а также хемотрофных реакции. Тип метаболизма, который имеет прокариот, может влиять на то, где он живет и как он взаимодействует с окружающей средой.

Их метаболические пути также играют роль в экологии, здоровье человека и болезнях. Например, есть прокариоты, которые не переносят кислород, такие как C. botulinum. Эта бактерия может вызвать ботулизм, потому что она хорошо растет в областях, где нет кислорода.

Связанная статья: 5 последних достижений, которые показывают, почему исследования рака так важны

Ферменты: Основы

Ферменты - это вещества, которые действуют как катализаторы ускорить или вызвать химические реакции. Большинство биохимических реакций в живых организмах зависит от работы ферментов. Они важны для клеточного метаболизма, потому что они могут повлиять на многие процессы и помочь инициировать их.

Глюкоза и световая энергия являются наиболее распространенными источниками топлива для клеточного метаболизма. Однако метаболические пути не будут работать без ферментов. Большинство ферментов в клетках - это белки, которые снижают энергию активации химических процессов.

Поскольку большинство реакций в клетке происходят при комнатной температуре, они слишком медленны без ферментов. Например, во время гликолиза в клеточном дыхании фермент пируваткиназа играет важную роль, помогая перенести фосфатную группу.

Клеточное дыхание у эукариот

Клеточное дыхание у эукариот встречается преимущественно в митохондриях. Эукариотические клетки зависят от клеточного дыхания, чтобы выжить.

В течение гликолизклетка расщепляет глюкозу в цитоплазме при наличии или отсутствии кислорода. Он расщепляет молекулу сахара с шестью углеродами на две, трехуглеродные молекулы пирувата. Кроме того, гликолиз производит АТФ и превращает NAD + в NADH. В течение окисление пирувата, пируваты входят в митохондриальный матрикс и становятся кофермент А или же ацетил-КоА, Это выпускает углекислый газ и делает больше NADH.

Вовремя лимонная кислота или цикл Кребса, ацетил-КоА в сочетании с оксалоацетат делать цитрат, Затем цитрат проходит через реакции с образованием углекислого газа и НАДН. Цикл также делает FADH2 и ATP.

В течение окислительного фосфорилирования, цепь переноса электронов играет решающую роль. NADH и FADH2 отдают электроны в цепь переноса электронов и становятся NAD + и FAD. Электроны движутся по этой цепи и образуют АТФ. Этот процесс также производит воду. Большая часть продукции АТФ во время клеточного дыхания находится на этом последнем этапе.

Метаболизм в растениях: фотосинтез

Фотосинтез происходит в растительных клетках, некоторых водорослях и некоторых бактериях, называемых цианобактериями. Этот метаболический процесс происходит в хлоропластах благодаря хлорофиллу, и он производит сахар вместе с кислородом. светозависимые реакцииплюс цикл Кальвина или независимые от света реакции, являются основными частями фотосинтеза. Это важно для общего здоровья планеты, потому что живые существа зависят от кислорода, который делают растения.

Вовремя светозависимые реакции в тилакоидная мембрана хлоропласта, хлорофилл пигменты поглощают световую энергию. Они производят АТФ, НАДФН и воду. Вовремя Цикл Кальвина или же светозависимые реакции в стромаАТФ и NADPH помогают вырабатывать глицеральдегид-3-фосфат или G3P, который в конечном итоге превращается в глюкозу.

Как и клеточное дыхание, фотосинтез зависит от окислительно-восстановительный потенциал реакции, которые включают переносы электронов и цепи переноса электронов.

Существуют различные типы хлорофилла, и наиболее распространенными типами являются хлорофилл а, хлорофилл б и хлорофилл с. У большинства растений есть хлорофилл а, который поглощает волны синего и красного света. Некоторые растения и зеленые водоросли используют хлорофилл б. Вы можете найти хлорофилл с в динофлагеллятах.

Метаболизм у прокариот

В отличие от людей или животных, прокариоты различаются по потребности в кислороде. Некоторые прокариоты могут существовать без него, другие зависят от этого. Это означает, что они могут иметь аэробный (требуется кислород) или анаэробный (не требующий кислорода) обмен веществ.

Кроме того, некоторые прокариоты могут переключаться между двумя типами обмена веществ в зависимости от их обстоятельств или окружающей среды.

Прокариоты, которые зависят от кислорода для обмена веществ облигатные аэробы, С другой стороны, прокариоты, которые не могут существовать в кислороде и не нуждаются в нем, обязать анаэробов, Прокариоты, которые могут переключаться между аэробным и анаэробным метаболизмом в зависимости от присутствия кислорода, факультативные анаэробы.

Брожение молочной кислоты

Ферментация молочной кислоты является типом анаэробной реакции, которая производит энергию для бактерий. Ваши мышечные клетки также имеют ферментацию молочной кислоты. Во время этого процесса клетки вырабатывают АТФ без кислорода через гликолиз. Процесс превращает пируват в молочная кислота и делает NAD + и ATP.

В промышленности существует множество применений для этого процесса, таких как производство йогурта и этанола. Например, бактерии Lactobacillus bulgaricus помочь производить йогурт. Бактерии сбраживают лактозу, сахар в молоке, чтобы сделать молочную кислоту. Это делает молочный сгусток и превращает его в йогурт.

Каков клеточный метаболизм у разных типов прокариот?

Вы можете разделить прокариоты на различные группы в зависимости от их метаболизма. Основными видами являются гетеротрофные, автотрофные, фототрофные и хемотрофные. Тем не менее, все прокариоты все еще нуждаются в некотором типе энергия или топливо жить.

Гетеротрофные прокариоты получают органические соединения от других организмов для получения углерода. Автотрофные прокариоты используют диоксид углерода в качестве источника углерода. Многие могут использовать фотосинтез для достижения этой цели. Фототрофные прокариоты получают энергию от света.

Хемотрофные прокариоты получают свою энергию от химических соединений, которые они разрушают.

Анаболический против катаболического

Вы можете разделить метаболические пути на анаболический а также катаболический категории. Анаболический означает, что они требуют энергии и используют ее для создания больших молекул из маленьких. Катаболизм означает, что они высвобождают энергию и распадаются на большие молекулы, образуя меньшие. Фотосинтез - это анаболический процесс, а клеточное дыхание - катаболический процесс.

Эукариоты и прокариоты зависят от клеточного метаболизма, чтобы жить и процветать. Хотя их процессы разные, они оба используют или создают энергию. Клеточное дыхание и фотосинтез являются наиболее распространенными путями, наблюдаемыми в клетках. Однако некоторые прокариоты имеют разные метаболические пути, которые являются уникальными.

Связанное содержание: