Makroergické připojení a připojení. Jaké odkazy se nazývají makroergické?

Jakýkoli pohyb nebo myšlenka vyžaduje energii z těla. Tato síla uchovává každou buňku těla a akumuluje ji v biomolekulách pomocí makroergických vazeb. Jedná se o tyto molekuly baterie, které poskytují všechny životní procesy. Neustálá výměna energie uvnitř buněk vede k životu samotnému. Jaké jsou tyto biomolekul s energetickými dluhopisů, kde pocházejí, a co se stane s jejich energie v každé buňce našeho těla - to je popsána v tomto článku.

Biologické mediátory

V jakémkoli organismu energie z energie generujícího prostředku k biologickému spotřebiteli energie nepřechází přímo. Když rozbít intramolekulárních vazeb potravinářských stojí potenciální energii chemických sloučenin, mnohem lepší než možnost intracelulárních enzymových systémů, které jej používají. Proto v biologických systémech dochází k postupnému uvolňování potenciálních chemických látek postupnou přeměnou energie na energii a její akumulaci v makroergických sloučeninách a vazbách. A to jsou biomolekuly, které jsou schopné takové akumulace energie, nazývané vysoká energie.

Jaké odkazy se nazývají makroergické?

Hladina volné energie 12,5 kJ / mol, která vzniká při vzniku nebo rozpadu chemické vazby, je považována za normální. Když hydrolýza některých látek vede k tvorbě volné energie vyšší než 21 kJ / mol, nazývá se to makroergní vazby. Jsou označeny symbolem "tilde" - ~. Na rozdíl od fyzikální chemie, kde je energie vazba kovalentní vazba znamenalo atomy v biologii se rozumí rozdíl mezi zdroj energie činidel a jejich degradačních produktů. To znamená, že energie není lokalizována v specifické chemické vazbě atomů, ale charakterizuje celou reakci. V biochemii mluví o chemické konjugaci a tvorbě makroergní sloučeniny.

Univerzální bioenergie

Všechny živé organismy na naší planetě mají univerzální prvek skladování energie - s vysokou energetickou vazbu ATP - ADP - AMP (adenosin tři, DJ, monofosfát kyselina). Tento biomolekuly, které se skládají z dusíkatých bází adenin připojen k ribózy, sacharid, a spojené zbytky kyseliny fosforečné. Pod působením vody a restrikčního enzymu je adenosintrifosfát (C₁₀H₁₆N₅O_{13. místo}P₃) se může rozpadnout na molekuly adenosindifosfátové kyseliny a kyseliny ortofosfátové. Tato reakce je doprovázena uvolněním volné energie v řádu 30,5 kJ / mol. Všechny procesy vitální aktivity v každé buňce našeho těla se vyskytují, když je energie uložena v ATP a používá se při rozbití vazeb mezi zbytky kyseliny ortofosforečné.

Dárce a akceptor

Bohaté sloučeniny patří látky s dlouhými názvy, které mohou tvořit ATP molekul v hydrolytické reakce (například kyseliny pyrofosforečné a pyrohroznová, suktsinilkofermenty, aminoacyl derivátů ribonukleové kyseliny). Všechny tyto sloučeniny obsahují atomy fosforu (P) a síry (S), mezi které jsou vysoké energii vazby. Tato energie, který se uvolňuje při prasknutí energie vazby v ATP (donor) je absorbována buňkou při syntéze organických sloučenin samostatně. Ve stejné době, zásoby těchto odkazů se neustále doplňován skladování energie (akceptor), vydané hydrolýzou makromolekul. V každé buňce lidského těla, tyto procesy probíhají v mitochondriích, kde trvání existence ATP kratší než 1 minuta. Během dne, naše tělo syntetizuje asi 40 kilogramů ATP, které se rozprostírají až 3 tisíce rozpadových cyklů každý. A na nějakém daném místě v těle je přítomno asi 250 gramů na ATP.

Funkce biomolekul s vysokou energií

Další znaky dárce a energie akceptoru v procesech rozkladu a syntéze vysokomolekulárních sloučenin, ATP molekuly hrají několik velmi důležitou roli v buňkách. Energie přerušování makroergických vazeb se používá v procesech výroby tepla, mechanické práce, akumulace elektrické energie, luminiscence. Transformace chemických vazeb na tepelnou energii, elektrických, mechanických a současně slouží jako pro výměnu výkonu krok následuje ukládání stejné makroenergeticheskih vazby ATP. Všechny tyto procesy v buňce se nazývají výměny plastů a energie (schéma na obrázku). ATP molekuly také působí jako koenzymy, regulující aktivitu některých enzymů. Kromě toho může být ATP také mediátorem, signalizačním činidlem v synapsech nervových buněk.

Tok energie a hmoty v buňce

Proto ATP v buňce zaujímá centrální a hlavní místo ve výměně hmoty. Reakce, které ATP vznikají a rozpadají, jsou poměrně početné (oxidační fosforylace a substrát, hydrolýza). Biochemické reakce syntézy těchto molekul jsou reverzibilní, za určitých podmínek se mění v buňkách směrem k syntéze nebo rozpadu. Způsoby těchto reakcí se liší v počtu transformací látek, typu oxidačních procesů, v metodách konjugace energetických a energeticky náročných reakcí. Každý proces má jasné úpravy zpracování určitého typu "paliva" a jeho limitů účinnosti.

Hodnocení účinnosti

Indikátory účinnosti přeměny energie a jsou nízké v biologických systémech jsou posuzovány z hlediska normy účinnosti (poměr užitečné vynaložených na provádění prací na celkovou spotřebovanou elektrickou energii). K zajištění výkonu biologických funkcí jsou však náklady velmi velké. Například, běžec, na jednotku hmotnosti, tráví tolik energie jako velké zaoceánské lodi. Dokonce i v klidu, udržování života těla je těžké práce a utrácí asi 8 000 kJ / mol. Tudíž syntéza proteinů spotřebuje přibližně 1,8 tisíce kJ / mol, na srdce - 1,1 tisíc kJ / mol, ale v syntézy ATP - 3,8 tysyachikDzh / mol.

Adenylátový systém buněk

Jedná se o systém, který obsahuje součet všech ATP, ADP a AMP v buňce v určitém časovém období. Rozsah a poměr složek určuje energetický stav buňky. Systém je vyhodnocen na základě energetického náboje systému (poměr fosfátových skupin ke zbytku adenosinu). Není-li ATP prezentovány v sloučeninách buňky bohaté - má nejvyšší energetickou stavu (obrázek 1), je-li pouze AMP - minimální počet členů (obr - 0). V živých buňkách se obvykle udržuje 0,7-0,9. Stabilita energetického stavu buňky určuje rychlost enzymatických reakcí a podporu optimálních úrovní vitální aktivity.

A trochu o elektrárnách

Jak již bylo zmíněno, syntéza ATP se objevuje ve specializovaných organelách buněk - mitochondrie. A dnes biologové argumentují o původu těchto úžasných struktur. Mitochondrie - síla buňka, „palivo“, které jsou bílkoviny, tuky, glykogen a elektřiny - molekuly syntézy ATP, který se koná na přístupu kyslíku. Můžeme říci, že dýcháme, že fungují mitochondrie. Čím více práce buňky potřebují, tím více energie potřebují. Přečtěte si - ATP a tudíž - mitochondrie.

Například profesionální sportovec v kosterních svalech obsahuje asi 12% mitochondrií, zatímco u nešportového obyvatelstva je polovina tolik. Ale v srdečním svalu je jejich míra 25%. Moderní metody výcviku sportovců, zejména běžci, na základě údajů MCP (maximální spotřeba kyslíku), která závisí na počtu mitochondrií a schopnost svalu dostát dlouhodobou zátěž. Vedoucí vzdělávací programy pro profesionální sporty jsou zaměřeny na stimulaci syntézy mitochondrií ve svalových buňkách.