Синтез АТФ: особливості даного процесу
Енергетичний обмін, який проходить у всіх клітинах живого організму, називають диссимиляцией. Він являє собою сукупність реакцій розкладання органічних сполук, при яких виділяється певна кількість енергії.
Дисиміляція проходить у два або три етапи, що залежить від виду живих організмів. Так, у аеробів енергетичний обмін складається з підготовчого, безкисневого і кисневого етапів. У анаеробів (організми, які здатні функціонувати в безкисневому середовищі) дисиміляція не вимагає останнього етапу.
Кінцева стадія енергетичного обміну у аеробів закінчується повним окисленням. При цьому відбувається розщеплення молекул глюкози з утворенням енергії, яка частково йде на освіту АТФ.
Варто відзначити, що синтез АТФ відбувається в процесі фосфорилювання, коли до АДФ приєднується неорганічний фосфат. При цьому аденозинтрифосфорная кислота синтезується в мітохондріях за участю АТФ-синтази.
Яка реакція відбувається при утворенні даного енергетичного з`єднання?
Аденозиндифосфат і фосфат з`єднуються з утворенням АТФ і макроергічним зв`язку, на утворення якої витрачається близько 30,6 кДж / моль. Аденозинтрифосфат забезпечує клітини енергією, оскільки значна його кількість вивільняється при гідролізі саме макроергічних зв`язків АТФ.
Молекулярної машиною, яка відповідає за синтез АТФ, є специфічна синтаза. Вона складається з двох частин. Одна з них знаходиться в мембрані і являє собою канал, по якому протони потрапляють всередину мітохондрії. При цьому вивільняється енергія, яка уловлюється інший структурною частиною АТФ під назвою F1. Вона містить статор і ротор. Статор в мембрані розміщується нерухомо і складається з дельта-області, а також альфа- і бета-субодиниць, які відповідають за хімічний синтез АТФ. Ротор містить гамма-, а також епсилон-субодиниці. Ця частина крутиться, використовуючи енергію протонів. Дана синтаза забезпечує синтез АТФ, якщо протони з зовнішньої мембрани спрямовані до середини мітохондрій.
Необхідно відзначити, що хімічним реакціям в клітці властива просторова впорядкованість. Продукти хімічних взаємодій речовин розподіляються асиметрично (позитивно заряджені іони йдуть в одну сторону, а негативно заряджені частинки направляються в іншу сторону), створюючи на мембрані електрохімічний потенціал. Він складається з хімічної та електричної компоненти. Слід сказати, що саме цей потенціал на поверхні мітохондрій стає універсальною формою запасання енергії.
Ця закономірність була виявлена англійським вченим П. Мітчеллом. Він припустив, що речовини після окислення мають вигляд не молекул, а позитивно і негативно заряджених іонів, які розміщуються на протилежних сторонах мембрани мітохондрій. Дане припущення дозволило з`ясувати природу освіти макроергічних зв`язків між фосфатами в процесі синтезу аденозинтрифосфату, а також сформулювати хеміосмотіческой гіпотезу цієї реакції.
Ендоплазматична мережа: будову і функції Ендоплазматична мережа - це обов'язкова органела еукаріотичної клітини. Вона виявлена в клітинах рослин, тварин і людини. Функції цієї складової частини клітини різноманітні і пов'язані в основному з синтезом, модифікацією і транспортом органічних…
Органели клітини і їх функції: різноманіття, функції та властивості Клітина - це одиниця життя на нашій планеті, поза клітини життю немає. Саме тому всі особливості життєдіяльності організмів визначаються, виходячи з характеристик клітини, які визначають органели клітини і їх функції.З безлічі властивостей клітини…
Обмін речовин і енергії У сукупності хімічних реакцій відбувається обмін речовин та енергії, так необхідний для життєдіяльності організму. Тут виділяють основні етапи - це підготовчий і метаболізм. На першому речовина, потрапляючи в організм аліментарним шляхом, піддається…
Обмін речовин Обмін речовин - процес досить складний. Характеризується він здійсненням перетворення в організмі хімічних компонентів. Цей процес сприяє діяльності, росту, розвитку і життя організму в цілому. Енгельс, характеризуючи обмін речовин, говорив про те,…
Синтез білка Білками називають азотисті високомолекулярні органічні речовини. Вони побудовані з амінокислот. Білки виконують фундаментальні завдання в життєдіяльності та структурі організмів, будучи їх головним і необхідним компонентом. Саме завдяки цим…
Цикл Кребса - основні етапи та значення для біологічних систем Основна маса хімічної енергії вуглецю вивільняється в аеробних умовах за участю кисню. Цикл Кребса називають ще циклом лимонної кислоти, або клітинним диханням. У розшифровці окремих реакцій цього процесу взяли участь багато вчених: А. Сент-Дьордь,…
Будова рослинної клітини Будова рослинної клітини трохи відрізняється від клітинних структур тваринного організму. В першу чергу це пов'язано зі способом життєдіяльності рослини і унікальним способом харчування - за невеликим винятком всі рослинні організми автотрофи і…
Мембранний потенціал Мембранний потенціал спокою являє собою електричний потенціал (запас), що формується між зовнішньою поверхнею мембрани клітини і внутрішньою стороною плазматичної мембрани. Внутрішня сторона перетинки щодо зовнішньої поверхні має завжди негативний…
Енергетичний обмін Обмін речовин - це невід'ємний компонент життєдіяльності організму. Він включає в себе кілька процесів. Енергетичний обмін передбачає розщеплення органічних речовин і вивільнення енергії хімічних сполук і зв'язків. Відзначено, що її подальший…
Пластичний обмін, його суть і роль для організму Пластичний обмін носить ще назву анаболізму або асиміляції і є сукупністю всіх ферментативних біохімічних реакцій, в результаті яких синтезуються биоорганические з'єднання.Пластичний обмін включає біосинтез протеїнів, ліпідів, вуглеводів,…
Що таке органоид? Будову і функції органоїдів. Органели рослинної клітини. Органели тваринної клітини Клітина - це рівень організації живої матерії, самостійна біосистеми, яка володіє основними властивостями всього живого. Так, вона може розвиватися, розмножуватися, рухатися, адаптуватися і змінюватися. Крім цього, будь-яким клітинам властивий обмін…
Рибосома - це що? Будова рибосоми Кожна клітина будь-якого організму має складну структуру, що включає в себе безліч компонентів.Коротенько про будову клітиниВона складається з мембрани, цитоплазми, органоїдів, які в них розташовані, а також ядра (крім прокариотов), в якому…
Що таке мітохондрії? Їх будова і функції Мітохондрії - одні з найважливіших складових будь-якої клітини. Їх ще називають хондріосоми. Це грануловідние або ниткоподібні органели, які є складовою частиною цитоплазми рослин і тварин. Саме вони є виробниками молекул АТФ, які так необхідні для…