1. Bilans energetyczny glikolizy.

Glikoliza jest łańcuchem reakcji przekształcających jedną cząsteczką glukozy w dwie cząsteczki pirogronianu, z jednoczesnym wytworzeniem dwóch cząsteczek ATP. Zachodzi w cytoplazmie. Jest to proces beztlenowy, ponieważ zaczyna się przed nagromadzeniem się znaczniej ilości O2 z atmosfery. Pirogronian dalej przetwarzany w warunkach beztlenowych prowadzi do mleczanu lub etanolu. W warunkach tlenowych prowadzi, do CO2, wytwarzając przy tym więcej ATP.

2. Cykl kwasów trójkarboksylowych.

Cykl zwany też TCA, cyklem Kresa lub cyklem kw cytrynowego jest końcowym, wspólnym szlakiem utlenowania substratów energetycznych (aminokwasów, tłuszczów, węglowodanów). Cykl rozpoczyna się od przeniesienia reszty acetylowej z acetylo-CoA na czterowęglowy kw szczawiooctowy. Utworzony sześciowęglowy kw cytrynowy ulega przemianom na inne kw trikarboksylowe. Po dekarboksylacji staje się pięciowęglowym kw α-ketoglutarowym. Od niego oderwany zostaje CO2- kw bursztynowy (czterowęglowy). Przejściowo łączy się on z koenzymem A wiązaniem makroergicznym (bursztynylo-CoA), a energia z rozerwania tego wiązania służy do syntezy wysokoenergetycznego GTP. Uwolniony kwas bursztynowy doprowadza do odtworzenia związku wyjściowego- kw szczawiooctowego.

3. Synteza kwasów tłuszczowych.

Układ enzymatyczny, który katalizuje syntezę nasyconych kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach węglowodanowych z acetylo-CoA i NADPH. Biosynteza kwasów tłuszczowych odbywa się w cytoplazmie komórek tłuszczowych (adipocyty, lipocyty). Do procesu potrzebny jest acetylokoenzym A, który powstaje w wyniku katabolizmu glukozy przy udziale dehydrogenazy pirogronianowej. W biosyntezie kwasów tłuszczowych wyróżnić można kilka etapów:

1.  Aktywacja acetylokoenzmu A przez karboksylazę do malonylo-koenzymu A w obecności ATP i witaminy H.

2. Synteza kwasów tłuszczowych na kompleksie enzymatycznym . W skład syntetazy wchodzi ACP. ACP przenosi acyle. Tworzony kwas tłuszczowy jest związany kowalencyjnie z enzymem. Reszta butylowa lub reszta acetylowa jest przeniesiona na ACP. Następnie dochodzi do połączenia reszty malonylowej pochodzącej z malonylo-koenzymu A (malonylo-CoA) z resztą acetylową, powstaje 4-węglowa cząsteczka acetoacetylo-S-ACP. Zatem zachodzi kondensacja reszty acetylowej z resztą malonylową. Wydzielony wówczas jest, CO₂ i HS-ACP. CO₂ jest uwolniony w wyniku działania syntazy 3-oksoacylo-ACP.

3. Etap redukcji odbywa się przy udziale NADPH i reduktazy 3-oksoacylo-ACP. Dochodzi do redukcji grupy -okso. Powstaje reszta beta-hydroksyacylowa, która poddana jest dehydratacji przy udziale dehydratazy 3-hydroksy-ACP. Powstaje reszta alfa, beta-dehydro-acylowa, która zostaje poddana redukcji (chodzi o wiązanie podwójne) przy udziale NADPH i reduktazy enoilo-ACP. Powstaje 4-węglowy rodnik butyrylowy. W następnym obrocie reakcji powstaje kolejna jego cząsteczka, przy czym reszta acylowa z wcześniej wytworzonego rodnika jest przeniesiona na tę następna, wydzielony jest wówczas dwutlenek węgla i powstaje reszta beta-ketoacylowa. Ta znów podlega kondensacji z kolejną. W ten sposób tworzony kwas ulega wydłużaniu do odpowiedniej masy.

4. Uwalnianie gotowego łańcucha kwasy tłuszczowego odbywa się przy pomocy deacylazy. Odłącza ona kwas od HS-ACP, z którym był połączony.

4. Glukoneogeneza - przebieg i rola.

Synteza glukozy z niewęglowodanowych prekursorów. Utrzymanie poziomu glukozy jest bardzo ważne dla mózgy, dla którego stanowi materiał energetyczny. Podczas szlaku glukoneogenezy pirogrinian przekształca się w glukozę. Głównymi niewęglowodanowymi prekursorami glukozy są mleczan (wytwarzany w mięśniach szkieletowych, gdy szybkość glikolizy przewyższa szybkość utleniania metabolicznego), aminokwasy (powstają z białek dostarczanych z pożywienia, a w czasie głodówki pochodzą z mięśni szkieletowych), glicerol (jest prekursorem glukozy, może wchodzić w szlak glikolizy przez fosfodihydroksyaceton). Głównym miejscem glukoneogenezy jest wątroba, w małym stopniu w nerkach, mózgu, mięśniach szkieletowych i sercowych. Służy utrzymaniu stałego poziomu glukozy we krwi, skąd cukier ten pobierają mózg i mięśnie, żeby zaspokoić swoje potrzeby metaboliczne.

5. Ciała ketonowe. TO SAMO PYTANIE nr. 7.

6. Synteza ATP w mitochondriach i chloroplastach.

Synteza ATP przeprowadza zespół podjednostek umiejscowiony w wew błony mitochondrialnej w błonach tylakoidów wewnątrz chloroplastów. Ten kompleks enzymatyczny nazwano ATPazą mitochondrialną lub ATPazą F1F0.

Pozyskanie energii w takiej formie, aby mogła być wykorzystana do wszystkich procesów życiowych, a więc energii łatwo dostępnej. Liczne enzymy katalizujące reakcje utleniania i redukcji są zlokalizowane w mitochondriach. W rzeczywistości mitochondria nie produkują energii, lecz ją transformują. Energia promieniowania słonecznego została przekształcona przez komórki roślin zielonych w procesie fotosyntezy w energie chemiczną. Kinetyczna energia promieniowania słonecznego została, więc transformowana w energię potencjalną wiązań chemicznych, łączących atomy cząsteczek węglowodanów.

7. Miejsca syntezy i degradacji kwasów tłuszczowych w komórce eukariotycznej.

Błony biologiczne są strukturami dynamicznymi. Określamy je mianem płynnej mozaiki. Stopień płynności danego obszaru zależy od czynników środowiskowych oraz strukturalnych: mniejszą płynność wykazują błony o dużej zawartości cząsteczek cholesterolu i nienasyconych kwasów tłuszczowych w fosfolipidach, natomiast większą płynność wykazują błony o niewielkiej ilości cholesterolu i nienasyconych kwasów tłuszczowych, przy czym płynność należy rozumieć jako możliwość przemieszczania się elementów tworzących błonę.
Cytoplazma. Jest to lepka, bezbarwna, półpłynna, galaretowata substancja wykazująca pewną elastyczność i ciągliwość. W niej zawieszone są wszystkie organelle. Składa się z cytoplazmy podstawowej (cytozolu) oraz zawieszonych w nim struktur. Cytoplazma jest koloidem - wodnym roztworem białek, węglowodorów, lipidów i soli mineralnych. Uwodniona cytoplazma to zol, a odwodniona - żel. Koagulacja jest to odwadnianie komórki (zol w żel), natomiast peptyzacja - nawadnianie (żel w zol). Zachodzi w niej wiele ważnych reakcji chemicznych m.in. szlak glikolizy, czyli pierwszy etap oddychania komórkowego.

Siateczka gładka położona jest dalej od jądra, nie zawiera rybosomów. Reticulum endoplazmatyczne gładkie jest w komórce głównym miejscem produkcji lipidów oraz sterydów.

Lizosomy są to struktury zawierające enzymy hydrolityczne rozkładające różnorodne związki organiczne m.in. białka, węglowodany, lipidy i kwasy nukleinowe. Wnętrze lizosomów jest kwaśne, gdyż tylko w takim środowisku mogą działać wspomniane enzymy. Lizosomy biorą udział w trawieniu niepotrzebnych składników komórki, rozkładają substancje odżywcze.
Peroksysomy występują we wszystkich rodzajach komórek eukariotycznych. Zachodzi w nich proces rozkładu kwasów tłuszczowych oraz procesy neutralizacji substancji trujących.

8. Procesy metaboliczne zachodzące w mitochondriach.

Główną rolą mitochondriów jest uzyskiwanie energii w formie wysokoenergetycznych wiązań chemicznych wewnątrz ATP wskutek przekształcania innych związków organicznych, ale mitochondria biorą również udział w innych procesach metabolicznych takich, jak:

• Apoptoza - programowana śmierć komórki

• Regulacja stanu redoks komórki

• Synteza hemu

• Synteza sterydów

• Wytwarzanie ciepła

• Cykl mocznikowy - w mitochondriach wątroby.

9. Przenośniki elektronów wewnętrznej błony mitochondriów.

W błonie wewnętrznej mitochondrium znajdują się przenośniki elektronów (FMN, FeS, ubichinon oraz cytochromy), które są uporządkowane zgodnie z rosnącym potencjałem redukcyjnym, co oznacza, że każdy następny pobiera elektrony od swego poprzednika w łańcuchu. Elektrony i protony pochodzą z NADH⁺ + H⁺ i FADH₂ powstających we wcześniejszych etapach oddychania. Przepływ elektronów przez kompleks przenośników błonowych powoduje przemieszczanie protonów z matriks do przestrzeni międzybłonowej. Elektrony są ostatecznie przekazane na tlen i powstaje anion tlenkowy O^2- (2e + ¹/₂O₂ → O^2-). W przestrzeni perymitochondrialnej występuje nadwyżka protonów w stosunku do matriks, czyli powstaje gradient protonowy. Nadwyżkowe protony wracają do matriks przez kanały jonowe białek tunelowych (CF₀, CF₁). Białka te są kompleksem enzymatycznym syntaz ATP. Wracające przez nie do matriks jony wodoru uderzają w resztę fosforanową, co powoduje przyłączenie jej do ADP. Jest to reakcja syntezy ATP zwana fosforyzacją oksydacyjną. Protony ostatecznie łączą się z anionem tlenkowym O^2- i powstaje woda metaboliczna O^2- + H⁺ → H₂O.

10. Przemiana glikogenu w pirogronian.

Glikoliza, schemat Embdena-Meyerhofa-Parnasa - ciąg reakcji biochemicznych, podczas których jedna cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w dwie cząsteczki pirogronianu. Sumaryczna reakcja glikolizy jest następująca:

glukoza + 2 P_i + 2 ADP + 2 NAD⁺ → 2 cząsteczki pirogronianu + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 H₂O

11. Oksydaza cytochromowa.

Katalizuje przeniesienie elektronów ze zredukowanego cytochromu c do ich końcowego akceptora, tlenu cząsteczkowego. Jest enzymem zbudowanym z 13 łańcuchów polipeptydowych, z których 3 koduje genom mitochondrialny. Zawiera dwa hemy A (hem a i hem a3) i trzy jony miedzi.

4 cyt c red + 8Hmatriks + O2 -> 4 cyt c utl + 2H2O + 4H cytozol

Cztery elektrony kierowane do O2 całkowicie redukują go do H2O, a protony zostają wypompowane na cytoplazmatyczną stronę wew struktury mitochondrialnej.

12. Cytochromy.

Cytochrom jest białkiem transportującym elektrony, które zawiera hem jako grupę prostetyczną. Białka złożone, hemoproteiny, które dzięki odwracalnej zmianie stopnia utlenienia żelaza grupy hemowej (z Fe²⁺ na Fe³⁺).

Cytochrom P450 określa rodzinę enzymów wykazujących aktywność monooksygenazy. Występują powszechnie w niemal wszystkich tkankach, największą aktywność wykazując jednak w wątrobie i rdzeniu nadnerczy. Zawierają hem jako grupę prostetyczną.

Cytochrom b- to główna podjednostka transbłonowych kompleksów cytochromów bc1 i b6f. ma hem bL (L- małe powinowadztwo) i bH (H-duże powinowadztwo).

Cytochrom c, cytochrom bc₁, kompleks III, kompleks oksydoreduktazy ubichinon-cytochrom c zlokalizowane w wew błonie mitochondrialnej. Zawiera grupy prostetyczne takie, jak hem b_H, hem b_L, hem c₁ oraz Fe-S.

Cytochrom bf- zbudowany z dwóch hemów typu b, białka Fe-S typu Rieskego, oraz cytochrom f zawierający hem typu c oraz dodatkowy łańcuch polipeptydowy.

Cytochrom f- zawieraja hem typu c oraz dodatkowy łańcuch polipeptydowi.

13. Formy transportowe cholesterolu w osoczu.

Cholesterol. Występuje we wszystkich komórkach w stanie wolnym lub związanym. Prawidłowe stężenie cholesterolu w surowicy waha się od 3,9 do 7,2 mmol/1 (150-280 mg/%).. W czasie wchłaniania cholesterolu z pokarmu następuje estryfikacja przy udziale transferazy lecytyna-cholesterol. W organizmie człowieka znajduje się 2/3 cholesterolu w mięśniach szkieletowych, tkance tłuszczowej i skórze. 1/3 Część cholesterolu wchodzi w skład lipoprotein krwi oraz w skład biomembran komórek pozostałych tkanek.

Cholesterol wchodzi w skład lipoprotein, które są połączeniami lipidowo-białkowymi, umożliwiającymi nierozpuszczalnym w wodzie związkom tłuszczowym przemieszczanie się z osocza do komórek i w odwrotnym kierunku z tkanek do wątroby. Znane są cztery główne lipoproteiny występujące w osoczu krwi, a mianowicie VLDL - lipoproteina o bardzo małej gęstości, powstająca w wątrobie i jelicie cienkim; przejściowa lipoproteina o pośredniej gęstości IDL, z której powstaje lipoproteina LDL o małej gęstości i niezależnie od poprzednich, powstająca w wątrobie lipoproteina HDL o dużej gęstości. Wszystkie wymienione lipoproteiny związane są z przemianami i transportem cholesterolu VLDL i LDL - np. transportują egzogenny cholesterol.

---