Metabolizm – całokształt reakcji chemicznych i związanych z nimi przemian energii zachodzących w żywych komórkach, stanowiący podstawę wszelkich zjawisk biologicznych. Procesy te pozwalają komórce na wzrost i rozmnażanie, zarządzanie swoją strukturą wewnętrzną oraz odpowiadanie na bodźce zewnętrzne.
Komórki należące do poszczególnych kategorii odznaczają się specyficznymi cechami, które wynikają z pozycji filogenetycznej, budowy i trybu życia danej grupy organizmów.
Podłożem wszystkich form aktywności życiowej komórek, które integruje ośrodek kontrolny zlokalizowany w ich genomie, jest metabolizm (przemiana materii) i towarzyszące mu przemiany energetyczne. Zasadniczym warunkiem zapewniającym podtrzymanie procesów życiowych w komórce jest stały dopływ energii z zewnątrz. Komórki wykorzystują w tym celu 2 rodzaje energii: fizyczną — pochodzącą z promieniowania Słońca, i chemiczną — zawartą w wiązaniach chemicznych substancji pokarmowych. Ze względu na sposób uzyskiwania i wykorzystania energii, rozróżnia się 3 typy komórek: samożywne (autotroficzne) fotoautotroficzne i chemoautotroficzne oraz cudzożywne (heterotroficzne). Energia chemiczna, zawarta w związkach organicznych wytworzonych przez autotrofy oraz obecna w związkach pobranych z zewnątrz przez heterotrofy, zostaje w komórce uwolniona w procesach oddychania tlenowego i beztlenowego (oddychanie komórkowe, fermentacja, łańcuch oddechowy) i gromadzona w związkach wysokoenergetycznych, np. takich jak ATP. Przebieg wszystkich procesów metabolicznych podlega ścisłej kontroli (np. poprzez regulację aktywności enzymów).
Przemiany
energii w przyrodzie. Alternatywne źródła energii w gospodarce
człowieka.
Całokształt
reakcji biochemicznych zachodzących w komórkach organizmów żywych,
zapewniający im wzrost, pobudliwość, zdolność do ruchu,
egzystencji, regeneracji i rozmnażania opiera się na
przekształcaniu energii potencjalnej dużych cząsteczek
węglowodanów, tłuszczów i białek w energię kinetyczną i
ciepło, w wyniku przemiany tych związków w inne, prostsze
substancje. Ten stały przepływ energii w obrębie komórki i między
komórkami jest jedną z charakterystycznych właściwości istot
żywych. Nauka zajmująca się badaniem przekształceń energii w
żywych organizmach nosi nazwę bioenergetyki.
W świecie istot żywych wyróżniono trzy główne typy
przekształceń energii:
1/
pochłanianie energii promieniowania słonecznego przez występujący
w komórkach roślinnych chlorofil i przekształcaniu go w procesie
fotosyntezy w energię
chemiczną,
wykorzystywaną następnie do syntezy
węglowodanów
i innych złożonych związków organicznych,
2/
przekształcanie
energii chemicznej cząsteczek węglowodanów i innych związków w
użyteczną biologicznie energię wysokoenergetycznych wiązań
fosforanowych (
wśród wysokoenergetycznych związków fosforowych najważniejszym,
uniwersalnym przenośnikiem jest adenozynotrójfosforan – ATP) w
mitochondriach, w procesie oddychania komórkowego,
3/
wykorzystywanie
przez komórki energii związków wysokoenergetycznych do wykonywania
pracy, np. mechanicznej
–
przy skurczu mięśni, elektrycznej
– przy przewodzeniu impulsów , osmotycznej
– przy przemieszczaniu się komórek wbrew
gradientowi
stężeń , czy chemicznej
- przy syntezie cząsteczek potrzebnych do wzrostu organizmu.
Rodzaje przenośników energii w komórce !!!