B II W01, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, wykład


Biotechnologia II W01

Metabolizm centralny i peryferyjny:

W wyniku procesów biosyntezy powstają metabolity, które stanowią bioprodukty.

Bioprodukty powstające podczas hodowli mikroorganizmów są metabolitami, czyli związkami ściśle związanymi z funkcjami życiowymi komórki. Metabolit definiowany jest jako związek organiczny bądź nieorganiczny produkowany przez komórki. Przyjęto jednak, że określenie to nie dotyczy białek i kwasów nukleinowych. Mówiąc o metabolitach myśli się raczej o substancjach niskocząsteczkowych. Określenie to również nie jest ścisłe, ponieważ enzymy z jednej strony są białkami i substancjami o stosunkowo dużym ciężarze cząsteczkowym (masie cząsteczkowej), a są jak najbardziej metabolitami.

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.

Przyjęto również stosowanie 2 terminów: metabolizm centralny (pierwotny, I-rzędowy) i peryferyjny (wtórny, drugorzędowy).

Metabolizm centralny to zespół przemian odbywający się u wszystkich organizmów żywych i związany bezpośrednio z realizacją funkcji życiowych organizmów. Są to takie przemiany jak np. przyswajanie źródła azotu, przemiany w warunkach beztlenowych, takie jak produkcja etanolu czy kwasu mlekowego.

Metabolizm peryferyjny jest bardziej różnorodny, charakterystyczny dla danego organizmu, a produkty tych przemian są bardziej różnorodne. Typowymi produktami metabolizmu peryferyjnego są antybiotyki, insektycydy, hormony, kauczuk naturalny.

Anabolizm i katabolizm

Ogólnie jest to zespół procesów prowadzących do tworzenia i magazynowania substancji lub ich rozkładu. Przemiany kataboliczne biegną w przeciwnym kierunku niż anaboliczne ale wszystkie są ściśle ze sobą powiązane.

Anabolizm - reakcje syntez odbywające się w komórce, w następstwie których odbywa się powstawanie związków złożonych. Rekcje te wymagają dostarczenia energii. Przykładem takich reakcji jest fotosynteza, chemosynteza, biosynteza białek, lipidów i kwasów nukleinowych.

Reakcje anaboliczne kumulują energię, a powstające produkty zawierają więcej energii niż substraty, które brały udział w tej syntezie.

Katabolizm - reakcje rozkładu/degradacja związków złożonych, bogatych w energię. Tworzeniu związków prostszych towarzyszy uwalnianie energii. Przykładami takich reakcji są m.in. oddychanie, fermentacja (np. etanolowa, kwasu mlekowego). Utworzone produkty mają mniej energii niż substraty.

Reakcje metaboliczne zachodzące w komórkach podlegają złożonym mechanizmom kontrolnym. Odbywa się to zwykle poprzez regulacje określonych aktywności enzymów. Charakterystyczne jest również, że produkty metabolizmu centralnego tworzone są w fazie wzrostu wykładniczego, a produkty peryferyjne w fazie stacjonarnej, która jest określana terminem - idiofaza, a produkty tej fazy nazywa się idiolitami.

Przemianami charakterystycznymi dla metabolizmu centralnego są glikoliza (szlak Embdena-Meyerhofa-Parnasa, EMP) szlak heksozomonofosforanowy oraz cykl Krebsa (cykl kwasu cytrynowego, cykl kwasów trikarboksylowych), a także szlak Entnera-Doudoroffa.

Mikroorganizmy spalają glukozę najczęściej według szlaku EMP, po czym w zależności od warunków tlenowych, tworzony w ramach glikolizy kwas pirogronowy, przy obecności tlenu zostaje przekształcony do acetylo-CoA i kierowany do cyklu Krebsa.

W warunkach ograniczonego natlenienia ujawnia się metabolizm beztlenowy i dochodzi tam do fermentacji, czyli tworzenia takich produktów jak kwas mlekowy, propionowy, etanol czy CO2. W zależności od dostępu tlenu zysk energetyczny tych przemian będzie różny, ponieważ w czasie glikolizy w warunkach tlenowych powstaje 32 cząsteczek ATP, a w warunkach beztlenowych 2 cząsteczki ATP. Tak więc warunki natlenienia mają zasadniczy wpływ na wzrost i tworzenie metabolitów przez dany mikroorganizm. Ilustracją tego zjawiska jest wzrost szczepu S. cerevisiae w warunkach tlenowych i beztlenowych. W warunkach tlenowych uzyskamy znaczny przyrost biomasy, natomiast w warunkach beztlenowych będzie on niewielki.

2



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
B II W03, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, wykład
B II W12, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, wykład
B II W02, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, wykład
Biotechnologia II immobilizacja poprawa spr, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, lab
mutagenizacja, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, lab
iMMOBILIZACJA BIOkatalizatorów, studia, bio, 4rok, 8sem, biotechnologia2, lab
czesc-wykladow, studia, bio, 4rok, 7sem, biotechnologia środowiska, wykład
koło lab, studia, bio, 4rok, 7sem, biotechnologia środowiska, lab, teoria
Mikro lab coll 1, studia, bio, 4rok, 8sem, mikrobiologia przemysłowa, lab
metody dezintegracji komórek, studia, bio, 3rok, 6sem, biotechnologia, wyklad
inżynieria genetyczna, studia, bio, 4rok, 8sem, inzynieria genetyczna, lab
pomoc od Jakubowskiego, studia, bio, 3rok, 6sem, biotechnologia, wyklad
cz1, studia, bio, 4rok, 7sem, fakultet chemia żywności, wykład
cz3, studia, bio, 4rok, 7sem, fakultet chemia żywności, wykład
cz4, studia, bio, 4rok, 7sem, fakultet chemia żywności, wykład
cz2, studia, bio, 4rok, 7sem, fakultet chemia żywności, wykład
zaliczenie-pytania, studia, bio, 4rok, 7sem, procesy fermentacyjne, wykład
w2, studia, bio, 4rok, 7sem, inżynieria bioprocesowa i bioreaktorowa, bioprocesy (1 koło)
spr6, studia, bio, 3rok, 6sem, biotechnologia, lab

więcej podobnych podstron