��Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
Kom�rka jest otwartym ukBadem termodynamicznym =
Ka|da kom�rka posiada zdolno[ przetwarzania energii i materii. Og�B
przemian materii i energii zachodzcych w kom�rce nazywamy
& & & & & & & & & & & & & & & & & (od greckiego sBowa- metabole, czyli
zmienia). Metabolizm stanowi niezbdne kryterium |ycia
Wszech[wiat
Wszech wiat
Wszech wiat
Wszech wiat
& & & & & & ..
& & & & & & &
- Kinetyczna- miara
-Posiada mas
spoczynkow zmian stanu materii
(ksztaBt, poBo|enie, temperatura)
Pobiera energi jako:
Oddaje energi jako:
-Zajmuje okre[lon
- Potencjalna- miara " ZwiatBo (fotoautotrofy)
" CiepBo
przestrzeD
" Zwizki chemiczne
mo|liwo[ci takiej zmiany " Produkty przemiany materii
(chemoautotrofy i heterotrofy)
(np. CO2)
MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & .
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
Bioenergetyka opiera si na powszechnych prawach termodynamiki
Metabolizm- to og�B przemian
1. Energia nie powstaje z niczego ani nie ginie jedynie z jednego rodzaju
materii i energii zachodzcych w
przeksztaBca si w inny. Dlatego kom�rki i ich organelle nie wytwarzaj
kom�rce: energii a jedynie& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .
" Anabolizm/synteza- to procesy zwizane z
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
2. Ka|dej przemianie energii towarzyszy utrata energii u|ytecznej, czyli takiej,
& & wymagajce nakBadu energii w postach kt�r kom�rki mog wykorzysta do wykonania jakiej[ pracy. W skutek
przeprowadzanych reakcji chemicznych organizmy |ywe
[wiatBa (np. fotosynteza) lub energii chemicznej
nieuchronnie& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
(synteza glikogenu, translacja)
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ....
" Katabolizm/rozkBad- obejmuje rozpad
zwizk�w organicznych i prowadzi do
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& . niezbdnej do przeprowadzania proces�w
|yciowych (np.glikoliza, fermentacja, oddychanie
kom�rkowe).
MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & .
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
" Kom�rka jest ukBadem otwartym w kt�rym
jedynie dopByw energii z zewntrz pozwala
na utrzymanie jej wysokiego wewntrznego
uporzdkowania =& & & & & & & & & & &
" Wzrost uporzdkowania element�w
w kom�rce odbywa si kosztem wzrostu
nieuporzdkowana = & & & & & & & & & & jej
otoczenia
Niekt�re procesy przebiegaj spontanicznie, bez jakiejkolwiek ingerencji i
" Produkty wielu reakcji chemicznych s
zmierzaj do wzrostu nieuporzdkowania, (chyba nikomu nie zdarzyBo si
substratami innych. Decyduje to o
jeszcze aby pok�j posprztaB si sam. Co innego z baBaganem).
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
W procesach tych: Spada & & & & & & & & & & .., wzrasta jego & & & & & & & & & .
i wydziela si & & & & & & & & & & & & & & .., skutkiem czego wzrasta
" W ten spos�b w kom�rce powstaj
nieuporzdkowanie wszech[wiata
skomplikowane powizania okre[lane jako
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Natomiast procesy, dziki kt�rym porzdek wzrasta wymagaj
okre[lonego, ukierunkowanego wysiBku. Nastpuje tu & & & & & & & & ..
" Prdzej czy p�zniej w kom�rce w wyniku
swobodnej energia ukBadu, & & & & & & & & & & & & & .. jego stabilno[ci i
przeprowadzanych proces�w powstaj
& & & & & & & & & & & & & & & & energia, skutkiem czego spada
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ,
nieuporzdkowanie wszech[wiata
kt�re musz zosta usunite z kom�rki
MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & .
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
Reakcje egzo- i endoergiczne przebiegajce w kom�rkach s ze
Reakcje chemiczne zachodzce sob sprz|one w taki spos�b, |e & & & & & & & & & & & & & & &
spontanicznie z wydzieleniem & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Najpowszechniej wystpujcym
energii nazywamy
w kom�rkach zwizkiem
& & & & & & & & & &
sprzgajcym reakcje egzo- i
endoergiczne jest
Reakcje chemiczne
adenozynotr�jfosforan czyli
& & &
nie zachodzce samorzutnie,
Podczas
wymagajce dostarczenia energii
& & & & & & & & & & .. wizaD
nazywamy & & & & & & & & & & ..
wysokoenergetycznych ATP
wydziela si & & & & & & (7,3
Reakcja przeciwna do egzoergicznej (np. rozkBadu cukr�w -oddychania) jest
zawsze reakcj endoergiczn (np. synteza cukr�w- fotosynteza) a ilo[ energii
kcal/mol) oraz powstaje
wydzielajcej si w pierwszym procesie (686 kcal/mol) jest r�wna energii
adenozynodwufosforan (ADP)
niezbdnej dla zainicjowania drugiej
i
& & & & & & & & & & & & & &
MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & .
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
Hydroliza ATP dostarcza kom�rkom energii do wykonania pracy:
& & & & & & & & ..
(np. przmieszczanie organelli
wzdBu| mikrotubul przez biaBka
motoryczne)
& & & & & & & & ..
(np. aktywny transport
aminokwas�w przez bBony
biologiczne)
& & & & & & & & ..
(np. synteza glutaminy z kwasu
Aby dostawy energii nie ustaBy, stale zu|ywana podczas pracy
glutaminowego i amoniaku)
pula ATP musi by & & & & & & & & & & & & & & & & & & .
MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & .
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
Enzymy to biaBkowe katalizatory reakcji biochemicznych
Czsteczki aktywowanych no[nik�w (koenzym�w) to czsteczki zdolne do
" Wszystkie reakcje wymagaj tworzenia lub/i
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & :
rozrywania wizaD chemicznych.
Rola:
Aktywowany no[nik Forma transportu energii
" Zainicjowanie reakcji endoergicznej wymaga
- & & & & & & & & & &
dostarczenia okre[lonej ilo[ci energii zwanej
ATP, GTP, Fosforan
- & & & & & & ............& & & & & & & & & & & & & & & & & ..
NADH, NADPH, FADH2 Elektrony i atomy wodoru
& & & & & & & & & & . " Energia aktywacji pozwala substratom uzyska
Acetylo-CoA Grupa acetylowa
& & & & & & & & & & . Batwiej podlegajc zmianom
Karboksybiotyna Grupa karboksylowa
" Wzrost energii aktywacji nastpuje w [rodowisku
nieo|ywionym zwykle na skutek & & & & & & & & ..
S-adenozylometionina Grupa metylowa
Enzymy:
Urydynofosfoglukoza Glukoza
" UBatwiaj powstawanie lub/i rozpad
& & & & & & & & & & & & & & & & & .
" Umo|liwiaj przebieg reakcji
& & & & & & & & & & & & & w ni|szych
temperaturach
" DziaBaj niezwykle & & & & & & & & &
dziki czemu umo|liwiaj kom�rce
& & & & & & & & & & & & & & ..
NAD+
proces�w metabolicznych
MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii dr Joanna StrubiDska
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & . & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..& & & .
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu
Aktywno[ enzym�w mo|e by
Enzymy to kom�rkowe, biaBkowe katalizatory reakcji biochemicznych
regulowana przez czynniki zewntrzne:
Etapy katalizy enzymatycznej:
1. Zwizanie & & & & & & & .
1. Zrodowisko reakcji (np. temperatura lub pH)
2. Powstanie & & & & & & &
2. Kofaktory- & & & & & & & . elementy wi|ce
w miejscu aktywnym
si z czsteczk enzymu niezbdne dla
3. Obni|enie energii & & & .:
procesu katalizy. Nale| do nich nieorganiczne
- Przestrzenne dopasowanie
grupy prostetyczne & & & & & . zwizane z
substrat�w
- Utrzymanie niestabilnej
enzymem (np. hem) i organiczne
formy substrat�w
niskoczsteczkowe koenzymy
(odksztaBcanie wizaD)
- Tworzenie sprzyjajcego & & & & zwizane z biaBkiem (np. koenzym A)
[rodowiska reakcji np. pH
3. Inhibitory- czsteczki blokujce aktywno[
- Tworzenie przej[ciowych
enzymu przez Bczenie si z miejscem
wizaD kowalencyjnych
enzym-substrat
aktywnym (inhibitory & & & & & & & & & & ..)
4. Powstawanie & & & & &
lub zmian konformacji enzymu (inhibitory
5. ........................... produkt�w
Reakcja allosteryczna
& & & & & & & & )
Energetyczne i biochemiczne podstawy metabolizmu MateriaBy do wykBadu z Biologii kom�rki dla II r Biotechnologii
Klasy enzym�w wg klasyfikacji midzynarodowej:
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Klasa 1: & & & & & & & - przenosz Badunki (elektrony i protony) z
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
czsteczki substratu na czsteczk akceptora;
Klasa 2: & & & & & & & - przenosz dan grup funkcyjn (tiolow, aminow, & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
itp.) z czsteczki jednej substancji na czsteczk innej substancji;
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Klasa 3: & & & & & & & - powoduj rozpad substratu pod wpBywem wody
(hydroliza); do grupy tej nale|y wiele enzym�w trawiennych;
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Klasa 4: & & & & & & & ......& & - enzymy odszczepiajce od substrat�w
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
okre[lon grup (niehydrolitycznie) z wytworzeniem podw�jnego
wizania lub odwrotnie, przyBczajce grupy do podw�jnych wizaD;
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Klasa 5: & & & & & & & & .. - zmieniaj wzajemne poBo|enie grup chemicznych
bez rozkBadu szkieletu zwizku;
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Klasa 6: & & & & & & ..& & - enzymy katalizujce reakcje syntezy, kt�rym
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& & ..& & & .
towarzyszy odszczepienie reszt kwasu fosforowego od ATP lub
analogicznego tr�jfosforanu
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &
Wyszukiwarka