Metabolizm komórkowy

Żywa komórka jest układem, który do swego istnienia i prawidłowego funkcjonowania wymaga stałego dopływu materii i energii. Komórki autotroficzne roślin zielonych zdolne są do absorbowania energii świetlnej i przekształcania jej w procesie fotosyntezy w energię chemiczną związaną w związkach organicznych. Dla komórek heterotroficznych źródło niezbędnej energii stanowią pobierane z otoczenia związki organiczne, białka, węglowodany i lipidy. Energia ta zostaje przez te komórki uwolniona w procesach rozkładu i spalania pobranych substancji i wykorzystana do wykonywanej przez komórki pracy chemicznej, umożliwiającej zachowanie organizacji komórki poprzez syntezę budującej je materii oraz jest przekształcana w trakcie tych procesów na pracę mechaniczną, osmotyczną, elektryczną lub oddawana w postaci ciepła otoczeniu. Ostatecznym źródłem energii wykorzystywanej przez komórki jest promieniowanie słoneczne komórki autotroficzne korzystają z niej bezpośrednio, zaś heterotroficzne pośrednio, poprzez wykorzystywanie energii związanej przez komórki autotroficzne w związkach organicznych.

W metabolizmie komórki możemy wyróżnić dwie klasy przemian chemicznych. Do pierwszej zaliczamy te procesy, dzięki którym następuje przyswajanie, czyli asymilacja pobieranych pokarmów i przetwarzanie ich w związki budujące struktury komórkowe. Całokształt tych procesów nazywamy anabolizmem. Drugą klasę procesów stanowią leakcje kataboliczne prowadzące do rozkładu i utlenienia zarówno substancji przez komórkę pobranych, jak i substancji, z których utworzone jest ciało komórki. W trakcie reakcji katabolicznych następuje wspomniane poprzednio uwalnianie energii chemicznej.

Badania biochemiczne wykazały, że zasadnicze reakcje chemiczne procesów anabolicznych i katabolicznych przebiegają podobnie we wszystkich żywych komórkach. Zarówno procesy syntezy poszczególnych związków chemicznych, jak i ich rozkładu odbywają się wieloetapowo. Dlatego, mówiąc o przemianach chemicznych w komórkach, często używamy określenia „ciągi” lub „cykle” metaboliczne.

Pojedyncze ciągi i cykle reakcji chemicznych są ze sobą wzajemnie powiązane. Każda z reakcji chemicznych wchodzących w skład takiego ciągu i stanowiąca jego etap katalizowana jest przez odrębny enzym. Zilustrujmy to na przykładzie procesu glikolizy beztlenowej, w którym cząsteczka glukozy zostaje przekształcona w dwie cząsteczki kwasu mlekowego. Proces taki zachodzi m.in. w mięśniach przy braku dostępu tlenu i w jego wyniku zostaje uwolniona energia, gdyż jest on procesem egzoergicznym. Równanie sumaryczne tego procesu ma postać: C6H1206 -> 2C3HS03+ energia.

Podobne wpisy