Hirdetés
Hirdetés


Anyagcsere folyamatok a sejtben

10 perc olvasás
Fehérjesejtek

Az anyagcsere általános jellemzői

Hirdetés
Hirdetés


A sejtben lejátszódó különféle biokémiai folyamatok összességét közös néven anyagcserének nevezzük – anyagforgalom, energia-, információáramlás. Ez a három folyamat nem választható el egymástól.

Az anyagcsere energiaigényes folyamataihoz az élőlények a külvilág különböző energiafajtáit használják fel. Elsősorban a különböző építőegységek és makromolekulák felépítő folyamatai igényelnek jelentős mennyiségű energiát. Ennek során kis energiatartalmú egyszerű molekulából, nagyobb energiatartalmú, bonyolultabb szerves molekula, majd sejtalkotó lesz. A sejtek anyagcseréjét energiatermelő folyamatok is jellemzik. Például a lebontás során a bonyolultabb, nagy energiájú molekulákból, egyszerű, alacsony energiatartalmú molekula lesz és a közben felszabaduló energia ATP-szintézisre fordítódik.

A sejtekben lejátszódó anyagcsere-folyamatok biokémiai reakciók sorozatából épülnek fel. Ahhoz, hogy ezek végbemenjenek, a részt vevő anyagoknak aktivált állapotba kell jutniuk. A kiindulási és az aktivált állapot energiaszintje közti különbség az aktiválási energia. A katalizátorok kisebb aktiválási energiájú reakcióutat tudnak megnyitni. Az élő szervezetek anyagcsere-folyamatok katalizátorai az enzimek, amelyek fehérjék. A katalizált folyamatban az enzimek aktívan vesznek részt – először az átalakuló vegyületekhez kapcsolódik – ez a szubsztrát – átalakítja termékké, változatlanul leválik róla. Az enzimmolekulának azt a részét, ahol a katalizált átalakulás lépései lejátszódnak, aktív centrumnak nevezzük – az aminosavak oldalláncai alakítják ki. Ezek térbeli elhelyezkedése pontosan megfelel az enzimhez kötődő szubsztrát szerkezetének – az enzimek ezért specifikusak. Az enzimek nagy része összetett fehérje. A nem fehérjecsoportok egy része leválhat a fehérjerészről, de visszajutása után az enzim ismét működőképes. Ilyenek a koenzimek (NAD, koenzim-A). Ezek felépítésében vitaminjellegű csoport is részt vesz (B-vitamin). Az enzimek érzékenyek a környezeti tényezők változásaira.

A szénhidrátok felépítése energiát igényel

A legalapvetőbb felépítő folyamat a fotoszintézis. Ennek során a zöld növények megkötik és átalakítják a Nap fényenergiáját kémiai energiává. Ehhez a 400-800 nm hullámhosszúságú fény alkalmas. A fényenergia megkötésére a reagáló anyagokon és az enzimeken kívül szükség van pigmentekre (szerves, színes vegyületek), amelyek konjugált kettős kötéseket tartalmaznak – könnyen elmozduló elektronok, ezek képesek arra, hogy a beérkező fény energiáját átvegyék, gerjesztett állapotba kerüljenek. Ez csak rövid ideig tart, ha energiáját nem tudja továbbadni, akkor nem történik semmi. Ha igen, akkor a fényt megkötő molekula az elektronleadással oxidálódik, a felvevő pedig redukálódik. A fényenergia ilyen módon való megkötése tehát a fényelnyelő pigmentek kémiai szerkezetére vezethető vissza. A klorofill típusú vegyületek (vörös és kék színtartományban) molekuláiban egy magnéziumatomot négy pirolgyűrű vesz körül, oldalláncok. Karotinoid típusú vegyületekben (kék színtartomány) szintén megvan a konjugált kettős kötés rendszer. Antocián – vörös káposzta, nem fotoszintetizáló pigment. Fikoeritrin – mélyvízi vörösmoszatokban, a kék fényt hasznosítja. Mivel a zöld fényt egyik pigment sem tudja hasznosítani, visszaverődik – zöldnek látjuk a növényeket. Az egymástól eltérő működésű pigmentek nagyobb egységekbe, kétféle pigmentrendszerekbe csoportosulnak. Az 1. pigmentrendszer: karotin, a-, b-klorofill; Max. fényelnyelés 700nm-nél. Viszont a 2. pigmentrendszer: xantofill, a-, b-klorofill; max. fényelnyelés 680 nm-nél található. Mindkettőnek a fénygyűjtő része a beérkező foton energiáját a reakcióközpont felé irányítja. A fotoszintézisben a fényenergia átalakítása során az 1. pigmentrendszer központi a-klorofill-molekulája gerjesztett állapotba kerül, lead egy elektront. Ezt felveszi az elektronszállító rendszer (pld. citokrómok) egy tagja és a végső elektronfelvevőhöz, a NADP-molekulához szállítja – NADPH-vá redukálódik. A kilépett elektron a 2. pigmentrendszer által leadott elektronból pótlódik, ami ezzel egy alacsonyabb energiaszintre kerül – ATP-szintézis. A 2. pigmentrendszer elektronja a víz fotolíziséből, azaz vízbontásából pótlódik. A reakció során a víz felhasad és hidrogénion formájában protont ad át a NADP redukálásához, illetve mint végső elektronleadó a 2. pigmentrendszer felé ad le elektront. Így a vízmolekula oxidálódik, miközben molekuláris oxigén is felszabadul. Végtermékek: NADPH, ATP, oxigén.


Válaszd az SZTE-t, Magyarország legjobb egyetemét! (x)
Széles körű képzési kínálat, nemzetközi színvonalú oktatás, megannyi ösztöndíj és számos kikapcsolódási lehetőség várja a Szegedi Tudományegyetemre jelentkezőket.
Tovább a cikkhez

Lapozz a további részletekért

1 2


Iratkozz fel hírlevelünkre

Értesülj elsőnek a legújabb minőségi tételekről, jegyzetekről és az oldal új funkcióiról!

Sikeres feliratkozás

Valami hiba történt!