Skip to main content
Global

5: מטבוליזם I - תגובות קטבוליות

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208538

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    החיים דורשים אנרגיה. כפי שציין הדיון שלנו בביומולקולות, המרכיבים התפקודיים העיקריים של התא הם בעיקר פולימרים - שרשראות ארוכות של יחידות מולקולריות בודדות קטנות יותר. כל תוספת של קישור קטן לשרשרת עולה אנרגיה. תגובות כימיות הבונות מולקולות מורכבות מפשוטות ידועות כתגובות אנבוליות. לעומת זאת, אורגניזמים הטרוטרופיים כמו בעלי חיים בולעים מזון המורכב מפולימרים גדולים אלה, שכאשר הם מתפרקים בתהליך העיכול, משחררים אנרגיה לשמירה ובניית אותו אורגניזם. תגובות כימיות כאלה, שבהן מולקולות מורכבות מתפרקות לרכיבים פשוטים יותר, מסווגות כתגובות קטבוליות. נלקח כקבוצה של תגובות בתוך תא או אפילו אורגניזם, ניתן לכנות אותן כאנבוליזם או קטבוליזם של התא או האורגניזם. הסכום הכולל של שני סוגי התגובות הוא חילוף החומרים של התא.

    • 5.1: גליקוליזה
    • 5.2: תסיסה
      הגליקוליזה נתנה לנו קצת אנרגיה שמישה בצורה של ATP, ואז יש את המוצרים האחרים, NADH ופירובט. אם התא הוא אוקריוטי וחמצן זמין, אז המולקולות האלה יכולות לעזור לייצר יותר ATP. אם אין חמצן זמין או שהתא הוא רק פרוקריוט נמוך, הוא עובר תסיסה כדי לייצר לקטט או אלכוהול אתילי. מדוע התא זקוק ללקטט או לאתנול? זה לא, אם כי הלקטט יכול לתרום לחילוף החומרים הכללי.
    • 5.3:5.3 מחזור ה- TCA
      אוקריוט מייצר scads של ATP ולכאורה ללא מאמץ בכך, תוך שימוש רק בשקעים שנותרו לאחר שהגליקוליזה עברה במולקולת גלוקוז: NADH ופירובט. גליקוליזה באאוקריוטים, כמו גם מקורותיה הפרוקריוטים, מתרחשת בציטופלזמה. מחזור ה-TCA (נקרא גם מחזור חומצת לימון) מתרחש בתוך המטריצה של המיטוכונדריה, אברון בעל קרום כפול.
    • 5.4: זרחון חמצוני
      זרחון חמצוני מציין את הזרחון של ADP ל-ATP, תוך ניצול האנרגיה מהובלות אלקטרונים עוקבות (ומכאן ה"חמצוני"). התפיסה הבסיסית היא שחמצון של NADH, בהיותו אקסרגוני מאוד, יכול לייצר את האנרגיה הדרושה לזרחן ADP. מכיוון שחמצון של NADH על ידי חמצן יכול לשחרר 52 קק"ל/מול, והאנרגיה הדרושה לזרחן ATP היא כ-7.5 קק"ל/מול, אנו אמורים להיות מסוגלים לצפות להיווצרות של מספר ATP לכל NADH מחומצן.
    • 5.5: ניתוק הובלת אלקטרונים מסינתזת ATP
    • 5.6: מבנה נשאי אלקטרונים
    • 5.7:5.7 דפולימריזציה של עמילן וגליקוגן
    • 5.8:5.8 פירוק חומצות שומן
      ליפאז רגיש להורמונים ברקמת השומן מבצע הידרוליזה של השומן המאוחסן בתאים אלה לגליצרול וחומצות שומן. גליצרול יכול להיכנס למחזור הגליקוליטי באמצעות המרה לפוספט דיהידרוקסיאצטון. חומצות השומן מופרשות מתאי השומן לזרם הדם שם הן נקשרות לחלבון נשא, אלבומין. לאחר מכן ניתן להכניס קומפלקס זה לתאים אחרים על ידי אנדוציטוזיס, שם ניתן לפרק אותם כמקור אנרגיה.
    • 5.9: פירוק חומצות אמינו
      חלבונים מתפרקים על ידי מגוון פרוטאזות המיידרות את קשרי הפפטיד ליצירת פפטידים וחומצות אמינו קטנות יותר. אותן חומצות אמינו שאינן משמשות לבניית חלבונים חדשים עשויות להתפרק עוד יותר כדי להיכנס לתהליכים המטבוליים הנדונים בפרק זה.

    תמונה ממוזערת: תהליכים ביוכימיים המפרקים דברים מגדולים לקטנים יותר נקראים תהליכים קטבוליים. תהליכים קטבוליים הם לרוב חמצוניים באופיים ומשחררים אנרגיה. חלק מהאנרגיה הזו, אך לא כל האנרגיה הזו, נלכדת כ- ATP. (CC BY-SA-NC; קווין אהרן ואינדירה רג'גופל).