مرحبا بالجميع! كنت أرغب في تكريس هذه المقالة لنواة الخلية والحمض النووي. ولكن قبل ذلك ، تحتاج إلى لمس كيفية تخزين الخلية للطاقة واستخدامها (بفضل
spidgorny ). سنتطرق إلى القضايا المتعلقة بالطاقة في كل مكان تقريبًا. دعونا نكتشف مقدما.
ما الذي يمكنك الحصول عليه من الطاقة؟ نعم للجميع! تستخدم النباتات طاقة خفيفة. بعض البكتيريا أيضًا. أي أن المواد العضوية يتم تصنيعها من مواد غير عضوية بسبب الطاقة الضوئية. + هناك كيمياء. تقوم بتوليف المواد العضوية من المواد غير العضوية بسبب طاقة الأكسدة للأمونيا وكبريتيد الهيدروجين والمواد الأخرى. وها نحن. نحن مغايرات. من هم؟ هؤلاء هم أولئك الذين لا يعرفون كيفية تجميع المواد العضوية من غير عضوية. أي ، التخليق الكيميائي والبناء الضوئي ، هذا ليس لنا. نأخذ المواد العضوية الجاهزة (أكل). نقوم بتفكيكها إلى قطع وإما استخدامها كمواد بناء أو تدميرها للحصول على الطاقة.
ما الذي يمكننا تفكيكه بالضبط من أجل الطاقة؟ البروتينات (التي تكسرها أولاً إلى أحماض أمينية) والدهون والكربوهيدرات والكحول الإيثيلي (لكن هذا اختياري). أي أن جميع هذه المواد يمكن استخدامها كمصادر للطاقة. ولكن لتخزينه نستخدم
الدهون والكربوهيدرات . أنا أحب الكربوهيدرات! في الجسم ، الجليكوجين هو الكربوهيدرات التخزين الرئيسي.
يتكون من بقايا الجلوكوز. أي أنها سلسلة طويلة متفرعة تتكون من وحدات متطابقة (جلوكوز). إذا لزم الأمر ، في الطاقة ، نفصل قطعة واحدة من نهاية السلسلة وأكسدتها ، نحصل على الطاقة. هذه الطريقة في توليد الطاقة مميزة لجميع خلايا الجسم ، ولكن بشكل خاص الكثير من الجليكوجين في خلايا الكبد وأنسجة العضلات.
الآن دعونا نتحدث عن الدهون. يتم تخزينه في خلايا الأنسجة الضامة الخاصة. اسمها الخلايا الشحمية. في الواقع ، هذه خلايا تحتوي على قطرة دهون ضخمة بداخلها.
إذا لزم الأمر ، يزيل الجسم الدهون من هذه الخلايا ، ويتحلل جزئيًا وينقل. في مكان التسليم ، يحدث التقسيم النهائي مع إطلاق وتحويل الطاقة.
سؤال شائع إلى حد ما: "لماذا لا يمكنك تخزين كل الطاقة على شكل دهون ، أو جليكوجين؟"
لمصادر الطاقة هذه أغراض مختلفة. من الجليكوجين ، يمكن الحصول على الطاقة بسرعة كبيرة. يبدأ انشطاره على الفور تقريبًا بعد بدء عمل العضلات ، ليصل إلى ذروته في 1-2 دقيقة. يحدث انهيار الدهون عدة مرات أبطأ من حيث الحجم. أي إذا كنت تنام ، أو تذهب ببطء إلى مكان ما - لديك إنفاق مستمر على الطاقة ، ويمكن تحقيق ذلك عن طريق تحطيم الدهون. ولكن بمجرد أن تقرر التسريع (سقط الخادم ، ركض للرفع) ، سيستغرق
الكثير من الطاقة بشكل حاد ولا يمكنك الحصول عليه بسرعة عن طريق تقسيم الدهون. هنا نحتاج الجليكوجين.
هناك فرق مهم آخر. يربط الجليكوجين الكثير من الماء. حوالي 3 جم من الماء لكل 1 جم من الجليكوجين. أي 1 كجم من الجليكوجين ، هذا هو 3 كجم من الماء. ليس الأمثل ... الدهون أسهل. لا يتم شحن جزيئات الدهون (الدهون = الدهون) التي يتم تخزين الطاقة فيها ، على عكس جزيئات الماء والجليكوجين. تسمى هذه الجزيئات مسعور (حرفيا ، خائفة من الماء). جزيئات الماء مستقطبة. يبدو شيء من هذا القبيل.
في الواقع ، تتفاعل ذرات الهيدروجين الموجبة الشحنة مع ذرات الأكسجين سالبة الشحنة. اتضح حالة مستقرة ومواتية للغاية.
الآن تخيل جزيئات الدهون. وهي غير مشحونة ولا يمكنها التفاعل بشكل طبيعي مع جزيئات الماء المستقطبة. لذلك ، فإن مزيجًا من الدهون مع الماء غير مؤاتٍ للغاية. جزيئات الدهون غير قادرة على امتصاص الماء ، كما يفعل الجليكوجين. يتم "تجميعها" في ما يسمى قطرات دهنية ، محاطة بغشاء من الدهون الفوسفاتية (جانب واحد مشحون ويواجه الماء من الخارج ، والآخر غير مشحون وينظر إلى دهون القطرة). ونتيجة لذلك ، لدينا نظام مستقر يخزن الدهون بشكل فعال وليس أكثر.
حسنًا ، اكتشفنا ما هي أشكال الطاقة المخزنة. ماذا سيحدث لها بعد ذلك؟ لذا قمنا بتقسيم جزيء الجلوكوز من الجليكوجين. حولتها إلى طاقة. ماذا يعني هذا؟
دعونا نجري استطرادا صغيرا.
تحدث حوالي مليون مليون تفاعل في كل ثانية في الخلية. عندما يستمر التفاعل ، تتحول مادة إلى أخرى. ماذا يحدث لطاقته الداخلية؟ يمكن أن ينقص أو يزيد أو لا يتغير. إذا انخفض -> يتم تحرير الطاقة. إذا زادت - فأنت بحاجة إلى أخذ الطاقة من الخارج. عادة ما يجمع الجسم بين ردود الفعل هذه. أي أن الطاقة المنبعثة خلال تفاعل واحد تذهب إلى الثانية.
لذلك في الجسم هناك مركبات خاصة ، وهي ماكرو قادرة على تجميع الطاقة ونقلها أثناء التفاعل. في تكوينها هناك رابط كيميائي واحد أو عدة تتراكم فيه هذه الطاقة. الآن يمكنك العودة إلى الجلوكوز. يتم تخزين الطاقة المنبعثة أثناء انحلالها في روابط هذه الماكرو.
لنأخذ مثالاً.
أكثر أنواع الماكرو (عملة الطاقة) شيوعًا في الخلية هي ATP (Adenosine Triphosphate).
يبدو شيء من هذا القبيل.
يتكون من الأدينين القاعدي النيتروجيني (واحد من 4 يستخدم لترميز المعلومات في الحمض النووي) ، وسكر الريبوز ، وثلاثة مخلفات حمض الفوسفوريك (وبالتالي الأدينوزين تراي فوسفات). في الترابط بين بقايا حمض الفوسفوريك تتراكم الطاقة. عندما يتم شق أحد بقايا حمض الفوسفوريك ، يتم تكوين ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين). يمكن لـ ADP إطلاق الطاقة ، وتمزيق بقايا أخرى وتحويلها إلى AMP (فوسفات Adenosine MONO). لكن كفاءة البقايا المنفصلة الثانية أقل بكثير. لذلك ، عادة ، يسعى الجسم من ADP للحصول على ATP مرة أخرى. يحدث مثل هذا. مع انهيار الجلوكوز ، تنفق الطاقة المنبعثة على تكوين رابطة بين بقايا حمض الفوسفوريك وتكوين ATP. العملية متعددة المراحل وسنسقطها حتى الآن.
إن ATP الناتج هو مصدر عالمي للطاقة. يتم استخدامه في كل مكان ، بدءًا من تخليق البروتين (الطاقة ضرورية لربط الأحماض الأمينية) ، وتنتهي بعمل العضلات. تستخدم بروتينات انقباض العضلات الطاقة المخزنة في ATP لتغيير تكوينها. التغيير في التشكيل هو إعادة توجيه جزء من جزيء كبير بالنسبة لجزء آخر. يبدو شيء من هذا القبيل.
أي أن طاقة الربط الكيميائي تتحول إلى طاقة ميكانيكية. فيما يلي أمثلة واقعية للبروتينات التي تستخدم ATP للقيام بهذه المهمة.
تلبية هذا الميوسين . بروتين المحرك. ينفذ حركة التكوينات الخلوية الكبيرة ويشارك في تقلص العضلات. يرجى ملاحظة أن لديه "ساقين". باستخدام الطاقة المخزنة في جزيء ATP واحد ، يقوم بتغيير واحد في المطابقة ، في الواقع خطوة واحدة. أوضح مثال لانتقال الطاقة الكيميائية من ATP إلى الميكانيكية.
المثال الثاني هو مضخة Na / K. في المرحلة الأولى ، يربط ثلاثة جزيئات Na و ATP واحد. باستخدام طاقة ATP ، يغير التشكيل ، ويرمي Na خارج الخلية. ثم يربط جزيئين من البوتاسيوم ، ويعود إلى الصيغة الأصلية ، وينقل البوتاسيوم إلى الخلية. الشيء مهم للغاية ، فهو يسمح بالحفاظ على مستوى Na داخل الخلايا في القاعدة.
لكن بجدية ، إذن:
وقفة لماذا نحتاج ATP؟ لماذا لا يمكننا استخدام الطاقة المخزنة في الجلوكوز مباشرة؟ Trite ، إذا قمت بأكسدة الجلوكوز إلى CO2 في وقت واحد ، يتم إطلاق الكثير من الطاقة على الفور. ومعظمها سوف يتبدد في شكل حرارة. لذلك ، ينقسم التفاعل إلى مراحل. يتم إطلاق القليل من الطاقة على كل منها ، ويتم تخزينها ، ويستمر التفاعل حتى تتأكسد المادة تمامًا.
سوف ألخص. يتم تخزين الطاقة في الدهون والكربوهيدرات. يمكن استخراجه بشكل أسرع من الكربوهيدرات ، ولكن يمكن تخزين المزيد منه في الدهون. للتفاعلات ، تستخدم الخلية مركبات عالية الطاقة ، والتي تخزن طاقة انهيار الدهون ، والكربوهيدرات ، وما إلى ذلك ... ATP هو المركب الرئيسي في الخلية. في الجوهر ، خذ واستخدم. ومع ذلك ، ليس الوحيد. لكن المزيد عن ذلك لاحقًا.
ملاحظة: حاولت تبسيط المادة قدر الإمكان ، لذلك ظهرت بعض المغالطات. أتوسل إلى علماء الأحياء المتحمسين أن يغفروا لي.