Bonjour à tous! Je voulais consacrer cet article au noyau cellulaire et à l'ADN. Mais avant cela, vous devez aborder la façon dont la cellule stocke et utilise l'énergie (merci
spidgorny ). Nous aborderons les problèmes liés à l'énergie presque partout. Voyons-les à l'avance.
De quoi pouvez-vous obtenir de l'énergie? Oui de tous! Les plantes utilisent l'énergie lumineuse. Certaines bactéries aussi. Autrement dit, les substances organiques sont synthétisées à partir de substances inorganiques en raison de l'énergie lumineuse. + Il y a des chimiotrophes. Ils synthétisent la matière organique à partir de matières inorganiques en raison de l'énergie d'oxydation de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène et d'autres substances. Et nous y voilà. Nous sommes hétérotrophes. Qui sont-ils? Ce sont ceux qui ne savent pas synthétiser la matière organique à partir de matières inorganiques. Autrement dit, la chimiosynthèse et la photosynthèse, ce n'est pas pour nous. Nous prenons des produits biologiques prêts à l'emploi (manger). Nous le démontons en morceaux et nous l'utilisons comme matériau de construction ou le détruisons pour l'énergie.
Que pouvons-nous démonter exactement pour l'énergie? Protéines (les décomposant d'abord en acides aminés), graisses, glucides et alcool éthylique (mais cela est facultatif). Autrement dit, toutes ces substances peuvent être utilisées comme sources d'énergie. Mais pour son stockage, nous utilisons des
graisses et des glucides . J'adore les glucides! Dans notre corps, le glycogène est le principal glucide de stockage.
Il se compose de résidus de glucose. C'est-à-dire qu'il s'agit d'une longue chaîne ramifiée constituée d'unités identiques (glucose). Si nécessaire, en énergie, nous séparons une pièce du bout de la chaîne et en l'oxydant, nous obtenons de l'énergie. Cette méthode de génération d'énergie est caractéristique de toutes les cellules du corps, mais surtout de beaucoup de glycogène dans les cellules du foie et des tissus musculaires.
Parlons maintenant de la graisse. Il est stocké dans des cellules spéciales du tissu conjonctif. Leur nom est adipocytes. En fait, ce sont des cellules avec une énorme goutte de graisse à l'intérieur.
Si nécessaire, le corps élimine la graisse de ces cellules, se décompose partiellement et se transporte. Au lieu de livraison, le fractionnement final se produit avec la libération et la conversion d'énergie.
Une question assez populaire: "Pourquoi ne pouvez-vous pas stocker toute l'énergie sous forme de graisse ou de glycogène?"
Ces sources d'énergie ont des objectifs différents. Du glycogène, l'énergie peut être obtenue assez rapidement. Son clivage commence presque immédiatement après le début du travail musculaire, atteignant un pic en 1 à 2 minutes. La décomposition des graisses se produit plus lentement de plusieurs ordres de grandeur. Autrement dit, si vous dormez ou allez lentement quelque part - vous avez une dépense énergétique constante, et cela peut être réalisé en décomposant les graisses. Mais dès que vous décidez d'accélérer (le serveur est tombé, a couru pour se soulever), cela prendra
beaucoup d'énergie et vous ne pouvez pas l'obtenir rapidement en divisant les graisses. Ici, nous avons besoin de glycogène.
Il y a une autre différence importante. Le glycogène lie beaucoup d'eau. Environ 3 g d'eau pour 1 g de glycogène. Autrement dit, pour 1 kg de glycogène, cela représente 3 kg d'eau. Pas optimal ... La graisse est plus facile. Les molécules lipidiques (graisses = lipides) dans lesquelles l'énergie est stockée ne sont pas chargées, contrairement aux molécules d'eau et de glycogène. Ces molécules sont appelées hydrophobes (littéralement, ont peur de l'eau). Les molécules d'eau sont polarisées. Cela ressemble à ceci.
En fait, les atomes d'hydrogène chargés positivement interagissent avec les atomes d'oxygène chargés négativement. Il s'avère un état stable et énergétiquement favorable.
Imaginez maintenant les molécules lipidiques. Ils ne sont pas chargés et ne peuvent pas interagir normalement avec les molécules d'eau polarisées. Par conséquent, un mélange de lipides avec de l'eau est énergétiquement désavantageux. Les molécules lipidiques ne sont pas capables d'adsorber l'eau, comme le fait le glycogène. Ils sont "regroupés" en gouttes dites lipidiques, entourées d'une membrane de phospholipides (un côté est chargé et face à l'eau de l'extérieur, l'autre n'est pas chargé et regarde les lipides de la goutte). En conséquence, nous avons un système stable qui stocke efficacement les lipides et rien de plus.
D'accord, nous avons compris dans quelles formes l'énergie est stockée. Qu'est-ce qui lui arrive ensuite? Nous avons donc séparé la molécule de glucose du glycogène. Je l'ai transformé en énergie. Qu'est-ce que cela signifie?
Faisons une petite digression.
Environ 1 000 000 000 de réactions se produisent chaque seconde dans la cellule. Lorsque la réaction se déroule, une substance se transforme en une autre. Qu'arrive-t-il à son énergie intérieure? Il peut diminuer, augmenter ou ne pas changer. Si elle diminue -> l'énergie est libérée. Si elle augmente -> vous devez prendre de l'énergie de l'extérieur. Le corps combine généralement de telles réactions. C'est-à-dire que l'énergie libérée au cours d'une réaction va à la seconde.
Donc, dans le corps, il y a des composés spéciaux, des macroergs qui sont capables d'accumuler et de transmettre de l'énergie pendant la réaction. Dans leur composition, il y a une ou plusieurs liaisons chimiques dans lesquelles cette énergie s'accumule. Vous pouvez maintenant revenir au glucose. L'énergie libérée lors de sa décroissance est stockée dans les liaisons de ces macroergs.
Prenons un exemple.
La macroerg (monnaie énergétique) la plus courante d'une cellule est l'ATP (adénosine triphosphate).
Cela ressemble à ceci.
Il se compose d'une adénine à base azotée (l'une des 4 utilisées pour coder les informations dans l'ADN), du sucre ribose et de trois résidus d'acide phosphorique (et donc de l'adénosine TRIPHOSPHATE). C'est dans les liaisons entre les résidus d'acide phosphorique que l'énergie s'accumule. Lorsqu'un résidu d'acide phosphorique est clivé, l'ADP (adénosine diphosphate) se forme. L'ADP peut libérer de l'énergie, arrachant un résidu de plus et se transformant en AMP (Adénosine MONO phosphate). Mais l'efficacité du second résidu séparé est beaucoup plus faible. Par conséquent, généralement, le corps cherche à obtenir de l'ADP pour obtenir à nouveau de l'ATP. Ça se passe comme ça. Avec la dégradation du glucose, l'énergie libérée est dépensée pour la formation d'une liaison entre les deux résidus d'acide phosphorique et la formation d'ATP. Le processus est en plusieurs étapes et jusqu'à présent, nous allons l'omettre.
L'ATP qui en résulte est une source d'énergie universelle. Il est utilisé partout, à partir de la synthèse des protéines (l'énergie est nécessaire pour connecter les acides aminés), se terminant par un travail musculaire. Les protéines motrices de la contraction musculaire utilisent l'énergie stockée dans l'ATP pour modifier leur conformation. Un changement de conformation est une réorientation d'une partie d'une grosse molécule par rapport à une autre. Cela ressemble à ceci.
Autrement dit, l'énergie de liaison chimique se transforme en énergie mécanique. Voici des exemples concrets de protéines utilisant l'ATP pour faire le travail.
Rencontrez cette myosine . Protéine motrice. Il effectue le mouvement de grandes formations intracellulaires et participe à la contraction musculaire. Veuillez noter qu'il a deux «jambes». En utilisant l'énergie stockée dans 1 molécule d'ATP, il fait un changement de conformation, en fait une étape. L'exemple le plus évident de la transition de l'énergie chimique de l'ATP vers la mécanique.
Le deuxième exemple est une pompe Na / K. Au premier stade, il lie trois molécules de Na et un ATP. En utilisant l'énergie de l'ATP, il change de conformation, jetant Na hors de la cellule. Ensuite, il lie deux molécules de potassium et, revenant à la conformation d'origine, transfère le potassium à la cellule. La chose est extrêmement importante, elle permet de maintenir le niveau de Na intracellulaire dans la norme.
Mais sérieusement, alors:
Pause Pourquoi avons-nous besoin d'ATP? Pourquoi ne pouvons-nous pas utiliser directement l'énergie stockée dans le glucose? Trite, si vous oxydez le glucose en CO2 à la fois, beaucoup d'énergie est instantanément libérée. Et la majeure partie se dissipera sous forme de chaleur. Par conséquent, la réaction est divisée en étapes. Un peu d'énergie est libérée sur chacun, il est stocké, et la réaction se poursuit jusqu'à ce que la substance soit complètement oxydée.
Je vais résumer. L'énergie est stockée dans les graisses et les glucides. Il peut être extrait plus rapidement des glucides, mais davantage peut être stocké dans les graisses. Pour les réactions, la cellule utilise des composés à haute énergie, qui stockent l'énergie de la dégradation des graisses, des glucides, etc. ... L'ATP est le principal composé de ce type dans la cellule. Essentiellement, prenez et utilisez. Cependant, pas le seul. Mais plus à ce sujet plus tard.
PS J'ai essayé de simplifier le matériel autant que possible, donc certaines inexactitudes sont apparues. Je prie les biologistes zélés de me pardonner.