Olá pessoal! Eu queria dedicar este artigo ao núcleo celular e ao DNA. Mas, antes disso, você precisa tocar em como a célula armazena e usa energia (obrigado, com muito
brilho ). Vamos abordar questões relacionadas à energia em quase todos os lugares. Vamos descobrir com antecedência.
Do que você pode obter energia? Sim de todos! As plantas usam energia luminosa. Algumas bactérias também. Ou seja, substâncias orgânicas são sintetizadas a partir de inorgânicos devido à energia da luz. + Existem quimiotróficos. Eles sintetizam matéria orgânica a partir de inorgânicos devido à energia de oxidação de amônia, sulfeto de hidrogênio e outras substâncias. E aí estamos nós. Nós somos heterotróficos. Quem são eles? São aqueles que não sabem sintetizar matéria orgânica a partir de inorgânicos. Ou seja, quimiossíntese e fotossíntese, isso não é para nós. Tomamos orgânicos prontos (comer). Nós desmontamos em pedaços e usamos como material de construção ou destruímos para obter energia.
O que exatamente podemos desmontar para energia? Proteínas (primeiro decompondo-as em aminoácidos), gorduras, carboidratos e álcool etílico (mas isso é opcional). Ou seja, todas essas substâncias podem ser usadas como fontes de energia. Mas, para seu armazenamento, usamos
gorduras e carboidratos . Eu amo carboidratos! Em nosso corpo, o glicogênio é o principal carboidrato de armazenamento.
Consiste em resíduos de glicose. Ou seja, é uma cadeia longa e ramificada que consiste em unidades idênticas (glicose). Se necessário, em energia, separamos uma peça do final da cadeia e, oxidando-a, obtemos energia. Este método de geração de energia é característico de todas as células do corpo, mas principalmente de muito glicogênio nas células do fígado e do tecido muscular.
Agora vamos falar sobre gordura. É armazenado em células especiais do tecido conjuntivo. O nome deles é adipócitos. De fato, são células com uma enorme queda de gordura no interior.
Se necessário, o corpo remove a gordura dessas células, se decompõe parcialmente e transporta. No local de entrega, a divisão final ocorre com a liberação e conversão de energia.
Uma pergunta bastante popular: "Por que você não pode armazenar toda a energia na forma de gordura ou glicogênio?"
Essas fontes de energia têm finalidades diferentes. A partir do glicogênio, a energia pode ser obtida rapidamente. Sua clivagem começa quase imediatamente após o início do trabalho muscular, atingindo um pico em 1-2 minutos. A decomposição das gorduras ocorre várias ordens de magnitude mais lenta. Ou seja, se você dorme ou vai lentamente a algum lugar - você tem um gasto energético constante, e isso pode ser conseguido quebrando as gorduras. Mas assim que você decidir acelerar (o servidor caiu, correu para levantar), será necessária
muita energia e você não poderá obtê-la rapidamente dividindo as gorduras. Aqui precisamos de glicogênio.
Há outra diferença importante. O glicogênio liga muita água. Aproximadamente 3 g de água por 1 g de glicogênio. Ou seja, para 1 kg de glicogênio, são 3 kg de água. Não é o ideal ... A gordura é mais fácil. As moléculas lipídicas (gorduras = lipídios) nas quais a energia é armazenada não são carregadas, ao contrário das moléculas de água e glicogênio. Tais moléculas são chamadas hidrofóbicas (literalmente, com medo da água). Moléculas de água são polarizadas. Parece algo assim.
De fato, átomos de hidrogênio com carga positiva interagem com átomos de oxigênio com carga negativa. Acontece um estado estável e energeticamente favorável.
Agora imagine as moléculas lipídicas. Eles não são carregados e não podem interagir normalmente com moléculas de água polarizadas. Portanto, uma mistura de lipídios com água é energeticamente desvantajosa. As moléculas lipídicas não são capazes de adsorver água, como o glicogênio. Eles são "agrupados" nas chamadas gotas lipídicas, cercadas por uma membrana de fosfolipídios (um lado é carregado e de frente para a água do lado de fora, o outro não é carregado e olha para os lipídios da gota). Como resultado, temos um sistema estável que efetivamente armazena lipídios e nada mais.
Ok, descobrimos em que formas a energia é armazenada. O que acontece com ela a seguir? Então, separamos a molécula de glicose do glicogênio. Transformado em energia. O que isso significa?
Vamos fazer uma pequena digressão.
Cerca de 1.000.000.000 de reações ocorrem a cada segundo na célula. Quando a reação ocorre, uma substância é transformada em outra. O que acontece com sua energia interior? Pode diminuir, aumentar ou não mudar. Se diminuir -> a energia é liberada. Se aumentar -> você precisa receber energia do lado de fora. O corpo geralmente combina essas reações. Ou seja, a energia liberada durante o curso de uma reação vai para a segunda.
Portanto, no corpo existem compostos especiais, macroergs capazes de acumular e transmitir energia durante a reação. Em sua composição, há uma ou várias ligações químicas nas quais essa energia se acumula. Agora você pode retornar à glicose. A energia liberada durante sua decadência é armazenada nas ligações desses macroergs.
Vamos dar um exemplo.
O macroerg mais comum (moeda energética) de uma célula é o ATP (trifosfato de adenosina).
Parece algo assim.
Consiste em uma adenina básica nitrogenada (uma das 4 usadas para codificar informações no DNA), açúcar ribose e três resíduos de ácido fosfórico (e, portanto, TRIFOSFATO DE ADENOSINA). É nas ligações entre os resíduos de ácido fosfórico que a energia é acumulada. Quando um resíduo de ácido fosfórico é clivado, é formado o ADP (Adenosina Difosfato). O ADP pode liberar energia, arrancando mais um resíduo e se transformando em AMP (fosfato de adenosina MONO). Mas a eficiência da separação do segundo resíduo é muito menor. Portanto, geralmente, o corpo procura no ADP obter ATP novamente. Isso acontece assim. Com a quebra da glicose, a energia liberada é gasta na formação de uma ligação entre os dois resíduos de ácido fosfórico e na formação de ATP. O processo é multiestágio e até agora o omitimos.
O ATP resultante é uma fonte universal de energia. É usado em qualquer lugar, a partir da síntese de proteínas (é necessária energia para conectar aminoácidos), terminando com o trabalho muscular. As proteínas motoras de contração muscular usam a energia armazenada no ATP para alterar sua conformação. Uma mudança na conformação é uma reorientação de uma parte de uma molécula grande em relação a outra. Parece algo assim.
Ou seja, a energia de ligação química se transforma em energia mecânica. Aqui estão exemplos da vida real de proteínas usando ATP para fazer o trabalho.
Conheça esta miosina . Proteína motora. Realiza o movimento de grandes formações intracelulares e está envolvido na contração muscular. Por favor, note que ele tem duas "pernas". Usando a energia armazenada na 1 molécula de ATP, ele faz uma alteração conformacional, de fato uma etapa. O exemplo mais óbvio da transição da energia química do ATP para o mecânico.
O segundo exemplo é uma bomba de Na / K. No primeiro estágio, liga três moléculas de Na e um ATP. Usando a energia do ATP, ele muda a conformação, jogando Na para fora da célula. Em seguida, liga duas moléculas de potássio e, retornando à conformação original, transfere o potássio para a célula. A coisa é extremamente importante, pois permite manter o nível de Na intracelular na norma.
Mas falando sério, então:
Pausar Por que precisamos de ATP? Por que não podemos usar diretamente a energia armazenada na glicose? É banal, se você oxidar a glicose em CO2 por vez, uma quantidade extremamente alta de energia é instantaneamente liberada. E a maior parte dele se dissipará na forma de calor. Portanto, a reação é dividida em etapas. Um pouco de energia é liberado em cada um, é armazenado e a reação continua até que a substância seja completamente oxidada.
Vou resumir. A energia é armazenada em gorduras e carboidratos. Pode ser extraído mais rapidamente dos carboidratos, mas mais pode ser armazenado em gorduras. Para reações, a célula utiliza compostos de alta energia, que armazenam a energia da decomposição de gorduras, carboidratos, etc. ... ATP é o principal composto dessa célula. Em essência, pegue e use. No entanto, não é o único. Mas mais sobre isso mais tarde.
PS: Tentei simplificar o material o máximo possível, para que aparecessem algumas imprecisões. Peço aos biólogos zelosos que me perdoem.