Energetický metabolizmus buňky



Podobné dokumenty
METABOLISMUS SACHARIDŮ

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Otázka: Metabolismus. Předmět: Biologie. Přidal(a): Furrow. - přeměna látek a energie

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

B4, 2007/2008, I. Literák

DÝCHÁNÍ. uložená v nich fotosyntézou, je z nich uvolňována) Rostliny tedy mohou po určitou dobu žít bez fotosyntézy

Fyziologie buňky. RNDr. Zdeňka Chocholoušková, Ph.D.

Oxidace proteinů, tuků a cukrů jako zdroj energie v živých organismech

fce jater: (chem. továrna, jako 1. dostává všechny látky vstřebané GIT) METABOLICKÁ (jsou metabolicky nejaktivnější tkání v těle)

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

ANABOLISMUS SACHARIDŮ

Buněčné dýchání Ch_056_Přírodní látky_buněčné dýchání Autor: Ing. Mariana Mrázková

Energetika a metabolismus buňky

Energie fotonů je předávána molekulám chlorofylu A, který se zachyceným fotonem excituje (uvolní se energeticky bohatý elektron).

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Předmět: KBB/BB1P; KBB/BUBIO

Digitální učební materiál

9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Metabolusmus lipidů - katabolismus

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

Přehled energetického metabolismu

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Eva Benešová. Dýchací řetězec

Chemické složení buňky

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

Katabolismus - jak budeme postupovat

Název: Fotosyntéza, buněčné dýchání

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Metabolismus lipidů. (pozn. o nerozpustnosti)

Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

Konsultační hodina. základy biochemie pro 1. ročník. Přírodní látky Úvod do metabolismu Glykolysa Krebsův cyklus Dýchací řetězec Fotosynthesa

BUŇKA A ENERGIE. kajman brýlový Caiman crocodilus Kostarika, Biologie 6, 2015/2016, Ivan Literák

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus sacharidů. VY_32_INOVACE_Ch0216.

Digitální učební materiál

umožňují enzymatické systémy živé protoplazmy, nezbytný je kyslík,

Didaktické testy z biochemie 2

Efektivní adaptace začínajících učitelů na požadavky školské praxe

Ukázky z pracovních listů z biochemie pro SŠ A ÚVOD

BUŇKA A ENERGIE. kajman brýlový Caiman crocodilus Kostarika, Biologie 8, 2017/2018, Ivan Literák

Dýchací řetězec, oxidativní fosforylace, mitochondriální transportní systémy

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Transport elektronů a oxidativní fosforylace

Metabolismus, taxonomie a identifikace bakterií. Karel Holada khola@lf1.cuni.cz

Buněčný metabolismus. J. Vondráček

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

FOTOSYNTÉZA Správná odpověď:

Aerobní odbourávání cukrů+elektronový transportní řetězec

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Glykolýza a neoglukogenese

Bioenergetika: úloha ATP. Bioenergetika: úloha ATP. Bioenergetika: úloha ATP. Intermediární metabolizmus a energetická homeostáza

Metabolismus sacharidů

Obecný metabolismus.

BUŇKA ZÁKLADNÍ JEDNOTKA ORGANISMŮ

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Řízení metabolismu. Bazální metabolismus minimální látková přeměna potřebná pro udržení života při tělesném i duševním klidu

Vymezení biochemie moderní vědní obor, který chemickými metodami zkoumá biologické děje (bios = řecky život) spojuje chemii s biologií poznatky velmi

Cukry (Sacharidy) Sacharidy a jejich metabolismus. Co to je?

Publikováno z 2. lékařská fakulta Univerzity Karlovy v Praze (

Centrální dogma molekulární biologie

Metabolismus příručka pro učitele

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

11. Metabolismus lipidů

Praktické cvičení č. 11 a 12 - doplněno

Charakteristika složky 3) cytochrom-c NADH-Q-reduktasa cytochrom-c- oxidasa ubichinon cytochromreduktasa

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

Sylabus pro předmět Biochemie pro jakost

BIOLOGICKÁ MEMBRÁNA Prokaryontní Eukaryontní KOMPARTMENTŮ

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus lipidů - odbourávání. VY_32_INOVACE_Ch0212

Látky jako uhlík, dusík, kyslík a. z vnějšku a opět z něj vystupuje.

glukóza *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Bílkoviny = proteiny

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Citrátový a glyoxylátový cyklus

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Metabolismus lipoproteinů. Vladimíra Kvasnicová

Biologie 30 Metabolismus, fotosyntéza, dýchání, glykolýza, kvašení

Respirace. (buněčné dýchání) O 2. Fotosyntéza Dýchání. Energie záření teplo BIOMASA CO 2 (-COO - ) = -COOH -CHO -CH 2 OH -CH 3

- nejdůležitější zdroj E biologická oxidace (= štěpení cukrů, mastných kyselin a aminokyselin za spotřebování kyslíku)

Biosyntéza sacharidů 1

Přednáška 6: Respirace u rostlin

Regulace metabolizmu lipidů

Pokuste se vlastními slovy o definici pojmu Sacharidy: ? Které sacharidy označujeme jako cukry?

Rychlost chemické reakce je dána změnou Gibbsovy energie a aktivační energií: Tudíž zrychlení reakce pomocí katalýzy může být vyjádřeno:

Biochemie, Makroživiny. Chemie, 1.KŠPA

pátek, 24. července 15 GLYKOLÝZA

Intermediární metabolismus - SOUHRN - Vladimíra Kvasnicová

Biochemie jater. Eva Samcová

14. Fyziologie rostlin - fotosyntéza, respirace

Citrátový cyklus a Dýchací řetězec. Milada Roštejnská Helena Klímová

Pentosový cyklus. osudy glykogenu. Eva Benešová

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Obchodní akademie a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Písek

Nukleové kyseliny. Nukleové kyseliny. Genetická informace. Gen a genom. Složení nukleových kyselin. Centrální dogma molekulární biologie

Citrátový cyklus. Tomáš Kučera.

Diabetes mellitus. úplavice cukrová - heterogenní onemocnění působení inzulínu. Metabolismus glukosy. Insulin (5733 kda)

pátek, 24. července 15 BUŇKA

Didaktické testy z biochemie 1

Metabolismus. Source:

Metabolismus mikroorganismů

Fyziologie pro trenéry. MUDr. Jana Picmausová

Transkript:

Energetický metabolizmus buňky Buňky vyžadují neustálý přísun energie pro tvorbu a udržování biologického pořádku (život). Tato energie pochází z energie chemických vazeb v molekulách potravy (energie chemických vazeb představují základní pohonnou hmotu buňky). Zvláště důležitými molekulami cukry Rostliny vytvářejí své cukry fotosyntézou X Živočichové získávají cukry a další látky pojídáním ostatních organizmů Proces oxidace cukrů a tvorby energie je u rostlin a živočichů velmi podobný. Užitečná energie pochází z chemických vazeb v cukru a uvolní se při jeho oxidaci na CO 2 a vodu. Tato energie je uložena ve formě vysokoenergetických chemických vazeb v molekulách aktivovaných nosičů (např. ATP, NADPH), které naopak slouží jako přenosné zdroje chemických skupin a elektronů pro potřeby biosyntézy

Přenos energie či chemické skupiny probíhá v buňkách v jednostupňové enzymatické reakci X Enzymatická oxidace molekul potravy ve sledu reakcí - molekula glukózy se odbourává postupně (a vydává svou energii v malých dávkách aktivovaným molekulám přenašečů ve spřažených reakcích) Nečas 2000 Tímto způsobem je velká část energie uvolněné při oxidaci glukózy uložena a je dostupná pro pozdější užitečnou práci v buňce. 2

Odbourávání (katabolizmus) cukrů umožňuje vznik ATP a NADH a ostatních molekul aktivovaných přenašečů. Hlavní roli v produkci energie živočišných buněk hraje glukóza (velmi podobné dráhy jsou u rostlin a mnoha bakterií). Jiné molekuly, jako mastné kyseliny (MK) a proteiny, mohou také sloužit jako zdroje energie (pokud jsou ve vhodných drahách). Odbourávání cukrů a tuků Živočišné buňky vytvářejí ATP dvěma způsoby: řadou reakcí probíhajících v cytosolu (končí částečnou oxidací molekul potravy) v mitochondriích (k výrobě ATPse využívá energie aktivovaných přenašečových molekul) Molekuly potravy jsou odbourávány ve třech fázích a dávají tak vzniknout ATP. Než buňky mohou využít polysacharidy, proteiny a lipidy (tvořící většinu naší potravy), musí být odbourány na malé molekuly. 3

Ty pak mohou sloužit jako zdroj energie nebo jako stavební bloky (kameny) pro jiné molekuly. Reakce odbourání musí působit na molekuly potravy přijaté z vnějšku (nikoli uvnitř buněk). První fázi enzymového odbourání potravy je trávení. Probíhá ve střevech vně buněk nebo ve specializovaných organelách (lyzosomech jejich membrány udržují trávící enzymy odděleně od cytosolu). Velké polymerní molekuly z potravy jsou při trávení působením enzymů odbourány na monomerní podjednotky: proteiny aminokyseliny polysacharidy monomerní cukry tuky mastné kyseliny a glycerol Po natrávení makromolekul vstupují malé molekuly do cytosolu buňky, kde začíná jejich postupná oxidace. 4

Nečas 2000 5

Ve druhé fázi přeměňuje řetězec reakcí (glykolýza) každou molekulu glukózy na dvě menší molekuly pyruvátu (ostatní cukry se mění na pyruvát podobně po svém převední na jeden z cukerných meziproduktů glykolytické dráhy). Během tvorby pyruvátu vznikají dva typy aktivovaných přenašečových molekul ATP a NADH. Pyruvát potom přechází z cytosolu do mitochondrií. Ve třetí fázi v mitochondriích je každá molekula pyruvátu přeměněna na CO 2 a dvouuhlíkovou acetylovou skupinu, která se připojí ke koenzymu A (CoA). acetyl + CoA acetyl-coa Acetyl-CoA je další z molekul aktivovaných přenašečů (velká množství acetyl-coa se tvoří také při postupném odbourání a oxidaci MK odvozených z tuků, které jsou přenášeny v krevním řečišti a dostávají se do buněk jako MK a potom jsou ve formě acylů předávány do mitochondrií k výrobě acetyl-coa). 6

Glykolýza ústřední dráha tvorby ATP Nejdůležitější částí druhé fáze odbourání molekul potravy je odbourání glukózy ve sledu reakcí glykolýze. Glykolýza - vytváří ATP bez účasti molekulárního kyslíku (plynného O 2 ). Probíhá v cytosolu většiny buněk včetně anaerobních organizmů. Během glykolýzy je molekula glukózy se šesti uhlíky převedena na dvě molekuly pyruvátu, z nichž každá obsahuje tři atomy vodíku. K pohonu těchto prvních kroků se na každou molekulu glukosy spotřebují dvě dvě molekuly ATP, ale v pozdějších krocích se získají čtyři molekuly ATP. Konečným výsledkem glykolýzy je tedy čistý zisk dvou molekul ATP na každou odbouranou molekulu glukózy. Glykolýza - zahrnuje sled 10 oddělených reakcí, z nichž každá vede k odlišnému cukernému intermediátu (meziproduktu) a je katalyzována odlišným enzymem. Podobně jako většina ostatních enzymů mají tyto enzymy zakončení -áza (např. isomeráza a dehydrogenáza), přičemž jejich názvy ukazují na typ katalyzované reakce. 7

Glykolýzy se neúčastní žádný molekulární kyslík, ale probíhá při ní oxidace: z některých uhlíků pocházejících z glukózy NAD + odstraní elektrony a redukuje se na NADH. Postupný průběh tohoto děje umožňuje uvolňovat energii z oxidace po malých balíčcích, takže se velká část této energie může uložit do nosičových molekul a nerozptýlí se jako teplo. Tak část energie uvolněné při oxidaci pohání přímou syntézu molekul ATP z ADP a P i část zůstává uložena v elektronech s vysokým obsahem energie, které přenáší NADH. V glykolýze vznikají dvě molekuly NADH na jednu molekulu glukózy. V aerobních organizmech odevzdávají tyto molekuly NADH své elektrony do řetězce transportu elektronů, ty procházejí transportním řetězcem až k molekulárnímu kyslíku a spolu s ním a protony vytvářejí vodu (NAD + vzniklý z NADH je znovu použit pro glykolýzu). 8

Fermentace umožňuje tvorbu ATP za nepřítomnosti kyslíku Ve většině živočišných a rostlinných buněk je glykolýza jen předstupněm ke třetí, závěrečné fázi odbourávání potravy. V tomto případě je pyruvát vytvořený v posledním kroku druhé fáze rychle přenášen do mitochondrií, kde se mění na CO 2 a acetyl-coa, kteý je potom úplně oxidován na CO 2 a vodu. Avšak pro mnohé anaerobní organizmy je glykolýza základním zdrojem ATP. To platí i pro některé živočišné tkáně, např. kosterní svaly, které mohou fungovat i při omezené zásobě molekulárního kyslíku (při těchto anaerobních podmínkách zůstávají pyruvát a NADH v cytosolu). Pyruvát je převáděn na produkty, které jsou z buňky vylučovány: Př.: na etanol a CO 2 u kvasinek používaných při výrobě piva a chleba na laktát ve svalu 9

Při tomto ději odevzdává NADH své elektrony a mění se zpět na NAD+. Tato regenerace je potřebná pro udržování reakcí glykolýzy. Nečas 2000 Anaerobní dráhy získávání energie ozn. fermentace 10