Метаболизм.
МЕТАБОЛИЗМ |
|
Пластический обмен Биосинтез Ассимиляция Анаболизм |
Энергетический обмен Распад Диссимиляция Катаболизм |
Идет с затратами энергии, АТФ разрушается |
Энергия выделяется, образуется АТФ |
- хемосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических с использованием энергии химических реакций окисления; осуществляется бактериями-хемосинтетиками (хемоавтотрофами), необходимо наличие кислорода (железобактерии, серобактерии, нитрифицирующие бактерии) открыт С.Н. Виноградским в 1887 г. - фотосинтез – процесс образования органических веществ из неорганических с использованием энергии света; осуществляется зелеными растениями и некоторыми группами бактерий (фотоавтотрофами), необходимо наличие света и светулавливающих пигментов. - транскрипция (биосинтез РНК) - матричный процесс, в ходе которого на матрице одной цепи ДНК синтезируется копия – молекула РНК; осуществляется РНК-полимеразой, необходима энергия АТФ - Трансляция (биосинтез белка) – матричный процесс, в ходе которого на матрице иРНК синтезируется копия – полипептид. Обеспечивается наличием в гиалоплазме белоксинтезирующего аппарата (рибосомы, тРНК, иРНК), для этого необходима энергия АТФ. - Репликация ДНК (редупликация) – матричный процесс удвоения молекулы ДНК, осуществляется ферментом ДНК-полимераза полуконсервативным способом. Идет с затратами энергии АТФ. |
- гликолиз - неполное бескислородное расщепление глюкозы протекает в цитоплазме при помощи большого количества ферментов. Образуется 2 молекулы АТФ на 1 молекулу глюкозы
- брожение – анаэробный ферментативный окислительно-восстановительный процесс превращения органических веществ. образуется 2 молекулы АТФ на 1 молекулу глюкозы. Различают молочнокислое и спиртовое брожение
- клеточное (тканевое) дыхание – полное кислородное расщепление продуктов гликолиза до углекислого газа и воды; синтезируется 36 молекул АТФ на 2 молекулы ПВК. |
Любая живая клетка, осуществляя многообразные процессы синтеза и распада веществ, подобна сложнейшему химическому комбинату. Для нормального протекания этих химических процессов необходим постоянный обмен веществами между клеткой и окружающей средой, а также постоянное превращение энергии в клетке. Получаемые клеткой извне белки, жиры, углеводы, микроэлементы и прочие соединения расходуются на синтез различных необходимых клетке соединений, построение различных структур. Однако для синтеза веществ необходима энергия. Главный и единственный источник энергии для живых организмов – Солнце.
Из поступающих в клетку компонентов пищи под действием биологических катализаторов (ферментов) синтезируются новые молекулы для замены израсходованных веществ, для построения органоидов. Весь набор реакций биологического синтеза веществ в клетке (биосинтеза) получил название ассимиляции или пластического обмена.
Но синтез каких-либо веществ невозможен без затрат энергии. Особенно интенсивно реакции ассимиляции происходят в молодой растущей клетке. Наряду с процессами синтеза новых веществ происходит постоянный распад запасенных при ассимиляции сложных органических веществ. При участии ферментов эти молекулы распадаются до более простых соединений, при этом высвобождается энергия. Чаще всего энергия запасается в виде молекул АТФ. Далее энергия АТФ используется для различных нужд клетки, в том числе и для биосинтеза. Совокупность реакций распада веществ клетки, сопровождающихся выделением энергии, называется диссимиляция, или энергетический обмен.
Ассимиляция и диссимиляция – противоположные процессы: в первом случае вещества образуются, во втором – разрушаются. В первом случае энергия затрачивается, во втором – выделяется. Таким образом, эти процессы тесно взаимосвязаны. Ассимиляция и диссимиляция – это две стороны единого процесса обмена веществ и энергии, который называется метаболизм.