Тыныс алудың анаэробты сатысы (Кребс циклын қоса отырып) биологиялық маңызын көрсетіңіз,түзілетін энергия мөлшерін анықтаныз.
Гликолиз-глюкозаның анаэробты ыдырауы ол энергия бөлу процессімен сипатталады.Соңғы өнімі – пирожүзім қышқылы.Гликолиз – анаэробты тыныс алудың жалпы бірінші сатысы.Гликолиз реакциялары цитоплазмада және хлоропласта жүреді. Гликолизде ыдырайтын әр глюкоза молекуласынан екі молекула АТФ түзіледі Лимон қышқылы циклінің басқа екі атауы бар: сері Ханс Кребс ашқан Кребс циклы және үшкарбон қышқылдар циклы. Гликолиз бен лимон қышқылы циклының арасындағы басты айырмашылық процестердің клетканың орын алатын жеріне байланысты. Эукариоттарда, гликолиз цитозольде, ал лимон қышқылының циклы митохондрияда орын алады. Лимон қышқылы циклы ферменттерінің көпшілігі митохондрия матриксінде орналасады.
Гликолиз-анаэробтық жағдайда бүлшық етге глюкозаның ыдырауы. Аэробты жағдайда организмде гликолиз лимон қышқылы цикілінің алдында өтеді. Гликолиз процесі нәтижесінде кезектесе жүретін реакция барысында глюкоза пирожүзім қышқылының екі молекуласына ыдырайды. Гликолизге 10 фермент қатысады. Гликолиз процессі клетка цитозолінде жүреді, ол аздаған энергия (8 АТФ) береді. Бүдан өрі қарай пируват митохондрияға енеді, онда лимон қышқылының циклі бойынша аэробтық тотығуға катысады. Бір циклдің жүруі барысында органикалық қышқылдардан төрт сутек (ЗНАДН+ІФАДН) және 2 молекула көмірқышқыл газы CO, бөлініп шығады. Кребс циклі, негізінен, митохондрияның матрикс деп аталатын сұйық фазасында өтеді. Митохондрияда жүретін келесі процесс тотыға фосфорлану деп аталады. НАД және ФАДН кұрамындағы сутек оттектің көмегімен суға дейін тотығады. Бұл процесс кезінде бір молекула НАДН тотықканда 3 молекула АТФ; бір молекула ФАДН тотықканда 2 АТФ синтезделеді. Гликолиз глюкозаның С-6 жағдайы бойынша фосфорланудан басталады да , оныншы реакция кезінде пирожүзім кышкылы мен АТФ түзіледі. Пирожүзім қышқылы аэробты жағдайда СО2 және Н2О-ға дейін толық ыдырайды. БҰЛ кребс циклі, немесе үш карбон қышқылдарының циклі деп аталады.
35.Кребц циклы,өнімдері мен түзілетін энергия мөлшерін көрсетіңіз.Энергетикалық алмасудың бір кезеңі, оттектің белсенді түрде қатысуымен жүреді. Бұл кезең аэробты тыныс алу деп аталады. Үшінші кезеңнің айрықша белгісі — мұнда органикалық заттар көмірқышқылы және суға дейін толық тотығады. Бұл кезде АТФ түрінде көп мөлшерде энергия бөлініп, қорға жинақталады. Мысалы, глюкозаның бір молекуласының гликолиздік ыдырауы нөтижесінде пайда болған пирожүзімқышқылының екі молекуласы тотыққанда, 30 молекула АТФ синтезделеді. Аэробты тыныс алу ерекше органда — митохондрияда жүреді. Оны жасушаның "энергетикалық станциясы" деп атайды. Митохондриядағы аэробты тыныс алу екі процестен тұрады. Бірінші процесс — оттектің қатысуынсыз жүреді және осы циклді ашқан ағылшын ғалымының құрметінеКребс циклі деп аталады. Бұл процесте пирожүзім қышқылынан түзілген органикалық қышқылдар бірқатар ферменттер әсерінен өзара бір-біріне айнала отырып, өзара айналымды жүзеге асырады. Кребс циклінде НАД және ФАД-тың (флавинадениндинуклеотид) қатысуымен органикалық қышқылдардың биологиялық тотығуы жүреді.
Бір циклдің жүруі барысында органикалық қышқылдардан төрт сутек (ЗНАДН+ІФАДН) және 2 молекула көмірқышқыл газы CO, бөлініп шығады. Кребс циклі, негізінен, митохондрияның матрикс деп аталатын сұйық фазасында өтеді. Митохондрияда жүретін келесі процесс тотыға фосфорлану деп аталады. НАД және ФАДН кұрамындағы сутек оттектің көмегімен суға дейін тотығады. Бұл процесс кезінде бір молекула НАДН тотықканда 3 молекула АТФ; бір молекула ФАДН тотықканда 2 АТФ синтезделеді.
Ағылшын биохимигі Митчелл АТФ синтезін түсіндіретін хемиосмостық теория ұсынды. Кребс циклі кезінде митохондрия матриксінде көп мөлшерде протондар жиналатыны белгілі. Соның нәтижесінде митохондрияның ішінде үлкен осмостық қысым пайда болады. Нөтижесінде протондар, матрикстен мембрана арқылы күшпен шығарылып, Н+АТФ-синтетаза ферменті бейорганикалық фосфат пен АДФ-тан АТФ-тың синтезделуін жүзеге асырады.
Фотосинтез нөтижесінде Жер атмосферасында молекулалық оттек пайда болғаннан кейін ғана аэробтық тыныс алудың мүмкіншілігі туды. Анаэробтық тыныс алумен (гликолиз) салыстырғанда, аэробтық тыныс алуда жасуша қорға жиналған АТФ макроэргтік энергиямен анағұрлым көп мөлшерде қамтамасыз етіледі.
Энергия алмасудың оттекті сатысында энергия бөлінеді. 1 г молекула глюкоза ыдырағанда 635 000 калория энергия бөлінеді. Энергия ферменттік реакциялардын нәтижесінде бірден емес, аздап, кезең-кезеңде босайды. АТФ-тық өрбір байланысы үзілгенде, 32 кДЖ/моль энергия бөлініп шығады. Ал жай химиялық байланыс үзілген кезде, 12 кДЖ/моль энергия бөлінеді.
Энергетикалық маңыздылығы бар тағы да бір органоид — хлоропласт. Хлоропласт грек тілінен аударғанда "хлорос" — жасыл және "пласт" — пластида деген мағынаны білдіреді. Бұл сопақша пішінді ірі органоид жасыл жапырақтарда болады. Жапырактың жасыл түсті болуы осы хлоропластқа байланысты. Жарық әсерінен хлоропласта төмендегідей маңызды энергетикалық процесс жүреді. Күн сәулесінің энергиясын жасыл пигменттер — хлорофилдер қабылдап алып, соның салдарынан пигменттерден электрондар бөлініп, өздерінің тасымалдану тізбегі арқылы өтіп, төмендегі реакциялар үшін энергия береді:
· 1) фотосинтездік фосфорлану реакциясы (АДФ және фосфор қышқылынан АТФ-тың синтезделуі);
· 2) никотинамидаденин-динуклеотидфосфаттың (НАДФ) НАДФН-қа дейін тотықсыздану реакциясы;
· 3) су фотолизі реакциясы, яғни судың оттек бөліп ыдырауы. Осы реакцияның нөтижесінде жерде оттек пайда болып, тірі организмдердің тез таралуына өсер етті.
Ерекше атап әтетін жайт — жасушаның, энергетикалық органоидтері — хлоропласт және митохондрияның (өздерінің) жеке генетикалық жүйелері болады. Яғни, ДНҚ-сы мен нәруыз синтездеу аппараты болады. Бұл — органоидтердің белгілі бір дәрежеде дербес екендігін көрсетеді.
Липидттердің катобализмі,ыдырау жолдары (жалпы мәлімет),гидролиз өнімдерінің қарқынды және ішекте сіңірілуіндегі өт қышқылдарының рөлін көрсетіңіз .
Май қышқылдардың тотығуы липидтер катаболизміндегі энергияның ең басты көзі болып табылады; негізінде, липидтер катаболизмнен өтпеген экскрецияланған стеролдар (құрамында гидроксильді тобы бар стероидтар) болып келеді. Липидтердің химиялық энергиясының негізі қор түрінде жиналатын триацилглицеридтері мен биологиялық мембраналардың маңызды компонентіне фосфоацилглицеридтердің құрамындағы ковалентті байланысқан май қышқылдарының қалдықтары жатады. Компоненттердің екі типінде де май қышқылы мен молекуланың қалған бөлігі арасындағы байланыс гидролиздене алады Осы байланысты триацилглицеридтер жағдайында липазалар,алфосфоацилглицеридтер жағдайында фосфолипазаларгидролиздейді.
Фосфолипазалар фосфолипидтердің гидролиздеу сайтына байланысты бөлінеді Фосфолипаза А2 – табиғатта кең таралған және өте жақсы зерттелген. Фосфолипаза D өрмекші уында кездеседі және өрмекші шаққан кезде ұлпаның ыдырауына жауапты. Жылан уында да фосфолипазалар кездеседі; токсин мөлшері аз улардың құрамында фосфолипразалар мөлшері жоғары болады. Гидролиздің липидтік өнімдері қызыл қан клеткаларын ерітеді және қан ұйытқыларының түзілуін тежейді. Әдетте жылан шаққаннан құрбан болғандар қан кетуден өледі.
Адипоциттердегі трацилглицеридтерден май қышқылдарының босауы гормональды түрде реттеледі. Гормондар адипоциттің плазмалық мембранасының рецепторымен байланысады Гормонның байланысуы аденилатциклазаны активтейді. Нәтижесінде белсенді протеин киназа А өндіріледі (цАМФ тәуелді протеинкиназа). Протеинкиназа триацилглицерид липазасын фосфорильдейді және соңғы фермент май қышқылының қалдығын глицеролды қаңқадан кесіп алады. Осындай гормонға эпинефрин гормоны жатады. Кофеин де эпинефрин сияқты әсер етеді, сондықтан, таңертеңгі жарыстарға қатысушылардың кейбіреулері жарыс алдында кофе ішеді. Ұзақ қашықтыққа жүгіретіндер өзінің май қорын тез арада жұмсайды да, көмірсу қорларын жарыстың соңғы кезеңіне қалдырады.
Май қышқылының тотығуы молекуланың активтелуіненбасталады. Осы реакцияда май қышқылының гидроксильді тобы мен КоА-ның тиолды тобының арасында тиоэфирлік байланыс түзіледі. Май қышқылының белсенді түрі ацил-КоА болып табылады және оның табиғаты бастапқы май қышқылының табиғатына тәуелді.
Май қышқылдарының синтезін шкетеуші тізбек – ацитил-KoA.Ұлпалардағы майдың ыдырауын липолиз деп айтайды.Триацилглицериолдар тікелей клеткаға аз барады.Қан плазмасында триациглицериолдар липаза ферментінің әсесрімен гидролизденеді де,глицериолға және май қышқылдарына айналады, ал май қышқылдары альбуминмен байланысады.