エネルギーを細胞に提供する。エネルギー源

細胞はすべての生きている生物から成ります。ウイルス。植物や動物の生活に必要なすべてのプロセスを提供します。細胞自体は別個の生物であってもよい。どのように複雑な構造がエネルギーなしで生きることができますか？もちろんです。では、細胞はどのようにエネルギーを供給していますか？これは、以下で検討するプロセスに基づいています。

細胞にエネルギーを供給するとどうなりますか？

外部からエネルギーを受け取る細胞はほとんどないそれ自体を作り出す。真核細胞は独自の「ステーション」を有する。細胞のエネルギー源はミトコンドリアで、これを産生するオルガノイドです。それは細胞呼吸のプロセスです。これにより、細胞にエネルギーが供給される。しかし、それらは植物、動物および菌類にのみ存在する。バクテリアの細胞では、ミトコンドリアは存在しません。したがって、エネルギーを有する細胞の提供は、主に呼吸ではなく、発酵のプロセスに起因する。

ミトコンドリアの構造

これは2膜オルガノイドであり、より小さな原核細胞のその吸収の結果としての進化の過程における真核細胞である。これは、ミトコンドリアが、有機体に必要なタンパク質を産生するミトコンドリアのリボソームと同様に、天然のDNAおよびRNAを含むという事実によって説明することができる。

内膜は、クリステ（cristae）または尾根と呼ばれる突起を有する。細胞呼吸のプロセスは、クリスタ（cristae）上で行われる。

2つの膜の内部にあるものをマトリックスといいます。それは、タンパク質、化学反応を加速するのに必要な酵素、ならびにRNA、DNAおよびリボソームの分子を含む。

細胞呼吸は人生の基礎です

それは3つの段階で行われます。それぞれをより詳細に見てみましょう。

最初の段階は準備です

この段階では、複雑な有機化合物はより単純なものに分割される。したがって、タンパク質は、アミノ酸、カルボン酸およびグリセリンへの脂肪、ヌクレオチドへの核酸およびグルコースへの炭水化物に分解される。

糖鎖分解

これは無酸素状態です。これは、第1段階で得られた物質がさらに分割されるという事実にある。この段階で細胞が使用する主なエネルギー源はグルコース分子です。解糖の過程にあるそれらのそれぞれは、ピルビン酸の2つの分子を分解する。これは、10回の連続した化学反応の間に起こる。最初の5つのために、グルコースはリン酸化され、次いで2つのリントリオースに分裂する。以下の5つの反応は、2分子のATP（アデノシン三リン酸）と2分子のPVK（ピルビン酸）を形成する。細胞のエネルギーはATPの形で保存されます。

解糖の全過程は以下のように単純化することができる：

2NAD + 2ADP + 2H₃RO₄ + C₆H₁₂〜について₆ → 2H₂O + 2NAD^.H₂+ 2C₃H₄〜について₃ + 2ATF

したがって、1つのグルコース分子を用いて、2分子のADPと2個のリン酸を含む細胞は、ATP（エネルギー）の2分子とピルビン酸の2分子を受け取り、次の段階で使用します。

第3段階は酸化

この段階は、酸素。この段階の化学反応はミトコンドリアで起こる。これは、ほとんどのエネルギーが放出される細胞呼吸の主要部分です。この段階で、ピルビン酸は酸素と反応して、水と二酸化炭素に分解される。さらに、36個のATP分子が形成される。したがって、細胞内の主なエネルギー源はグルコースとピルビン酸であると結論づけることができます。

すべての化学反応を要約し、詳細を省略して、細胞呼吸の全過程を1つの単純化された方程式で表すことができます。

6O₂+ C₆H₁₂〜について₆ + 38 ADP + 38H₃RO₄ → 6CO₂ + 6H 2 O + 38ATP。

したがって、単一分子からの呼吸の過程においてグルコース、酸素6分子、38分子のADP、同量のリン酸を含む。細胞はエネルギーが蓄積された形で38個のATP分子を受容する。

様々なミトコンドリア酵素

人生のためのエネルギーは、アカウント呼吸 - グルコースの酸化、次にピルビン酸。これらの化学反応はすべて、酵素なしでは不可能でした - 生物学的触媒。ミトコンドリアにあるもの - 細胞呼吸に関与するオルガノイド - を見てみましょう。それらはすべて、酸化還元反応の流れを確保するために必要であるため、酸化還元酵素と呼ばれています。

すべてのオキシドレダクターゼは2つのグループに分けることができます：

オキシダーゼ;
デヒドロゲナーゼ;

脱水素酵素は、次に、好気性および嫌気性である。好気性は、コエンザイムリボフラビンの組成物中に含まれ、ビタミンB2から体内に取り込まれます。好気性デヒドロゲナーゼは、共酵素としてNADおよびNADPH分子を含む。

オキシダーゼはより多様である。まず、2つのグループに分かれています。

銅を含むもの;
鉄があるもの

最初のものは、ポリフェノールオキシダーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼを第2カタラーゼ、ペルオキシダーゼ、シトクロムに含む。後者は、4つのグループに分かれています。

シトクロムa;
シトクロムb;
シトクロムc;
シトクロムd。

シトクロムaは鉄ホルモポルフィリン、シトクロムb-鉄 - プロトポルフィリン、c-置換鉄メソポルフィリン、d-鉄ジヒドロポルフィリンを含む。

エネルギーを得る他の方法はありますか？

ほとんどの細胞がそれを受け取るという事実にもかかわらず細胞呼吸の結果として、嫌気性細菌も存在し、その存在のために酸素は必要ではない。彼らは発酵によって必要なエネルギーを作り出します。これは、炭水化物が酸素の関与なしに酵素によって分解され、その結果として細胞がエネルギーを受け取るプロセスである。化学反応の最終生成物に依存して、いくつかのタイプの発酵が存在する。それは、乳酸、アルコール性、酪酸、アセトン - ブタン、クエン酸であり得る。

例えば、アルコール発酵を考えてみましょう。この方程式で表すことができます：

C₆H₁₂〜について₆ → C₂H₅OH + 2CO₂

すなわち、1分子のグルコースであり、この細菌は1分子のエチルアルコールと2分子の一酸化炭素（IV）を分ける。