Вирүсээс бусад бүх амьд организм эсүүдээс тогтдог. Тэд ургамал, амьтны амьдралд шаардлагатай бүх үйл явцыг хангадаг. Эс нь өөрөө тусдаа организм байж болно. Ийм нарийн төвөгтэй бүтэц эрчим хүчгүйгээр яаж амьдрах вэ? Мэдээж үгүй. Тэгэхээр эсийн эрчим хүчний хангамж хэрхэн явагддаг вэ? Энэ нь бидний доор хэлэлцэх процессууд дээр үндэслэсэн болно.
Эсийг эрчим хүчээр хангах: энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?
Цөөн тооны эсүүд гаднаас энерги хүлээн авдаг бөгөөд үүнийг өөрсдөө үйлдвэрлэдэг. Эукариот эсүүд нь нэг төрлийн "станц"-тай байдаг. Мөн эсийн энергийн эх үүсвэр нь митохондри буюу түүнийг үүсгэдэг органелл юм. Энэ нь эсийн амьсгалын үйл явц юм. Үүний ачаар эсүүд эрчим хүчээр хангагддаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь зөвхөн ургамал, амьтан, мөөгөнцөрт байдаг. Бактерийн эсэд митохондри байхгүй. Тиймээс тэдгээрийн дотор эсийг эрчим хүчээр хангах нь амьсгалын бус харин исгэх үйл явцын үр дүнд үүсдэг.
Митохондрийн бүтэц
Энэ бол эукариот организмд үүссэн хоёр мембрантай органелл юмжижиг прокариот эсийг шингээж авсны үр дүнд хувьслын явц дахь эс. Энэ нь митохондри нь өөрийн ДНХ, РНХ, мөн органеллд шаардлагатай уураг үүсгэдэг митохондрийн рибосомуудыг агуулдаг болохыг тайлбарлаж болно.
Дотоод мембран нь cristae буюу нуруу гэж нэрлэгддэг ургалттай. Кристад эсийн амьсгалын үйл явц явагддаг.
Хоёр мембран дотор байгаа зүйлийг матриц гэнэ. Энэ нь химийн урвалыг хурдасгахад шаардлагатай уураг, фермент, түүнчлэн РНХ, ДНХ, рибосом агуулдаг.
Эсийн амьсгал бол амьдралын үндэс
Гурван үе шаттайгаар явагдана. Тэд тус бүрийг илүү дэлгэрэнгүй харцгаая.
Эхний шат - бэлтгэл
Энэ үе шатанд нийлмэл органик нэгдлүүд нь энгийн нэгдлүүд болон задардаг. Тиймээс уураг нь амин хүчлүүд, өөх тос нь карбоксилын хүчил ба глицерин, нуклейн хүчлүүд нь нуклеотидууд, нүүрс ус нь глюкоз болж задардаг.
Гликолиз
Энэ бол аноксик үе шат юм. Энэ нь эхний үе шатанд олж авсан бодисууд нь цаашид задардагт оршино. Энэ үе шатанд эсийн ашигладаг эрчим хүчний гол эх үүсвэр нь глюкозын молекулууд юм. Тэд тус бүр гликолизийн явцад пируват хоёр молекул болж задардаг. Энэ нь дараалсан арван химийн урвалын үед тохиолддог. Эхний тавын улмаас глюкоз нь фосфоржиж, дараа нь хоёр фосфотриоз болж хуваагддаг. Дараах таван урвал нь хоёр молекул үүсгэдэгATP (аденозин трифосфорын хүчил) ба PVC хоёр молекул (пирувийн хүчил). Эсийн энерги нь яг АТФ хэлбэрээр хадгалагддаг.
Гликолизийн бүх үйл явцыг дараах байдлаар хялбарчилж болно:
2ДЭЭШ+ 2ADP + 2H3RO4 + C6H12O6 → 2H2O + 2ДЭЭД. N2 +2S3N4O 3 + 2ATP
Тиймээс нэг молекул глюкоз, хоёр молекул ADP, хоёр фосфорын хүчлийг ашиглан эс нь ATP (энерги)-ийн хоёр молекул болон пирувийн хүчлийн хоёр молекулыг хүлээн авдаг бөгөөд үүнийг дараагийн алхамдаа ашиглах болно.
Гурав дахь шат - исэлдэлт
Энэ үе шат нь зөвхөн хүчилтөрөгч байгаа үед л тохиолддог. Энэ алхамын химийн урвалууд митохондрид явагддаг. Энэ нь эсийн амьсгалын гол хэсэг бөгөөд хамгийн их энерги ялгардаг. Энэ үе шатанд пирувийн хүчил хүчилтөрөгчтэй урвалд орж ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж задардаг. Үүнээс гадна энэ процесст 36 ATP молекул үүсдэг. Тиймээс бид эсийн энергийн гол эх үүсвэр нь глюкоз ба пирувийн хүчил юм гэж дүгнэж болно.
Бүх химийн урвалыг нэгтгэн дүгнэж, нарийн ширийн зүйлийг орхигдуулснаар бид эсийн амьсгалын үйл явцыг бүхэлд нь нэг хялбаршуулсан тэгшитгэлээр илэрхийлж болно:
6O2 + C6N12O6 + 38ADP + 38H3RO4 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Тиймээс амьсгалын явцад нэг глюкоз, зургаан молекул хүчилтөрөгч,гучин найман ADP молекул ба ижил хэмжээний фосфорын хүчлээр эс нь 38 ATP молекулыг хүлээн авдаг бөгөөд тэдгээрийн хэлбэрээр энерги хуримтлагддаг.
Митохондрийн ферментийн олон янз байдал
Эс нь амьсгалах замаар амьдралынхаа эрчим хүчийг глюкоз, дараа нь пирувийн хүчил исэлдүүлэх замаар хүлээн авдаг. Эдгээр бүх химийн урвалууд нь ферментүүд - биологийн катализаторгүйгээр явагдах боломжгүй юм. Митохондри дахь эсийн амьсгалыг хариуцдаг органеллуудыг авч үзье. Тэдгээрийг бүгдийг нь исэлдүүлэх урвал явагдахад шаардлагатай тул оксидоредуктаза гэж нэрлэдэг.
Бүх оксидоредуктазыг хоёр бүлэгт хувааж болно:
- оксидаза;
- дегидрогеназа;
Dehydrogenases нь эргээд аэробик ба агааргүй гэж хуваагддаг. Аэробик хоол хүнс нь В2 витаминаас бие махбодийг хүлээн авдаг коэнзим рибофлавин агуулдаг. Аэробик дегидрогеназа нь NAD ба NADP молекулуудыг коэнзим болгон агуулдаг.
Оксидаз нь илүү олон янз байдаг. Юуны өмнө тэдгээрийг хоёр бүлэгт хуваадаг:
- зэс агуулсан;
- төмөр агуулсан.
Эхнийх нь полифенол оксидаза, аскорбат оксидаза, сүүлийнх нь каталаза, пероксидаза, цитохромууд орно. Сүүлийнх нь эргээд дөрвөн бүлэгт хуваагдана:
- цитохром a;
- цитохром b;
- цитохромууд c;
- цитохромууд d.
Цитохромууд aтөмрийн формилпорфирин, цитохром b - төмрийн протопорфирин, в - орлуулсан төмөр мезопорфирин, d - төмрийн дигидропорфирин агуулдаг.
Эрчим хүч авах өөр аргууд боломжтой юу?
Хэдийгээр ихэнх эсүүд үүнийг эсийн амьсгалын үр дүнд хүлээн авдаг ч хүчилтөрөгч байх шаардлагагүй агааргүй бактери байдаг. Тэд исгэх замаар шаардлагатай энергийг үүсгэдэг. Энэ нь хүчилтөрөгчийн оролцоогүйгээр ферментийн тусламжтайгаар нүүрс ус задрах үйл явц бөгөөд үүний үр дүнд эс энерги авдаг. Химийн урвалын эцсийн бүтээгдэхүүнээс хамааран исгэх хэд хэдэн төрөл байдаг. Энэ нь сүүн хүчил, спирт, бутирик хүчил, ацетон-бутан, нимбэгийн хүчил байж болно.
Жишээ нь архины исгэх аргыг авч үзье. Үүнийг дараах байдлаар илэрхийлж болно:
S6N12O6 →С2Н5OH + 2СО2
Өөрөөр хэлбэл, нян глюкозын нэг молекулыг этилийн спиртийн нэг молекул, нүүрстөрөгчийн ислийн (IV) хоёр молекул болгон задалдаг.
