Вирустардан башка бардык тирүү организмдер клеткалардан турат. Алар өсүмдүктүн же жаныбардын жашоосу үчүн зарыл болгон бардык процесстерди камсыз кылат. Клетканын өзү өзүнчө бир организм болушу мүмкүн. Анан кантип мындай комплекстүү түзүлүш энергиясыз жашай алат? Албетте жок. Анда клеткаларды энергия менен камсыздоо кантип ишке ашат? Ал биз төмөндө талкуулай турган процесстерге негизделген.
Клеткаларды энергия менен камсыз кылуу: ал кантип иштейт?
Энергияны сырттан алган клеткалар аз, аны өздөрү чыгарышат. Эукариоттук клеткалардын бир түрү бар. Ал эми клеткадагы энергия булагы митохондрия – аны пайда кылуучу органелл. Бул клеткалык дем алуу процесси. Анын аркасында клеткалар энергия менен камсыз болот. Бирок алар өсүмдүктөрдө, жаныбарларда жана козу карындарда гана бар. Бактерия клеткаларында митохондриялар жок. Демек, аларда клеткалардын энергия менен камсыз болушу дем алуу эмес, негизинен ачытуу процесстеринин эсебинен ишке ашат.
Митохондриялардын түзүлүшү
Бул эукариотто пайда болгон эки мембраналуу органеллкичинекей прокариоттук клетканы сиңирүүсүнүн натыйжасында эволюция процессиндеги клетка. Бул митохондриянын өзүнүн ДНКсы менен РНКсын, ошондой эле органеллдер үчүн керектүү белокторду өндүргөн митохондриялык рибосомаларды камтыганын түшүндүрөт.
Ички кабыкчасында кристаллдар же кырлар деп аталган өскөнчөлөр бар. Кристада клеткалык дем алуу процесси жүрөт.
Эки мембрананын ичинде болгон нерсе матрица деп аталат. Анда химиялык реакцияларды тездетүү үчүн керектүү белоктор, ферменттер, ошондой эле РНК, ДНК жана рибосомалар бар.
Клеткалык дем алуу жашоонун негизи
Ал үч этапта өтөт. Келгиле, алардын ар бирин кененирээк карап чыгалы.
Биринчи этап - даярдык
Бул этапта татаал органикалык бирикмелер жөнөкөйлөргө бөлүнөт. Ошентип, белоктор аминокислоталарга, майлар карбон кислоталарына жана глицеринге, нуклеин кислоталары нуклеотиддерге жана углеводдор глюкозага ажырайт.
Гликолиз
Бул аноксик баскыч. Бул биринчи этапта алынган заттардын андан ары талкалангандыгында турат. Бул этапта клетка колдонгон энергиянын негизги булактары глюкоза молекулалары. Алардын ар бири гликолиз процессинде пируваттын эки молекуласына ажырайт. Бул он ырааттуу химиялык реакциялар учурунда болот. Биринчи бештин аркасында глюкоза фосфорланып, андан кийин эки фосфотриозго бөлүнөт. Кийинки беш реакция эки молекуланы пайда кылатATP (аденозин-трифосфор кислотасы) жана эки молекула ПВХ (пировик кислотасы). Клетканын энергиясы так ATP түрүндө сакталат.
Гликолиздин бүт процессин төмөнкүдөй жөнөкөйлөштүрсө болот:
2OVER+ 2ADP + 2H3RO4 + C6H12O6 → 2H2O + 2ЖОГОРУ. N2 +2S3N4O 3 + 2ATP
Ошентип, глюкозанын бир молекуласын, эки ADP молекуласын жана эки фосфор кислотасын колдонуп, клетка кийинки кадамда колдоно турган ATP (энергия) эки молекуласын жана пирувус кислотасынын эки молекуласын алат.
Үчүнчү этап - кычкылдануу
Бул этап кычкылтектин катышуусунда гана болот. Бул кадамдын химиялык реакциялары митохондрияда ишке ашат. Бул клеткалык дем алуунун негизги бөлүгү, анын жүрүшүндө эң көп энергия бөлүнүп чыгат. Бул этапта пирувус кислотасы кычкылтек менен реакцияга түшүп, сууга жана көмүр кычкыл газына чейин ажырайт. Мындан тышкары, бул процессте 36 АТФ молекуласы пайда болот. Ошентип, клеткадагы энергиянын негизги булагы глюкоза жана пирожүздүү кислота болуп саналат деген тыянак чыгарууга болот.
Бардык химиялык реакцияларды жыйынтыктап, майда-чүйдөсүнө чейин бүт клеткалык дем алуу процессин бир жөнөкөйлөштүрүлгөн теңдеме менен көрсөтө алабыз:
6O2 + C6N12O6 + 38ADP + 38H3RO4 → 6CO2 + 6H2O + 38ATP.
Ошентип, дем алуу процессинде глюкозанын бир молекуласынан, алты кычкылтек молекуласынан,отуз сегиз ADP молекуласы жана ошол эле өлчөмдөгү фосфор кислотасы менен клетка 38 АТФ молекуласын алат, ал формада энергия сакталат.
Митохондриялык ферменттердин ар түрдүүлүгү
Клетка дем алуу аркылуу өмүр бою энергия алат – глюкозанын, андан соң пирожүздүү кислотанын кычкылданышы. Бул химиялык реакциялардын баары ферменттер – биологиялык катализаторлорсуз ишке ашмак эмес. Келгиле, митохондриядагыларды карап көрөлү - клеткалык дем алуу үчүн жооптуу органеллдер. Алардын баары оксидоредуктазалар деп аталат, анткени алар редокстук реакциялардын болушун камсыз кылуу үчүн керек.
Бардык оксидоредуктазаларды эки топко бөлүүгө болот:
- оксидаза;
- дегидрогеназа;
Дегидрогеназалар өз кезегинде аэробдук жана анаэробдук болуп бөлүнүшөт. Аэробдук азыктарда организм В2 витамининен алган кофермент рибофлавинди камтыйт. Аэробдук дегидрогеназалар кофермент катары NAD жана NADP молекулаларын камтыйт.
Оксидазалар ар түрдүү. Биринчиден, алар эки топко бөлүнөт:
- курамында жез барлар;
- курамында темир барлар.
Биринчисине полифенолоксидазалар, аскорбатоксидазалар, экинчисине - каталаза, пероксидаза, цитохромдор кирет. Акыркысы, өз кезегинде, төрт топко бөлүнөт:
- цитохромдор a;
- цитохромдор b;
- цитохромдор c;
- цитохромдор d.
Цитохромдор aкурамында темир формилпорфирин, цитохромдор b - темир протопорфирин, с - алмаштырылган темир мезопорфирин, d - темир дигидропорфирин бар.
Энергия алуунун башка жолдору барбы?
Көпчүлүк клеткалар аны клеткалык дем алуунун натыйжасында алганына карабастан, кычкылтектин болушун талап кылбаган анаэробдук бактериялар да бар. Алар ачытуу аркылуу керектүү энергияны өндүрүшөт. Бул кычкылтектин катышуусуз ферменттердин жардамы менен углеводдор ыдырай турган процесс, анын натыйжасында клетка энергия алат. Химиялык реакциялардын акыркы продуктусуна жараша ачытуунун бир нече түрү бар. Бул сүт кислотасы, спирт, бутирик кислотасы, ацетон-бутан, лимон кислотасы болушу мүмкүн.
Мисалы, спирттик ачытууну карап көрөлү. Аны төмөнкүчө чагылдырууга болот:
S6N12O6 →С2Н5OH + 2СО2
Тагыраак айтканда, бактерия глюкозанын бир молекуласын этил спиртинин бир молекуласына жана көмүртек кычкылынын (IV) эки молекуласына ажыратат.
