Дисиміляція, або енергетичний обмін у клітині

Дисиміляція, або енергетичний обмін. У цьому процесі високомолекулярні органічні речовини перетворюються на прості органічні і неорганічні. Процес цей багатоступінчастий та складний. Схематично він може бути зведений до наступних трьох етапів:
Перший етап — підготовчий. Високомолекулярні органічні речовини ферментативно перетворюються в більш прості: білки — на амінокислоти, крохмаль — в глюкозу, жири— на гліцерин і жирні кислоти. Енергії при цьому виділяється трохи і вся вона переходить у форму теплової енергії.

Другий етап — безкисневий. Утворилися на першому етапі речовини під дією ферментів зазнають подальший розпад. Як приклад може служити гліколіз — ферментативний безкисневий розпад молекули глюкози до двох молекул молочної кислоти в клітинах тваринних організмів. Процес цей багатоступінчастий (його послідовно здійснюють 13 ферментів) і лише в самому узагальненому вигляді може бути зображена так:

C6H12O6 → 2C3H6O3 + вільна енергія.

У міру перебігу реакції гліколізу на кожному етапі виділяється вільна енергія. Сумарна кількість розподіляється наступним чином: одна частина (≈60%) розсіюється у вигляді теплоти, а інша («≈0%) зберігається в клітці і потім використовується. Збереження виділення енергії відбувається через розібрану вище систему «АТФ⇔АДФ». В даному випадку за рахунок енергії, що звільнилася при безкисневій розщепленні однієї молекули глюкози, дві молекули АДФ перетворюються в дві молекули АТФ. Пізніше енергія, ніби законсервована в молекулах АТФ, буде використана (при їх зворотному перетворенні в АДФ) на процеси асиміляції, переносу збудження і так далі

Іншим прикладом бескислородного етапу енергетичного обміну може служити спиртове бродіння, при якому з однієї молекули глюкози в кінцевому рахунку утворюється дві молекули етилового спирту, дві молекули CO2 і деяка кількість вільної енергії:

C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + вільна енергія.

Третій етап — кисневий. Це етап остаточного розщеплення органічних речовин шляхом окислення киснем повітря до простих неорганічних: CO2 і H2O. При цьому виділяється максимальна кількість вільної енергії, значна частина якої також резервується в клітині через утворення молекул АТФ. Так, дві молекули молочної кислоти, окислюючись до CO2 і H2O, передають частину своєї енергії 36 молекул АТФ. Легко бачити, що третій етап енергетичного обміну в найбільшій мірі забезпечує клітину вільної енергії, яка запасається шляхом синтезу АТФ.
Всі процеси синтезу АТФ здійснюються в мітохондріях клітин і універсальні для всього живого. Таким чином, процеси дисиміляції в клітці відбуваються за рахунок органічних речовин, раніше синтезованих клітиною, і вільного кисню, що надходить із зовнішнього середовища завдяки диханню. При цьому у клітині накопичуються багаті енергією молекули АТФ, а в зовнішнє середовище виводяться вуглекислий газ і надмірна кількість води. В анаеробних організмів, що живуть в безкисневому середовищі, останній етап дисиміляції здійснюється дещо іншим хімічним шляхом, але також з накопиченням молекул АТФ.

Даний запис також доступний на Білоруська, Český, Deutsche, English, Español, Suomalainen, Français, Italiano, 日本, Norsk, Polski, Portugues, Русский та 中國



Реклама: