المحتوى
- الأيض الخلوي
- ما هي عملية الأيض الخلية؟
- الانزيمات: الأساسيات
- التنفس الخلوي في حقيقيات النوى
- التمثيل الغذائي في النباتات: التمثيل الضوئي
- الأيض في بدائيات النوى
- حامض اللبنيك التخمير
- ما هو شكل أيض الخلية في أنواع مختلفة من بدائيات النوى؟
- الابتنائية مقابل تقويضي
تتطلب الخلايا طاقة للحركة والانقسام والضرب والعمليات الأخرى. يقضون جزء كبير من حياتهم تركز على الحصول على هذه الطاقة واستخدامها من خلال التمثيل الغذائي.
تعتمد الخلايا بدائية النواة وخلايا حقيقية النواة على مسارات استقلابية مختلفة من أجل البقاء.
الأيض الخلوي
استقلاب الخلية هي سلسلة من العمليات التي تحدث في الكائنات الحية للحفاظ على تلك الكائنات.
في بيولوجيا الخلية والبيولوجيا الجزيئية ، يشير الأيض إلى التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تحدث داخل الكائنات الحية لإنتاج الطاقة. ويشير استخدام العامية أو الغذائية لعملية الأيض إلى العمليات الكيميائية هذا يحدث في جسمك وأنت تقوم بتحويل الطعام إلى طاقة.
على الرغم من وجود شروط تشابه ، هناك اختلافات أيضًا. الأيض مهم للخلايا لأن العمليات تبقي الكائنات الحية حية وتسمح لها بالنمو أو التكاثر أو الانقسام.
ما هي عملية الأيض الخلية؟
هناك بالفعل عمليات الأيض متعددة. التنفس الخلوي هو نوع من المسار الأيضي الذي يحطم الجلوكوز لصنع أدينوسين ثلاثي الفوسفات أو ATP.
الخطوات الرئيسية للتنفس الخلوي في حقيقيات النوى هي:
المواد المتفاعلة الرئيسية هي الجلوكوز والأكسجين ، في حين أن المنتجات الرئيسية هي ثاني أكسيد الكربون والماء و ATP. التمثيل الضوئي في الخلايا هو نوع آخر من المسار الأيضي الذي تستخدمه الكائنات الحية لصنع السكر.
النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء تستخدم التمثيل الضوئي. الخطوات الرئيسية هي ردود الفعل التي تعتمد على الضوء ، ودورة كالفين أو ردود الفعل المستقلة عن الضوء. المواد المتفاعلة الرئيسية هي الطاقة الضوئية وثاني أكسيد الكربون والماء ، في حين أن المنتجات الرئيسية هي الجلوكوز والأكسجين.
الأيض في بدائيات النوى يمكن أن تختلف. تشمل الأنواع الأساسية من مسارات التمثيل الغذائي عدم التغذية ، التغذية الذاتية ، ضوئي التغذي و كيميائي التغذي تفاعلات. يمكن لنوع الأيض الذي يحتوي عليه بدائيات النوى أن يؤثر على المكان الذي يعيش فيه وكيف يتفاعل مع البيئة.
تلعب مسارات الأيض أيضًا دورًا في البيئة وصحة الإنسان والأمراض. على سبيل المثال ، هناك بدائيات النواة التي لا يمكنها تحمل الأكسجين ، مثل C. البوتولينوم. هذه البكتيريا يمكن أن تسبب التسمم الغذائي لأنها تنمو بشكل جيد في المناطق دون أي أكسجين.
مقالات لها صلة: 5 الإنجازات الأخيرة التي تُظهر أهمية أبحاث السرطان
الانزيمات: الأساسيات
الانزيمات هي المواد التي تعمل كما المحفزات لتسريع أو إحداث التفاعلات الكيميائية. تعتمد معظم التفاعلات الكيميائية الحيوية في الكائنات الحية على الإنزيمات في العمل. إنها مهمة لعملية الأيض الخلوي لأنها يمكن أن تؤثر على العديد من العمليات وتساعد على البدء بها.
الجلوكوز والطاقة الضوئية هما أكثر مصادر الوقود شيوعًا لاستقلاب الخلايا. ومع ذلك ، فإن المسارات الأيضية لن تعمل بدون إنزيمات. معظم الإنزيمات في الخلايا عبارة عن بروتينات وتخفيض طاقة التنشيط لبدء العمليات الكيميائية.
نظرًا لأن غالبية التفاعلات في الخلية تحدث عند درجة حرارة الغرفة ، فهي بطيئة جدًا بدون أنزيمات. على سبيل المثال ، خلال تحلل في التنفس الخلوي ، الانزيم بيروز كيناز يلعب دورا هاما من خلال المساعدة في نقل مجموعة الفوسفات.
التنفس الخلوي في حقيقيات النوى
التنفس الخلوي في حقيقيات النوى يحدث في المقام الأول في الميتوكوندريا. تعتمد الخلايا حقيقية النواة على التنفس الخلوي من أجل البقاء.
أثناء تحلل، تحطم الخلية الجلوكوز في السيتوبلازم مع أو بدون وجود الأكسجين. إنه يقسم جزيء السكر بستة كربون إلى جزيئات بيروفيت ثلاثية الكربون. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تحلل السكر يجعل ATP ويحول NAD + إلى NADH. أثناء البيروفات الأكسدة، البيروفات تدخل مصفوفة الميتوكوندريا وتصبح أنزيم أ أو الاسيتيل coa. هذا يطلق ثاني أكسيد الكربون ويجعل NADH أكثر.
أثناء ال حامض الستريك أو دورة كريبس، أسيتيل coa يجمع مع أوكسالوآسيتات ليصنع سترات. بعد ذلك ، يمر السيترات عبر تفاعلات لصنع ثاني أكسيد الكربون و NADH. تجعل الدورة أيضًا FADH2 و ATP.
أثناء الفسفرة التأكسدية، ال سلسلة نقل الإلكترون يلعب دورا حاسما. يعطي كل من NADH و FADH2 الإلكترونات لسلسلة نقل الإلكترونات ويصبحان NAD + و FAD. الإلكترونات تتحرك أسفل هذه السلسلة وتصنع اتحاد لاعبي التنس المحترفين. هذه العملية تنتج أيضا الماء. غالبية إنتاج ATP أثناء التنفس الخلوي في هذه الخطوة الأخيرة.
التمثيل الغذائي في النباتات: التمثيل الضوئي
يحدث التمثيل الضوئي في الخلايا النباتية ، وبعض الطحالب وبعض البكتيريا تسمى البكتيريا الزرقاء. تحدث هذه العملية الأيضية في البلاستيدات الخضراء بفضل الكلوروفيل ، وتنتج السكر مع الأكسجين. ال ردود الفعل التي تعتمد على الضوء، بالإضافة إلى دورة كالفين أو ردود الفعل المستقلة للضوء ، هي الأجزاء الرئيسية لعملية التمثيل الضوئي. إنها مهمة للصحة العامة للكوكب لأن الكائنات الحية تعتمد على نباتات الأكسجين.
أثناء ال ردود الفعل التي تعتمد على الضوء في ال غشاء ثايلاكويد من البلاستيدات الخضراء ، الكلوروفيل أصباغ تمتص الطاقة الضوئية. أنها تجعل ATP ، NADPH والمياه. أثناء ال دورة كالفين أو ردود فعل مستقلة عن الضوء في ال سدىو ATP و NADPH يساعدان في إنتاج glyceraldehyde-3-phosphate ، أو G3P ، الذي يصبح في النهاية الجلوكوز.
مثل التنفس الخلوي ، يعتمد التمثيل الضوئي على الأكسدة ردود الفعل التي تنطوي على نقل الإلكترون وسلسلة نقل الإلكترون.
هناك أنواع مختلفة من الكلوروفيل ، وأنواعها الأكثر شيوعًا هي الكلوروفيل أ ، الكلوروفيل ب والكلوروفيل ج. تحتوي معظم النباتات على الكلوروفيل أ ، الذي يمتص الأطوال الموجية للضوء الأزرق والأحمر. بعض النباتات والطحالب الخضراء تستخدم الكلوروفيل ب. يمكنك العثور على الكلوروفيل في dinoflagellates.
الأيض في بدائيات النوى
على عكس البشر أو الحيوانات ، تختلف بدائيات النوى في حاجتها للأكسجين. يمكن أن توجد بعض بدائيات النوى بدونها ، بينما يعتمد البعض الآخر عليها. هذا يعني أنهم قد يكون لديهم تنفسي (تتطلب الأكسجين) أو اللاهوائية (لا تتطلب الأكسجين) الأيض.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لبعض بدائيات النوى التبديل بين نوعي الأيض حسب ظروفهم أو بيئتهم.
بدائيات النوى التي تعتمد على الأكسجين لعملية التمثيل الغذائي هي نموذج تعهد. من ناحية أخرى ، بدائيات النوى التي لا يمكن أن توجد في الأكسجين ولا تحتاج إليها تلزم اللاهوائية. بدائيات النوى التي يمكن أن تحول بين الأيض الهوائية واللاهوائية اعتمادا على وجود الأكسجين هي اللاهوائية الاختيارية.
حامض اللبنيك التخمير
تخمير حمض اللبنيك هو نوع من التفاعل اللاهوائي الذي ينتج طاقة للبكتيريا. خلايا العضلات لديك أيضا تخمير حمض اللبنيك. خلال هذه العملية ، تصنع الخلايا ATP دون أي أكسجين من خلال تحلل السكر. تتحول العملية إلى البيروفات حمض اللاكتيك ويجعل NAD + و ATP.
هناك العديد من التطبيقات في الصناعة لهذه العملية ، مثل إنتاج الزبادي والإيثانول. على سبيل المثال ، البكتيريا اكتوباكيللوس بولجاريكوس مساعدة في إنتاج الزبادي. البكتيريا تخمر اللاكتوز ، والسكر في الحليب ، لصنع حمض اللبنيك. هذا يجعل جلطة الحليب ويحولها إلى زبادي.
ما هو شكل أيض الخلية في أنواع مختلفة من بدائيات النوى؟
يمكنك تصنيف بدائيات النوى في مجموعات مختلفة بناءً على عملية الأيض. الأنواع الرئيسية هي متباينة التغذية ، ذاتية التغذية ، التغذية الضوئية والكيميائية. ومع ذلك ، لا تزال جميع بدائيات النوى بحاجة إلى نوع من الطاقة أو الوقود ليعيش.
تحصل بدائيات النواة غير المتجانسة على مركبات عضوية من كائنات أخرى للحصول على الكربون. تستخدم بدائيات النواة ذاتية التغذية ثاني أكسيد الكربون كمصدر للكربون. كثير منهم قادرون على استخدام التمثيل الضوئي لإنجاز هذا. تحصل بدائيات النواة الضوئية على طاقتها من الضوء.
تحصل بدائيات النواة الكيميائية على طاقتها من المركبات الكيميائية التي تتحلل.
الابتنائية مقابل تقويضي
يمكنك تقسيم المسارات الأيضية إلى الابتنائية و الهدم التصنيفات. الابتنائية يعني أنها تتطلب الطاقة واستخدامها لبناء جزيئات كبيرة من الجزيئات الصغيرة. تقويضي يعني أنها تطلق الطاقة وتفكك جزيئات كبيرة لتكوين جزيئات أصغر. التمثيل الضوئي هو عملية الابتنائية ، في حين أن التنفس الخلوي هو عملية تقويضية.
تعتمد حقيقيات النوى و بدائيات النوى على التمثيل الغذائي الخلوي للعيش والنماء. على الرغم من أن عملياتها مختلفة ، فإنها تستخدم الطاقة أو تخلقها. التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي هما أكثر المسارات شيوعًا في الخلايا. ومع ذلك ، فإن بعض بدائيات النوى لها طرق استقلابية مختلفة فريدة من نوعها.
المحتوى ذو الصلة: