ማክሮኤርጂክ ቦንድ እና ግንኙነቶች። ምን ቦንዶች ማክሮኤርጂክ ይባላሉ?

2024 ደራሲ ደራሲ: Angel Austin | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2023-12-17 05:15

እያንዳንዳችን እንቅስቃሴ ወይም አስተሳሰባችን ከሰውነት ሃይል ይፈልጋል። ይህ ኃይል በእያንዳንዱ የሰውነት ሕዋስ የተከማቸ እና በማክሮኤርጂክ ቦንዶች በመታገዝ ባዮሞለኪውሎች ውስጥ ይከማቻል። ሁሉንም የሕይወት ሂደቶች የሚያቀርቡት እነዚህ የባትሪ ሞለኪውሎች ናቸው. በሴሎች ውስጥ ያለው የማያቋርጥ የኃይል ልውውጥ ሕይወትን ራሱ ይወስናል። እነዚህ የማክሮኤርጂክ ቦንዶች ያላቸው ባዮሞለኪውሎች ምንድናቸው፣ ከየት መጡ፣ እና በእያንዳንዱ የሰውነታችን ሴል ውስጥ ጉልበታቸው ምን እንደሚሆን - ይህ በአንቀጹ ውስጥ ተብራርቷል።

ባዮሎጂካል አስታራቂዎች

በማንኛውም ፍጡር ውስጥ ሃይል ከሚያመነጭ ኤጀንት ወደ ባዮሎጂካል ኢነርጂ ተጠቃሚ በቀጥታ አያልፍም። የምግብ ምርቶች ውስጠ-ሞለኪውላር ትስስር ሲሰበር የኬሚካል ውህዶች እምቅ ሃይል ይለቀቃል, ይህም ከሴሉላር ኢንዛይማቲክ ስርዓቶች የመጠቀም አቅም እጅግ የላቀ ነው. ለዚህም ነው በባዮሎጂካል ሥርዓቶች ውስጥ እምቅ ኬሚካሎችን መለቀቅ ደረጃ በደረጃ የሚከሰተው ቀስ በቀስ ወደ ኃይል በመለወጥ እና በማክሮኤርጂክ ውህዶች እና ቦንዶች ውስጥ ይከማቻል። እናም ሃይል-ሃይል ተብለው የሚጠሩት ባዮሞለኪውሎች ናቸው።

ምን ቦንዶች ማክሮዌርጂክ ይባላሉ?

ኬሚካላዊ ትስስር በሚፈጠርበት ወይም በሚበሰብስበት ጊዜ የሚፈጠረው 12.5 ኪጄ/ሞል የነጻ የሃይል መጠን እንደ መደበኛ ይቆጠራል። አንዳንድ ንጥረ ነገሮች በሃይድሮላይዜስ ወቅት ነፃ ኃይል ከ 21 ኪጄ / ሞል ሲፈጠር, ይህ ማክሮሮጅክ ቦንዶች ይባላል. እነሱ በቲልድ ምልክት - ~. ከፊዚካል ኬሚስትሪ በተቃራኒው፣ ማክሮኤርጂክ ቦንድ ማለት የአተሞች ጥምረት ማለት ነው፣ በባዮሎጂ እነሱ በመነሻ ወኪሎች ኃይል እና በመበስበስ ምርቶቻቸው መካከል ያለው ልዩነት ማለት ነው። ማለትም፣ ጉልበቱ በተወሰነ የአተሞች ኬሚካላዊ ትስስር ውስጥ የተተረጎመ አይደለም፣ ነገር ግን አጠቃላይ ምላሽን የሚለይ ነው። በባዮኬሚስትሪ ውስጥ ስለ ኬሚካላዊ ውህደት እና የማክሮኤርጂክ ውህድ አፈጣጠር ይናገራሉ።

ዩኒቨርሳል የባዮ ኢነርጂ ምንጭ

በፕላኔታችን ላይ ያሉ ሁሉም ሕያዋን ፍጥረታት አንድ ሁለንተናዊ የኃይል ማከማቻ አካል አላቸው - ይህ የማክሮኤርጂክ ቦንድ ATP - ADP - AMP (adenosine tri, di, monophosphoric acid) ነው. እነዚህ ናይትሮጅን-የያዘ አድኒን ቤዝ ከራይቦዝ ካርቦሃይድሬት ጋር የተያያዘ እና የፎስፈሪክ አሲድ ቅሪቶችን ያካተቱ ባዮሞለኪውሎች ናቸው። በውሃ ተግባር እና በመገደብ ኢንዛይም፣ የአዴኖሲን ትራይፎስፌት ሞለኪውል (C₁₀H₁₆N₅ ኦ ₁₃P₃) ወደ አዴኖሲን ዲፎስፈሪክ አሲድ ሞለኪውል እና ኦርቶፎስፌት አሲድ ሊበሰብስ ይችላል። ይህ ምላሽ የ 30.5 ኪ.ግ. / ሞል የነጻ ሃይል እንዲለቀቅ ይደረጋል. በእያንዳንዱ የሰውነታችን ሴል ውስጥ ያሉ ሁሉም የህይወት ሂደቶች የሚከሰቱት ኃይል በ ATP ውስጥ ሲከማች እና ሲሰበር ጥቅም ላይ ሲውል ነው.በ orthophosphoric አሲድ ቅሪቶች መካከል ያለው ትስስር።

ለጋሽ እና ተቀባይ

ከፍተኛ ሃይል ያላቸው ውህዶች በተጨማሪም በሃይድሮሊሲስ ውስጥ የኤቲፒ ሞለኪውሎችን (ለምሳሌ pyrophosphoric እና pyruvic acids፣ succinyl coenzymes፣ aminoacyl derivatives of ribonucleic acids) ሊፈጥሩ የሚችሉ ረዣዥም ስሞች ያላቸው ንጥረ ነገሮችን ያጠቃልላል። እነዚህ ሁሉ ውህዶች ፎስፈረስ (ፒ) እና ሰልፈር (ኤስ) አተሞችን ይይዛሉ፣ በመካከላቸውም ከፍተኛ የኃይል ትስስር አለ። በኤቲፒ (ለጋሽ) ውስጥ ያለው ከፍተኛ የኃይል ትስስር ሲሰበር የሚወጣው ኃይል በራሱ ኦርጋኒክ ውህዶች ውስጥ በሚዋሃድበት ጊዜ በሴሉ ውስጥ ይጠመዳል። እና በተመሳሳይ ጊዜ የእነዚህ ቦንዶች ክምችት በማክሮ ሞለኪውሎች ሃይድሮሊሲስ ወቅት በሚወጣው የኃይል ክምችት (ተቀባይ) ይሞላሉ። በእያንዳንዱ የሰው አካል ውስጥ እነዚህ ሂደቶች በ mitochondria ውስጥ ይከሰታሉ, የ ATP ቆይታ ጊዜ ከ 1 ደቂቃ ያነሰ ነው. በቀን ውስጥ, ሰውነታችን ወደ 40 ኪሎ ግራም ATP ያዋህዳል, ይህም እያንዳንዳቸው እስከ 3,000 የመበስበስ ዑደቶች ውስጥ ያልፋሉ. እና በማንኛውም ጊዜ 250 ግራም ATP በሰውነታችን ውስጥ ይገኛል።

የከፍተኛ ኃይል ባዮሞለኪውሎች ተግባራት

በመበስበስ እና በማክሮ ሞለኪውላር ውህዶች ውህደት ሂደቶች ውስጥ ከለጋሹ እና የኃይል ተቀባይ ተግባር በተጨማሪ የ ATP ሞለኪውሎች በሴሎች ውስጥ ሌሎች በርካታ ጠቃሚ ሚናዎችን ይጫወታሉ። የማክሮኤርጂክ ቦንዶችን የማፍረስ ኃይል በሙቀት ማመንጨት ፣ በሜካኒካል ሥራ ፣ በኤሌክትሪክ ክምችት እና በብርሃን ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል። በተመሳሳይ ጊዜ ለውጡየኬሚካል ትስስር ወደ ሙቀት ፣ ኤሌክትሪክ ፣ ሜካኒካል በተመሳሳይ ጊዜ እንደ የኃይል ልውውጥ ደረጃ በተመሳሳይ ማክሮ-ኢነርጂ ቦንዶች ውስጥ ከ ATP ማከማቻ ጋር ያገለግላል። በሴል ውስጥ ያሉት እነዚህ ሁሉ ሂደቶች የፕላስቲክ እና የኢነርጂ ልውውጦች (በሥዕሉ ላይ ስዕላዊ መግለጫ) ይባላሉ. የ ATP ሞለኪውሎች የተወሰኑ ኢንዛይሞችን እንቅስቃሴ በመቆጣጠር እንደ coenzymes ሆነው ያገለግላሉ። በተጨማሪም፣ ATP በነርቭ ሴሎች ሲናፕሶች ውስጥ አማላጅ፣ ምልክት ሰጪ ወኪል ሊሆን ይችላል።

የኃይል እና የቁስ ፍሰት በሴል

ስለዚህ በሴል ውስጥ ያለው ATP በቁስ ልውውጥ ውስጥ ማዕከላዊ እና ዋና ቦታን ይይዛል። ATP የሚነሳባቸው እና የሚሰበሩባቸው (ኦክሳይድ እና substrate phosphorylation, hydrolysis) አማካኝነት በጣም ብዙ ምላሾች አሉ. የእነዚህ ሞለኪውሎች ውህደት ባዮኬሚካላዊ ምላሾች ሊገለበጡ ይችላሉ ፣ በተወሰኑ ሁኔታዎች ፣ እነሱ ወደ ውህደት ወይም የመበስበስ አቅጣጫ በሴሎች ውስጥ ይቀየራሉ። የእነዚህ ምላሾች ዱካዎች በተለዋዋጭ ንጥረ ነገሮች ብዛት ፣ የኦክሳይድ ሂደቶች ዓይነት ፣ እና የኃይል አቅርቦት እና የኃይል ፍጆታ ምላሾችን በማገናኘት መንገዶች ይለያያሉ። እያንዳንዱ ሂደት ለአንድ የተወሰነ የ"ነዳድ" አይነት እና የውጤታማነት ገደቦቹ ግልጽ ማስተካከያዎች አሉት።

የአፈጻጸም ግምገማ

በባዮሲስቶች ውስጥ የኃይል ልወጣ ቅልጥፍና አመላካቾች ትንሽ ናቸው እና በውጤታማነት ሁኔታ መደበኛ እሴቶች (በስራ ላይ የሚውለው ጠቃሚ ስራ ጥምርታ ከጠቅላላ ጉልበት ጋር) ይገመታል። እዚህ ግን የባዮሎጂካል ተግባራትን አፈፃፀም ለማረጋገጥ, ወጪዎች በጣም ከፍተኛ ናቸው. ለምሳሌ, አንድ ሯጭ, ከአንድ የጅምላ አሃድ አንጻር, በጣም ብዙ ያወጣልጉልበት, ምን ያህል እና ትልቅ የውቅያኖስ መስመር. በእረፍት ጊዜ እንኳን, የሰውነትን ህይወት መጠበቅ ከባድ ስራ ነው, እና 8 ሺህ ኪሎ ግራም / ሞል በላዩ ላይ ይውላል. በተመሳሳይ ጊዜ 1.8 ሺህ ኪጄ / ሞል ለፕሮቲን ውህደት ፣ 1.1 ሺህ ኪጄ / ሞል በልብ ሥራ ላይ ይውላል ፣ ግን እስከ 3.8 ሺህ ኪጄ / ሞል በ ATP ውህደት ላይ።

Adenylate ሕዋስ ስርዓት

ይህ በአንድ የተወሰነ ጊዜ ውስጥ በአንድ ሕዋስ ውስጥ ያሉትን ሁሉንም ATP፣ ADP እና AMP ድምርን ያካተተ ስርዓት ነው። ይህ ዋጋ እና የንጥረ ነገሮች ጥምርታ የሴሉን የኃይል ሁኔታ ይወስናል. ስርዓቱ በስርዓቱ የኃይል ክፍያ (የፎስፌት ቡድኖች ጥምርታ ከአድኖዚን ቅሪት) አንጻር ይገመገማል. በሴል ማክሮኤርጂክ ውህዶች ውስጥ ATP ብቻ ካለ - ከፍተኛው የኃይል ሁኔታ (ኢንዴክስ -1) አለው, AMP ብቻ ከሆነ - ዝቅተኛው ሁኔታ (ኢንዴክስ - 0). በህያው ህዋሶች ውስጥ ከ0.7-0.9 አመላካቾች በብዛት ይጠበቃሉ።የሴሉ የኢነርጂ ሁኔታ መረጋጋት የኢንዛይም ግብረመልሶችን ፍጥነት እና እጅግ በጣም ጥሩ የሆነ የወሳኝ እንቅስቃሴን ደረጃን ይወስናል።

እና ስለ ኃይል ማመንጫ ጣቢያዎች ጥቂት

ቀደም ሲል እንደተገለፀው የኤቲፒ ውህደት በልዩ ሕዋስ ኦርጋኔል - ሚቶኮንድሪያ ውስጥ ይከሰታል። እና ዛሬ በባዮሎጂስቶች መካከል ስለ እነዚህ አስደናቂ ሕንፃዎች አመጣጥ አለመግባባቶች አሉ. Mitochondria የሕዋስ ኃይል ማመንጫዎች ናቸው, "ነዳጅ" ለእነርሱ ፕሮቲኖች, ስብ, glycogen, እና ኤሌክትሪክ - ATP ሞለኪውሎች, ውህደቱ ኦክስጅን ተሳትፎ ጋር ቦታ ይወስዳል. ሚቶኮንድሪያ እንዲሠራ እንተነፍሳለን ማለት እንችላለን። ተጨማሪ ስራ ለመስራትሴሎች, የበለጠ ኃይል የሚያስፈልጋቸው. አንብብ - ATP፣ ትርጉሙም - mitochondria።

ለምሳሌ አንድ ፕሮፌሽናል አትሌት በአጥንት ጡንቻቸው ውስጥ 12 በመቶው ሚቶኮንድሪያ ሲኖረው ከአትሌቲክስ ውጪ የሆነ ተራ ሰው ደግሞ ግማሹን ይይዛል። ነገር ግን በልብ ጡንቻ ውስጥ የእነሱ መጠን 25% ነው. ለአትሌቶች በተለይም የማራቶን ሯጮች ዘመናዊ የሥልጠና ዘዴዎች በ MOC (ከፍተኛው የኦክስጂን ፍጆታ) ላይ የተመሰረቱ ናቸው, ይህም በቀጥታ በ mitochondria ብዛት እና በጡንቻዎች ረጅም ሸክሞችን የመፈፀም ችሎታ ላይ የተመሰረተ ነው. ለሙያዊ ስፖርቶች ግንባር ቀደም የሥልጠና መርሃ ግብሮች በጡንቻ ሕዋሳት ውስጥ የሚቲኮንድሪያን ውህደት ለማነቃቃት የታለሙ ናቸው።