ኦክሲዳቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን፡ ሜካኒካል። ኦክሲዲቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን የት ነው የሚከሰተው?

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

በሜታቦሊክ መንገዱ ውስጥ ያለው የኃይል መሪ ሚና በሂደቱ ላይ የተመሰረተ ነው፣ ዋናው ነገር ኦክሳይድ ፎስፈረስላይዜሽን ነው። ንጥረ ነገሮች ኦክሲድድድድድድድድ ናቸው፣ስለዚህ ሰውነታችን በሴሎች ማይቶኮንድሪያ ውስጥ እንደ ATP የሚያከማች ሃይል ይፈጥራል። ማንኛውም አይነት የምድር ህይወት የራሱ የሆነ ተወዳጅ ንጥረ ነገር አለው፣ነገር ግን ኤቲፒ ሁለንተናዊ ውህድ ነው፣እና ኦክሳይድ ፎስፈረስ የሚያመነጨው ሃይል ለሜታቦሊክ ሂደቶች እንዲውል ተከማችቷል።

ባክቴሪያ

ከሦስት ቢሊዮን ተኩል ዓመታት በፊት የመጀመሪያዎቹ ሕያዋን ፍጥረታት በፕላኔታችን ላይ ታዩ። ሕይወት በምድር ላይ የመነጨው በተከሰቱት ባክቴሪያዎች - ፕሮካርዮቲክ ፍጥረታት (ያለ ኒውክሊየስ) በአተነፋፈስ እና በአመጋገብ መርህ መሠረት በሁለት ዓይነቶች የተከፋፈሉ በመሆናቸው ነው። በአተነፋፈስ - ወደ ኤሮቢክ እና አናሮቢክ, እና በአመጋገብ - ወደ ሄትሮሮፊክ እና አውቶትሮፊክ ፕሮካርዮትስ. ይህ አስታዋሽ ብዙም አይታደስም ምክንያቱም ኦክሳይድ ፎስፈረስላይዜሽን ያለ መሰረታዊ ፅንሰ-ሀሳቦች ሊብራራ አይችልም።

ስለዚህ ፕሮካርዮተስ ከኦክሲጅን ጋር በተያያዘ(ፊዚዮሎጂካል ምደባ) ወደ ኤሮቢክ ረቂቅ ተሕዋስያን የተከፋፈሉ ናቸው, እነሱም ነፃ ኦክሲጅን ግድየለሾች ናቸው, እና ኤሮቢክ ወሳኝ እንቅስቃሴው በእሱ መገኘት ላይ ሙሉ በሙሉ ይወሰናል. በነጻ ኦክሲጅን በተሞላ አካባቢ ውስጥ ሆነው ኦክሳይድ ፎስፈረስላይዜሽን የሚያካሂዱት እነሱ ናቸው። ከአናይሮቢክ መፍላት ጋር ሲወዳደር በሰፊው ጥቅም ላይ የዋለው የሜታቦሊክ መንገድ ሲሆን ከፍተኛ ኃይል ያለው ነው።

Mitochondria

ሌላ መሰረታዊ ፅንሰ-ሀሳብ፡- ሚቶኮንድሪያን ምንድን ነው? ይህ የሴሉ የኃይል ባትሪ ነው. Mitochondria በሳይቶፕላዝም ውስጥ ይገኛሉ እና በጣም አስደናቂ የሆነ መጠን አላቸው - በአንድ ሰው ጡንቻዎች ውስጥ ወይም በጉበት ውስጥ ለምሳሌ ፣ ሴሎች እስከ አንድ ተኩል ሺህ ሚቶኮንድሪያ ይይዛሉ (በጣም ኃይለኛ ሜታቦሊዝም በሚከሰትበት ቦታ)። እና በሴል ውስጥ ኦክሲዳቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን ሲከሰት ይህ የሚቶኮንድሪያ ስራ ነው ኃይልን ያከማቻል እና ያሰራጫሉ።

Mitochondria በሴል ክፍፍል ላይ እንኳን አይመሰረትም፣ በጣም ተንቀሳቃሽ ናቸው፣ በሳይቶፕላዝም ሲፈልጉ በነፃነት ይንቀሳቀሳሉ። የራሳቸው ዲ ኤን ኤ አላቸው, እና ስለዚህ ተወልደው በራሳቸው ይሞታሉ. ሆኖም የሕዋስ ሕይወት ሙሉ በሙሉ በእነሱ ላይ የተመሠረተ ነው ፣ ያለ ማይቶኮንድሪያ አይሰራም ፣ ማለትም ፣ ሕይወት በእውነት የማይቻል ነው። ስብ, ካርቦሃይድሬትስ, ፕሮቲኖች ኦክሳይድ ናቸው, በዚህም ምክንያት የሃይድሮጂን አተሞች እና ኤሌክትሮኖች መፈጠር - አቻዎችን በመቀነስ, በመተንፈሻ ሰንሰለቱ ላይ ተጨማሪ ይከተላል. ኦክሲዳቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን የሚከሰተው በዚህ መንገድ ነው፣ አሰራሩ ቀላል ይመስላል።

ቀላል አይደለም

በሚቶኮንድሪያ የሚመነጨው ሃይል ወደ ሌላ ይቀየራል ይህም የኤሌክትሮ ኬሚካል ቅልመት ኃይል በሚቶኮንድሪያ ውስጠኛ ሽፋን ላይ ላሉ ፕሮቶኖች ብቻ ነው። ለ ATP ውህደት የሚያስፈልገው ይህ ጉልበት ነው. እና በትክክል ኦክሲዲቲቭ ፎስፈረስ ማለት ይህ ነው። ባዮኬሚስትሪ በጣም ወጣት ሳይንስ ነው ፣ በ 19 ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ ብቻ በሴሎች ውስጥ የማይቶኮንድሪያል ቅንጣቶች ነበሩ ፣ እና የኃይል የማግኘት ሂደት ብዙ ቆይቶ ተብራርቷል። በ glycolysis (እና ከሁሉም በላይ ፒሩቪክ አሲድ) የሚፈጠሩት ትሪኦዞዎች በማይቶኮንድሪያ ውስጥ ተጨማሪ ኦክሳይድን እንዴት እንደሚያመርቱ ተስተውሏል።

Trioses የመከፋፈያ ሃይልን ይጠቀማሉ፣ከዚህም CO₂ ይለቀቃል፣ኦክሲጅን ይበላል እና ከፍተኛ መጠን ያለው ATP ይዋሃዳል። ከላይ ያሉት ሁሉም ሂደቶች ከኦክሳይድ ዑደቶች ጋር በቅርበት የተሳሰሩ ናቸው, እንዲሁም ኤሌክትሮኖችን የሚይዘው የመተንፈሻ ሰንሰለት. ስለዚህም ኦክሲዳቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን በሴሎች ውስጥ ይከሰታል፣ ለነሱ "ነዳጅ"ን በማዋሃድ - ATP ሞለኪውሎች።

የኦክሳይድ ዑደቶች እና የመተንፈሻ ሰንሰለት

በኦክሳይድ ዑደት ውስጥ ትሪካርቦክሲሊክ አሲዶች ኤሌክትሮኖችን ይለቃሉ በኤሌክትሮን ትራንስፖርት ሰንሰለት ላይ ጉዞ ይጀምራሉ በመጀመሪያ ወደ ኮኤንዛይም ሞለኪውሎች ፣ እዚህ NAD ዋናው ነገር (ኒኮቲናሚድ አድኒን ዲኑክሊዮታይድ) ነው ፣ ከዚያም ኤሌክትሮኖች ወደ ETC ይተላለፋሉ። (የኤሌክትሪክ ማጓጓዣ ሰንሰለት);ከሞለኪውላዊ ኦክሲጅን ጋር እስኪቀላቀሉ ድረስ እና የውሃ ሞለኪውል እስኪፈጥሩ ድረስ. ከላይ በአጭሩ የተገለፀው ኦክሲዲቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን ወደ ሌላ የድርጊት ቦታ ይተላለፋል። ይህ የመተንፈሻ ሰንሰለት ነው - በሚቶኮንድሪያ ውስጠኛ ሽፋን ውስጥ የተገነቡ የፕሮቲን ውህዶች።

ፍጻሜው የሚከሰትበት ቦታ ነው - የኃይል ለውጥ በቅደም ተከተል ኦክሳይድ እና የንጥረ ነገሮች ቅነሳ። ትኩረት የሚስበው በኤሌክትሮ ትራንስፖርት ሰንሰለት ውስጥ ኦክሳይድ ፎስፈረስላይዜሽን በሚፈጠርባቸው ሶስት ዋና ዋና ነጥቦች ውስጥ እዚህ አሉ ። ባዮኬሚስትሪ ይህንን ሂደት በጥልቀት እና በጥንቃቄ ይመለከታል። ምናልባት አንድ ቀን ለእርጅና አዲስ መድኃኒት ከዚህ ይወለዳል። ስለዚህ, በዚህ ሰንሰለት ሶስት ነጥቦች ላይ, ATP ከፎስፌት እና ኤዲፒ (adenosine diphosphate ራይቦዝ, አድኒን እና ሁለት የፎስፈሪክ አሲድ ክፍሎችን የያዘ ኑክሊዮታይድ ነው). ለዚህም ነው ሂደቱ ስሙን ያገኘው።

የተንቀሳቃሽ ስልክ መተንፈሻ

ሴሉላር (በሌላ አነጋገር - ቲሹ) መተንፈሻ እና ኦክሳይድ ፎስፈረስላይዜሽን አንድ ላይ የሚወሰዱ ሂደቶች ተመሳሳይ ደረጃዎች ናቸው። አየር በእያንዳንዱ የሕብረ ሕዋስ እና የአካል ክፍሎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል, የተቆራረጡ ምርቶች (ስብ, ካርቦሃይድሬትስ, ፕሮቲኖች) በተበላሹበት, እና ይህ ምላሽ በማክሮኤርጂክ ውህዶች መልክ የተከማቸ ኃይልን ያመጣል. መደበኛ የ pulmonary መተንፈስ ከቲሹ አተነፋፈስ የሚለየው ኦክስጅን ወደ ሰውነት ውስጥ ስለሚገባ ካርቦን ዳይኦክሳይድ ከውስጡ ስለሚወጣ ነው።

ሰውነት ሁል ጊዜ ንቁ ነው፣ ጉልበቱ ለመንቀሳቀስ እና ለማደግ፣ እራስን ለማራባት፣ ለመበሳጨት እና ለሌሎች በርካታ ሂደቶች ይውላል። ለዚህ ነው እናoxidative phosphorylation በ mitochondria ውስጥ ይከሰታል. ሴሉላር አተነፋፈስ በሦስት ደረጃዎች ሊከፈል ይችላል-የ ATP ኦክሲዴሽን ከፒሩቪክ አሲድ, እንዲሁም አሚኖ አሲዶች እና ቅባት አሲዶች; አሴቲል ቀሪዎች በ tricarboxylic acid ተደምስሰዋል ፣ ከዚያ በኋላ ሁለት የካርቦን ዳይኦክሳይድ ሞለኪውሎች እና አራት ጥንድ ሃይድሮጂን አተሞች ይለቀቃሉ ። ኤሌክትሮኖች እና ፕሮቶን ወደ ሞለኪውላር ኦክሲጅን ይተላለፋሉ።

ተጨማሪ ስልቶች

በሴሉላር ደረጃ መተንፈስ የኤዲፒን መፈጠር እና መሙላትን በቀጥታ በሴሎች ውስጥ ያረጋግጣል። ምንም እንኳን ሰውነት በአዴኖሲን ትሪፎስፎሪክ አሲድ በሌላ መንገድ ሊሞላው ይችላል. ለዚህ፣ ተጨማሪ ስልቶች አሉ እና አስፈላጊ ከሆነም ተካተዋል፣ ምንም እንኳን ያን ያህል ውጤታማ ባይሆኑም።

እነዚህ ከኦክሲጅን-ነጻ የካርቦሃይድሬትስ ስብራት የሚፈጠሩባቸው ስርዓቶች ናቸው - glycogenolysis እና glycolysis። ይህ ከአሁን በኋላ ኦክሲዳቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን አይደለም፣ ምላሾቹ በተወሰነ መልኩ የተለያዩ ናቸው። ነገር ግን ሴሉላር አተነፋፈስ ማቆም አይችልም, ምክንያቱም በሂደቱ ውስጥ በጣም አስፈላጊ የሆኑት በጣም አስፈላጊ የሆኑ ውህዶች ሞለኪውሎች ተፈጥረዋል, ለተለያዩ ባዮሲንተሲስ ጥቅም ላይ ይውላሉ.

የኃይል ቅጾች

ኤሌክትሮኖች ወደ ሚቶኮንድሪያል ሽፋን በሚተላለፉበት ጊዜ ኦክሳይቲቭ ፎስፈረስላይዜሽን በሚፈጠርበት ጊዜ ከእያንዳንዱ ውስብስቦቹ የሚገኘው የመተንፈሻ ሰንሰለት የሚለቀቀውን ሃይል ፕሮቶንን በገለባው ውስጥ ለማንቀሳቀስ ማለትም ከማትሪክስ ወደ ሽፋን መካከል ወዳለው ክፍተት ይመራዋል።. ከዚያም እምቅ ልዩነት ይፈጠራል. ፕሮቶኖች በአዎንታዊ ተሞልተው በ intermembrane ክፍተት ውስጥ ይገኛሉ እና በአሉታዊ መልኩክፍያ ከማይቶኮንድሪያል ማትሪክስ።

የተወሰነ የአቅም ልዩነት ሲፈጠር የፕሮቲን ውስብስቡ ፕሮቶንን ወደ ማትሪክስ በመመለስ የተቀበለውን ሃይል ወደ ፍፁም የተለየ ወደሆነው በመቀየር ኦክሳይድ ሂደቶች ከተሰራ - ADP phosphorylation። የንጥረ ነገሮች ኦክሳይድ እና ፕሮቶን በሚተኮንድሪያል ሽፋን በሚፈስሱበት ጊዜ ሁሉ የኤቲፒ ውህደት አይቆምም ማለትም ኦክሳይድ ፎስፈረስ።

ሁለት ዓይነት

ኦክሲዳቲቭ እና substrate phosphorylation በመሠረቱ እርስ በርሳቸው ይለያያሉ። በዘመናዊው ሀሳቦች መሠረት ፣ በጣም ጥንታዊዎቹ የሕይወት ዓይነቶች የፎስፈረስ ፎስፈረስ ምላሾችን ብቻ መጠቀም ችለዋል። ለዚህም, በውጫዊው አካባቢ ውስጥ ያሉ ኦርጋኒክ ውህዶች በሁለት ሰርጦች በኩል ጥቅም ላይ ይውላሉ - እንደ የኃይል ምንጭ እና እንደ የካርቦን ምንጭ. ይሁን እንጂ በአካባቢው ውስጥ ያሉ እንዲህ ያሉ ውህዶች ቀስ በቀስ ደርቀዋል, እና ቀደም ሲል የታዩት ፍጥረታት መላመድ ጀመሩ, አዲስ የኃይል ምንጮችን እና አዲስ የካርቦን ምንጮችን ይፈልጉ.

ስለዚህ የብርሃን እና የካርቦን ዳይኦክሳይድን ሃይል መጠቀምን ተማሩ። ነገር ግን ይህ እስኪሆን ድረስ, ፍጥረታት ኃይልን ከኦክሳይድ የመፍላት ሂደቶች ይለቃሉ እና በ ATP ሞለኪውሎች ውስጥም ያከማቹት. ይህ በሚሟሟ ኢንዛይሞች የካታላይዜሽን ዘዴ ጥቅም ላይ በሚውልበት ጊዜ substrate phosphorylation ይባላል። የዳበረው ንጥረ ነገር ኤሌክትሮኖችን ወደሚፈለገው ውስጣዊ ተቀባይ - acetone፣ acetalhyd፣ pyruvate እና የመሳሰሉት፣ ወይም ኤች₂ - ጋዝ ሃይድሮጂን የሚለቀቅ ኤጀንት ይፈጥራል።

የንጽጽር ባህሪያት

ከመፍላት ጋር ሲወዳደር ኦክሳይድ ፎስፈረስ በጣም ከፍተኛ የሃይል ምርት አለው። ግላይኮሊሲስ አጠቃላይ የ ATP ምርትን ሁለት ሞለኪውሎች ይሰጣል ፣ እና በሂደቱ ውስጥ ከሰላሳ እስከ ሰላሳ ስድስት ይዋሃዳሉ። ኤሌክትሮኖች ከለጋሽ ውህዶች ተቀባይ ውህዶች በኦክሳይድ እና በመቀነስ ምላሾች አማካኝነት እንቅስቃሴ አለ፣ ይህም ሃይል እንደ ATP ተከማችቷል።

Eukaryotes እነዚህን ግብረመልሶች የሚያከናውነው በሚቲኮንድሪያል ሴል ሽፋን ውስጥ በሚገኙ የፕሮቲን ውስብስቶች ሲሆን ፕሮካርዮተስ ደግሞ ከውጭ - በ intermembrane ቦታ ላይ ይሰራል። ETC (የኤሌክትሮን ማጓጓዣ ሰንሰለትን) የሚያጠቃልለው ይህ የተቆራኙ ፕሮቲኖች ስብስብ ነው። ዩካርዮት በአቀነባበሩ ውስጥ አምስት የፕሮቲን ውህዶች ብቻ ሲኖራቸው ፕሮካርዮት ግን ብዙ አሏቸው እና ሁሉም ከተለያዩ ኤሌክትሮኖች ለጋሾች እና ተቀባይዎቻቸው ጋር ይሰራሉ።

ግንኙነቶች እና ግንኙነቶች

የኦክሳይድ ሂደት ኤሌክትሮኬሚካላዊ አቅም ይፈጥራል፣ እና በፎስፈረስ ሂደት ይህ አቅም ጥቅም ላይ ይውላል። ይህ conjugation የቀረበ ነው, አለበለዚያ - phosphorylation እና oxidation ሂደቶች መካከል ትስስር. ስለዚህ ስሙ, ኦክሳይድ ፎስፈረስላይዜሽን. ለግንኙነት የሚያስፈልገው ኤሌክትሮኬሚካላዊ አቅም የተፈጠረው በሶስት ውስብስብ በመተንፈሻ ሰንሰለቶች - የመጀመሪያው፣ ሶስተኛ እና አራተኛው ሲሆን እነዚህም የመገጣጠም ነጥቦች ይባላሉ።

የማይቶኮንድሪያ ውስጠኛው ሽፋን ከተበላሸ ወይም የመተላለፊያው አቅም ባልተጣመሩ ሰዎች እንቅስቃሴ ከጨመረ ይህ በእርግጠኝነት የኤሌክትሮኬሚካላዊ አቅም እንዲጠፋ ወይም እንዲቀንስ ያደርጋል።ቀጥሎ የሚመጣው የፎስፈረስ እና የኦክሳይድ ሂደቶች አለመጣጣም ፣ ማለትም ፣ የ ATP ውህደት መቋረጥ ነው። ኤሌክትሮኬሚካላዊ እምቅ አቅም ሲጠፋ የፎስፈረስ እና የትንፋሽ አለመገጣጠም ተብሎ የሚጠራው ክስተት ነው.

ግንኙነቶች

የስርዓተ-ጥረ-ምግቦች ኦክሲዴሽን የሚቀጥልበት እና ፎስፈረስላይዜሽን የማይከሰትበት (ማለትም ATP ከ P እና ADP ያልተፈጠረ) ፎስፈረስ እና ኦክሲዴሽን አለመገጣጠም ነው። ይህ የሚሆነው ያልተጣመሩ ሰዎች በሂደቱ ውስጥ ጣልቃ ሲገቡ ነው. ምንድን ናቸው እና ምን ውጤት ለማግኘት ይጥራሉ? የ ATP ውህደት በጣም ይቀንሳል እንበል, ማለትም, በትንሽ መጠን የተዋሃደ ነው, የመተንፈሻ ሰንሰለት ይሠራል. ጉልበት ምን ይሆናል? እንደ ሙቀት ይወጣል. ሁሉም ሰው በትኩሳት ሲታመም እንዲህ ይሰማዋል።

የሙቀት መጠን አለዎት? ስለዚህ ሰባሪዎቹ ሠርተዋል. ለምሳሌ አንቲባዮቲክስ. እነዚህ በስብ ውስጥ የሚሟሟ ደካማ አሲዶች ናቸው. ወደ ሴሉ ኢንተርሜምብራን ውስጥ ዘልቀው በመግባት ወደ ማትሪክስ ውስጥ ይሰራጫሉ, የታሰሩ ፕሮቶኖችን ከነሱ ጋር ይጎትቱታል. ያልተጣመረ እርምጃ, ለምሳሌ, በታይሮይድ እጢ የሚመነጩ ሆርሞኖች አዮዲን (ትሪዮዶታይሮኒን እና ታይሮክሲን) ይይዛሉ. የታይሮይድ እጢ hyperfunctioning ከሆነ, ሕመምተኞች ሁኔታ አስከፊ ነው: እነርሱ ATP ኃይል ይጎድላቸዋል, ምግብ ብዙ ይበላሉ, ምክንያቱም አካል oxidation የሚሆን substrates ብዙ ስለሚያስፈልገው, ነገር ግን እነርሱ ክብደት ያጣሉ, ዋና ክፍል ጀምሮ. የተቀበለው ሃይል በሙቀት መልክ ይጠፋል።