10. Energie

10. ENERGIE

Energetika biochemických dějů

• v těle všech organismů probíhají protichůdné reakce: anabolické a katabolické

• přeměna jednotlivých látek v buňce se uskutečňuje soubory na sebe navazujících reakcí, které se označují jako metabolické dráhy (produkt jedné reakce je substrátem pro reakci následující

• jednotlivé metabolické reakce jsou katalyzovány látkami bílkovinné povahy – enzymy které reakce usnadňují a urychlují

ANABOLISMUS KATABOLISMUS

• syntetizují se složité organické sloučeniny

• energie se spotřebovává

• jde o děje exergonické (jsou spřaženy s reakcí, která dodává energii), probíhající většinou jako redukce substrátu

• → vyžadují energeticky bohaté redukovadlo: NADH + H+ nebo NADPH

• a protože anabolické reakce vedou ke vzrůstu velikosti a komplexity struktury, vyžadují energii ve formě ATP

• např. FOTOSYNTÉZA: probíhá jen v zelených buňkách, jen na světle

• CO2 a H2O vstupují

• O2 se uvolňuje

• hmotnost rostliny se zvyšuje

• složité organické sloučeniny (sacharidy, lipidy, bílkoviny atd.) se štěpí (rozkládají)

• jsou odbourávány převážně oxidačními (dehydrogenačními) pochody na jednodušší sloučeniny (kyselinu pyrohroznovou, octovou atd.) a nakonec až na CO2, H2O, NH3, močovinu

• energie se při tom uvolňuje

• jde o děje exergonické (probíhají samovolně bez dodání energie), probíhající většinou jako oxidace substrátu

• např. DÝCHÁNÍ: probíhá ve všech živých buňkách, na světle i ve tmě

• cukry se rozkládají na CO2 a H2O

• O2 se spotřebovává

• Hmotnost organismus se snižuje

• funkce katabolismu

• produkuje chemickou energii a ukládá ji do molekul ATP

• poskytuje stavební materiál pro biosyntetické reakce

• vyrábí energií bohaté redukční činidlo NADPH

VZÁJEMNÝ VZTAH ANABOLISMU A KATABOLISMU

1. mají protichůdný charakter

ANABOLISMUS KATABOLISMUS charakter syntetický degradační chemická povaha zahrnutých dějů redukční oxidační energii potřebuje poskytuje vychází z několika málo prekurzorů z široké škály látek vede K široké škále produktů k několika málo konečným (odpadním) produktům

1. vzájemně se doplňují

• anabolismus potřebuje produkty katabolismu (energii, redukovadlo, prekurzory), a naopak produkty anabolismu jsou výchozími substráty katabolismu

1. podobnosti

• používají stejné chemické prostředky

• oxidačně redukční děje katabolismu – NAD+ a NADP+ (oxidované formy)

• oxidačně redukční děje anabolismu – NADH + H+ a NADPH (redukované formy)

• společný přenašeč energie – ATP

• probíhají mezi stejnými výchozími a konečnými látkami, ale v opačných směrech (všechny meziprodukty však nejsou identické

1. probíhají odděleně

• v různých částech buňky a často i v různých orgánech

DĚLENÍ ORGANISMŮ PODLE CHARAKTERU METABOLISMU

• heterotrofní - přijímají uhlík ve formě organických látek, patří sem živočichové, houby

• autotrofní – přijímají uhlík ve formě oxidu uhličitého, jsou schopny tvořit z anorganických látek látky organické, k čemuž získávají energii