24. Nukleové kyseliny a energetika biochemických dějů

24.
Metabolismus

• metabolismus – katabolismus, anabolismus

• endergonický x exergonický děj

• ATP: vznik (fosforylace substrátová, oxidativní a fotofosforylace), struktura a význam této makroergické sloučeniny

• metabolismus bílkovin (proteosyntéza)

• citrátový (Krebsův) cyklus a koncový dýchací řetězec jako součást dýchání a zakončení intermediárního metabolismu

• fermentace (kvašení alkoholové a mléčné)

Metabolismus

• Metabolismus: chemické procesy, při nichž dochází k přeměně látek a energii

Katabolismus

• Katabolismus: dráhy rozkladné – vznikají jednodušší látky, zisk energie

• exergonické procesy = energeticky výhodné ΔG < 0 (změna Gibbsovy volné energie)

• významné katabolické reakce: glykolýza, beta-oxidace

Anabolismus

• Anabolismus: dráhy skladné – vznikají složitější látky, spotřeba energie

• endergonické procesy = energeticky nevýhodné ΔG > 0

• významné anabolické reakce: proteosyntéza, fotosyntéza

ATP – vznik, struktura, význam

• ATP: adenosintrifosfát, významná makroergní sloučeniny (makroergní = obsahuje hodně energie)

• přenáší energii

• tvoří se z ADP při navázání zbytku kyseliny fosforečné během fosforylace

  • Fosforylace anaerobní (substrátová)

    • ATP vzniká bez přítomnosti kyslíku

    • např. při glykolýze vznikají 2 molekuly ATP

  • Fosforylace aerobní (oxidativní)

    • ATP vzniká za přítomnosti kyslíku

    • probíhá v dýchacím řetězci

  • Fotofosforylace

    • ATP vzniká účinkem sluneční energie při fotosyntée

    • probíhá u rostlin

• ATP se spotřebovává hydrolýzou, kdy vzniká ADP + Pi / AMP + PPi

Proteosyntéza

• proces syntézy bílkovin z aminokyselin

• informace o přesném pořadí aminokyselin v bílkovinách je uložená v primární struktuře DNA

1. Transkripce: přepis informace o struktuře bílkoviny na m-RNA, z informace uložené v DNA

   • nukleotidy v m-RNA se řadí za sebou na základě komplementarity bází

   • probíhá v buněčném jádře (u eukaryot)

   • po transkripci putuje vzniklé m-RNA do ribozomu, kde probíhá translace

2. Translace: překlad kódu z mRNA, dochází k tvorbě bílkoviny

   • mRNA prochází do ribozomu

   • tRNA nese AK, která se zařadí na místo, které odpovídá místu v mRNA – tvoří se řetězec

   • až se vytvoří bílkovina, tRNA poté opouští ribozom

   • druh aminokyseliny, který se naváže na m-RNA určuje tzv. kodon (triplet)

   • kodon = sekvence 3 nukleotidů za sebou v m-RNA

   • antikodon = sekvence 3 nukleotidů za sebou v t-RNA, které jsou komplementární ke kodonu

     • každá tRNA je specifická pro určitou AK

Krebsův cyklus (citrátový cyklus)

• Odbouráváním mastných kyselin v B-oxidaci vzniká aktivována forma kyseliny octové

  • acetylkoenzym A

• U glykolýzy vzniká pyruvát, ten se následně dekarboxylací mění na acetyl-CoA

• Krebsův cyklus probíhá v matrix mitochondrií

• prostřednictvím acetyl-CoA je Krebsův cyklus napojen na procesy odbourávání všech typů živin

  • sacharidů, lipidů i bílkovin (proteolýza – rozklad bílkovin)

    Krebsův cyklus