Promet materije i energije u ćeliji

1. Promet materije i energije u ćeliji
Ivana Damnjanović

2. Transformacija energije
Fotosinteza
Sunčeva
energija
Hemijska energija

3. Svi procesi u ćeliji zahtevaju
energiju
• Ova energija se obezbeđuje transformacijom
hemijske energije u neke druge oblike
energije, dok se drugi deo gubi u vidu toplote.

4. Metbolički putevi
• Metabolizam-skup svih hemijskih procesa u
organizmu.
• Metabolički procesi čine razgranatu mrežu
metaboličkih puteva
nalik na saobraćajnice.

5. Katabolički procesi
• Procesi u kojima se složeniji organski molekuli
razgrađuju na jednostavnije, pri ćemu se odlobađa
energija.
• Glavni katabolički put u ćelijama je put ćelijskig
disanja (razlaganje glukoze do CO2 i H2O, uz
oslobađanje energije).

6. Anabolički procesi
• Energija se koristi da bi se od jednostavnijih
molekula izgradili složeni.
• Biosinteza proteina

7. Adenozintrifosfat (ATP)

Za većinu ćelijskih aktivnosti izvor energije je
adenozin-trifosfat ili ATP.

Molekul ATP-a se sastoji od adenina, riboze i
tri fosfatne grupe.

9. -Ove tri fosfatne grupe su međusobno vezane pomoću
kovalentnih, visokoenergetskih veza koje, kada se
hidrolizuju, oslobađaju relativno veliku količinu energije.
-Treća grupa se odvaja i oslobađa u obliku neorganskog fosfata.

10. 
Fosfatne grupe su
negativno
naelektrisane.

Zbog toga se snažno
odbijaju; kovalentne
veze su nestabilne i
jako lako se raskidaju.

Njihovim raskidanjem
se oslobađa
ENERGIJA.

11. 
Kada se iz ATP-a
oslobodi jedna krajnja
fosfatna grupa nastaje
adenozin difosfat
(ADP); izdvajanjem još
jedne krajnje fosfatne
grupe iz ADP nastaje
adenozin monofosfat
(AMP).

12. 
Odvojena fosfatna grupa se vezuje za neki drugi
molekul-on biva fosforilovan i reaktivan.

13. 
Da bi ćelija ponovo obnovila svoju energiju,
mora obnoviti ATP, tj. ADP mora primiti
jednu fosfatnu grupu.

Za ovaj proces je potrebna energija koja se
dobija razgradnjom hranljivih materija
(katabolizam).

Npr. u mitohondrijama se stvara energija
koja se koristi za sintezu ATP-a.

14. Enzimi (katalizatori)

Svaka hemijska reakcija obuhvata, kako
raskidanje, tako i formiranje hemijskih
veza.

Za razgradnju je hemijskih veza je potrebno
uložiti energiju.

Ova energija će se osloboditi kada se nova
hemijska veza formira.

15. 
Energija koja se ulaže se naziva ENERGIJA
AKTIVACIJE.

Nastaje preuzimanjem toplote iz okoline.

U ovim uslovima se molekuli reaktanta
(učesnika reakcije) jako brzo kreću u rastvoru;
uskoro dolaze u nestabilno stanje i tada
reakcija može da se odigra-TRANZICIONO
STANJE.

17. 
Kada se molekuli reaktanta pregrupišu nastaje
nova hemijska veza.

Tada se energija oslobađa u okruženje iz
kojeg je na početku preuzeta.

Reakcija u kojoj je energija oslobođena u
okruženje veća od aktivacione energije je
EGZOTERMNA REAKCIJA.

18. 
Kada se desi suprotno, i u okruženje se oslobodi manje
energije od aktivacione, u pitanju je ENDOTERMNA
REAKCIJA.

19. Zašto je ovo važno?

Energija aktivacije sprečava spontano
odigravanje reakcija u ćeliji.

Kada ona ne bi postojala došlo bi do
nekontrolisane razgradnje molekula koji
sadrže veliku količinu energije (proteini,
nukleinske kiseline...).

20. Uloga enzima

ENZIMI (katalizatori) ubrzavaju izvesne
hemijske reakcije tako što smanjuju energiju
aktivacije.

Ovo je jako značajno za reakcije koje se
odigravaju jako sporo pri telesnoj temperaturi.

21. 
Enzimi su selektivni: imaju afinitet samo
prema određenom reaktantu tj. supstratu.

Katalizuju samo određene hemijske reakcije u
organizmu; određuju koji će se hemijski
proces odigrati.