metabolizam, anabolizam i katabolizam, stvaranje ATP

1. METABOLIZAM
ANABOLIZAM I KATABOLAIZAM
Stvaranje ATP
KLARA KAKUČKA, prof.
hemije
MAČVANSKA SREDNJA
ŠKOLA

2. živi organizmi
 Svi živi organizmi imaju potrebu za konstantnim
prilivom energije kako bi održali ćelijsku
strukturu i rast.
 Hemotrofni organizmi; dobivaju slobodnu
energiju
oksidacijom hranjivih supstanci
 Fototrofni organizmi; dobivaju slobodnu energiju
od
svetlosne energije
Dobivenu energiju koriste za
 Kretanje
 Aktivni prenos
 Biosintezu

3. uloga metabolizma
Osnovna uloga metabolizma
 Obezbeđivanje i potrošnja energije
 Sinteza molekula za izgradnju ćelijskih
struktura i molekula potrebnih za rad i
funkciju stanice.
 Odstranjivanje otpadnih produkata

4. Metabolizam
Metabolizam je definisan kao suma
svih hemijskih reakcija koje organizam
koristi za rast, prehranu, kretanje i
izbacivanje otpadnih jedinjenja i za
komunikaciju.
Metabolizam se sastoji od dva glavna
dela,
katabolizma i anabolizma.

5. metaboličke šeme.
Sve reakcije ćelije i organizma su
organizovane u pažljivo reguliranim
sekvencama, koje su poznate kao
metaboličke šeme.
 Svaki metabolizam se sastoji od
serije koraka koji prevode početni
materijal do konačnog produkta

6. Katabolizam
 Katabolizam je grupa metabolitičkih
procesa koji razgrađuju velike
složene molekule.
 Glavna svrha razgradnje složenih
molekula je dobijanje manjih molekula
koji kasnij služe kao „materijal“ za
izgradnju složenih jedinjenja za
potrebeorganizma (anaboličke
reakcije), a procesi se koriste za
dobijanje energije

7. Anabolizam
 Anabolizam je niz metaboličkih proces izgradnje složenih
molekula, za koje se troše prekursori i energija nastala
katabolizmom. Složene molekule koje uglavnom čine stanične
strukture, nastaju postepeno, korak po korak iz malih
jednostavnih molekula.
 Anabolizam se odvija u tri osnovna koraka.
 u prvom koraku nastaju prekursori složenih molekula kao što su
aminokiseline, monosaharidi, izoprenoidi i nukleotidi.
 u drugom koraku prekursori se aktiviraju, vezanjem energije iz
ATP-a.
 u trećem koraku se prekursori spajaju u složene spojeve
kao što su proteini, polisaharidi, lipidi i nukleinske kiseline.

8. Anabolizam
 Anabolički procesi:
◦ Povezivanje šećera u glikogen
◦ Povezivanje aminokiselina u proteine
◦ Povezivanje masnih kiselina u trigliceride

9. Heterotrofni organizmi
Heterotrofni organizmi uzimaju gotove
organske materije hranom i
sagorijevanjem tih materija obezbeđuju
potrebnu energiju. Hrana heterotrofa
direktno ili indirektno potiče iz organskih
materija nastalih fotosintezom
(potrošači).
Organizam mora zadržati svoju ćelijsku
organizaciju.
Ćelije uzimaju hranu kao gorivo kako bi
održali njihovu konstantnu borbu protiv
haosa.

10. Metabolizam- hrana
 Hrana osigurava organska jedinjenja
koja stvaraju gradivne blokove i
energiju za rast, održavanje i
strukturu.
 Metabolizam je lavirint reakcija gde
se biomolekuli konvertuju u korisne
forme.

11. Autotrofi i Heterotrofi
 Autotrofi sintetiziraju organske spojeve
od CO2 i H2O, koristeći sunčevu
svetlost.
 Heterotrofi moraju uzeti hranu kako bi
stvorili organske supstance za
metabolizam.

12. stvaranje ATP-a.
 U različitim koracima metabolizma,
ćelija koristi energiju oksidacije kako bi
sintetizirala visokoenergetske
molekule ATP.
 Aerobni organizmi koriste
reducirajuću moć visokoenergetskih
molekula NADH pomažući stvaranje
ATP-a.

13. efikasnost ćelije
Kako povećati efikasnost neke ćelije?
 Upotreba ATP
 ATP je dobar izvor energije
 Može učestvovati u mnogim različitim
reakcijama u ćeliji
Često je direktno uključen u reakcije
Mali gubitak energije tokom fosforilacije nekog
međuprodukta
 Upotreba enzima
Smanjuje enregiju potrebnu za izvođenje
reakcije i regulišu tok reakcija

14. Egzergone i Endergone reakcije
 Egzergone reakcije su one u kojima
se oslobađa slobodna energija
 Endergone reakcije su one kojima je
potrebna dodatna energija- vezuju
energiju

15. povezivanje Egzergone i
Endergone reakcije
 Energija molekule se koristi da poveže
egzergone reakcije i endergone
 Nukleotid sa tri fosfatne grupe
povezane na šećer ribozu
 ATP ima visoku energiju

16. ATP

17. Oslobđanje energije
 Energija oslobođena iz ATP kroz gubitak
fosfatne grupe
 Kataboličke reakcije rezultiraju hidrolizom
stvarajući ADP, neorganski fosfat i
oslobađaju energiju

18. Kako “radi” ATP ?
 Hidrolizom ATP stvara se neorganski
fosfat koji se veže za molekule koje su
uključene u endergone procese
 Fosforilacija je proces kada ATP prenosi
fosfat na molekule
 Rezultat reakcije je međuprodukt koji
može završti željenu reakciju

19. Povezivanje ekzergonih i endergonih reakcija

20. Regeneracija ATP-a
 ATP gubi energiju u procesu fosforilacije
međuprodukta, oslobađajući energiju za
ćelijski rad.
 Regeneracija ATP se dešava kada
neorganski fosfat se veže za molekule
ADP koristeći eregiju nastalu u
kataboličkom procesu.

21. Strategija ćelija
 Osnovna strategija koju koriste ćelije
jeste da oksidiraju hranu i koriste dio
oslobođene energije za konverziju
ADP i fosfata u ATP.
 Stvaranje ATP se dešava u četiri faze

22. I - Digestija i absorpcija molekula.
 Digestija hrane uključuje hidrolizu
 ugljohidrata do monosaharida,
proteina do aminokiselina,
masti i ulja do masnih kiselina i glicerola.

23. 2-Degradacija molekula hrane do Acetil
CoA
Skeleti glukoze, fruktoze i galaktoze kao i masnih
kiselina, glicerola i nekoliko aminokiselina i
konvertovani su u acetatnu formu tioestera
acetil koenzima A.
3 – U trećoj fazi se odvija serija reakcija
poznatih kao ciklus trikarboksilnih kiselina,
citratni ili Krebsov ciklus
 Važna funkcija ovog ciklusa je i oksidacija dva
atoma C iz acetilne grupe acetil koenzima A do
dva molekula CO2
 Ove reakcije dešavaju se u mitohondrijima

24. Acetil-CoA

25. stvaranje ATP-a.
 4 – U četvrtoj fazi dolazi do transporta i oksidativne
fosforilacije, što predstavlja centralni put oksidacije i
redukcije koenzima i stvaranje ATP-a