Вход

АТР (аденизинтрифосфорная к-та) и биоэнергетика клетки

Рекомендуемая категория для самостоятельной подготовки:
Курсовая работа*
Код 350032
Дата создания 06 июля 2013
Страниц 12
Мы сможем обработать ваш заказ (!) 29 марта в 12:00 [мск]
Файлы будут доступны для скачивания только после обработки заказа.
1 310руб.
КУПИТЬ

Содержание

Введение
1. Аденозинтрифосфорная кислота
1.1. Строение молекулы аденозинтрифосфата
1.2. Синтез АТФ
1.2.1. Митохондрии
1.3. Фосфорилирование АДФ
1.4. Использование энергии связей АТФ
1.4.1. Активный транспорт
1.4.2. Мышечное сокращение
1.4.3. Регуляторные функции
Заключение
Список литературы



Введение

АТР (аденизинтрифосфорная к-та) и биоэнергетика клетки

Фрагмент работы для ознакомления

Структура АТФ термодинамически неустойчива, в результате близко расположенных отрицательных зарядов молекула может вступать в реакцию гидролиза (ферментативным путем):
АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4
В клетке она существует не более 1 минуты. При отделении одного остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в аденозиндифосфат (АДФ), если отделяется еще один остаток фосфорной кислоты (что бывает крайне редко), то АДФ в аденозинмонофосфат (АМФ).
Связь между остатками фосфорной кислоты называют макроэргической, так как при ее разрыве выделяется почти в четыре раза больше энергии, чем при расщеплении других химических связей4.
АТФ диффундирует в те места, где необходима энергия. При необходимости в энергии путем гидролиза разрывается связь фосфатной группы и высвобождается находящаяся в ней химическаяэнергия. При отделении каждого остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж энергии.
АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + 40 кДж
АДФ + Н2О → АМФ + Н3РО4 + 40 кДж
Образование макроэргических связей присходит в процессе окисления сложных органических молекул (реакции фосфорилирования АДФ) при разрыве химических связей. Молекулы распадаются до трехуглеродных соединений, которые включаются в цикл Кребса (лимонная кислота), окисляясь далее до СО2 и Н2О.
Известно, что углеводы и белки дают в среднем около 17,16 кДж/г (4,1 ккал/г) энергии. Самой высокой энергетической способностью обладают жиры: 1 г жира дает 38 гДж/г (9,1 ккал/г) энергии, что больше количества энергии, выделяемой при окислении белков и углеводов, вместе взятых5.
Основными веществами, за счет которых клетки обеспечиваются энергией, служат жиры и углеводы. Высвобождение энергии в клетке происходит в результате нескольких процессов.
1.3. Фосфорилирование АДФ
Один из них фософрилирование АДФ (рис.2) энергия окисляющих веществ используется для синтеза АТФ из АДФ. В молекуле АТФ имеются две макроэргические связи, в молекуле АДФ только одна. Еще одна макроэргическая связь в АДФ добавляется путем окислительного фосфорилирования. При этом АДФ фосфорилируется неорганическим фосфатом (рис.2) реакция энергетически сопряжена с переносом водородас восстановленных коферментов на кислород. При этом переносе освобождается основная часть окисляемых веществ. Энергетическое сопряжение реакций переноса водорода и синтеза АТФ происходит при участии митохондриальной мембраны и Н+-АТФ-синтетазы.
Другой путь синтеза АТФ из АДФ – субстратное фосфорилирование, в этом случае механизм сопряжения не требует участия мембран. Окисление субстратов в процессе дыхания можно представить как перенос электронов и протонов (т.е. в целом – атомов водорода) от неорганических веществ на кислород:
D∙H2 + ½O2 → D + H2O
Этот процесс включает много этапов, в нем участвует ряд промежуточных переносчиков, образующих цепь переноса электронов, или дыхательную цепь. Дыхательная цепь локализована в митохондриях во внутренней мембране. Водород от первичных доноров проходит по дыхательной цепи с участием НАД-зависимых и ФАД-зависимых дегидрогеназ, убихинона, цитохромов, цитохромоксидазы. В результате атомы водорода пройдя через дыхательную цепь достигают конечного акцептора – атмосферного кислорода6.
Энергия, высвобождающаяся в процессе переноса электронов по дыхательной цепи, используется для перекачивания протонов из матрикса митохондрий в пространство между их внутренней и внешней мембранами. Перенос протонов приводит к созданию мембранного потенциала на внутренней митохондриальной мембране. За счет тока протонов обратно в матрикс митохонрдрий индуцируется, согласно теории Митчелла, синтез АТФ (окислительное фосфорилирование). При окислении каждой молекулы НАДН образуется три молекулы АТФ, а при окислении одной молекулы ФАДН2 – две молекулы АТФ. В первом случае отношение образования АТФ к потреблению кислорода равно 3 (на 1 грамм-атом кислорода образуются три моль АТФ), а во втором – 27.
Реакции фосфорилирования АДФ и последующего использования АТФ в качестве источника энергии образуют циклический процесс:
Энергия окисляемых веществ
АДФ + Н3РО4 АТФ + Н2О
Энергия
Эти превращения энергии и есть энергетический обмен
1.4. Использование энергии связей АТФ
Полученная потенциальная энергия затем превращается в кинетическую — механическую (мышечное сокращение), химическую (эндоргонические синтезы), осмотическую (трансмембранная разность концентраций) и электрическую работу (трансмембранный электрический потенциал). Часть энергии используется для поддержания постоянства внутреннего состояния организма, синтеза новых веществ, обновления и строения клеток, сокращения мышц, проведения нервных импульсов8.
1.4.1. Активный транспорт
АТФ участвует в обмене веществ между клеткой и средой. Энергия АТФ используется в натриевом насосе. Использование АТФ для активного транспорта происходит с участием мембранных натрий-калиевых белков (АТФаз), котрые расщепляют АТФ на АДФ и фосфат на внутренней мембране клетки. Энергия одной молекулы АТФ используется для транспорта трех ионов натрия из клетки и двух ионов калия в клету. Так осуществляется конформационный переход комплекса и трансмембранный перенос катионов против электрохимического потенциала.
1.4.2. Мышечное сокращение
Наиболее изучено мышечное сокращение, где АТФ является непосредственным источником энерги. АТФ гидролитически расщепляется и за счет этого энергетически используется в мышце с помощью особого фермента – АТФазы миозина, этот процесс активизируется актином. Актин и миотин – белковые структуры, прямо участвующие в механическом сокращении, а АТФ – единственное вещество в клетке, которое может непосредственно утилизироватся.
АТФаза миозина активируется в присутствии ионов магния и расщепляет АТФ до АДФ и фосфата, высвобождая энергию. Это происходит только в случае прикрепления головки миозина к активирующему белку – актину. В каждом случае прикрепления-отделения поперечного мостика АТФ расщепляется только один раз. Следовательно, чем больше мостиков находится в активном состоянии, тем выше скорость расщепления АТФ и сила, развиваемая мышцей.
АТФ – непосредственный источник энергии для сокращений сердца. Содержание АТФ в миокарде составляет 4-6 мкмоль/г. Это количество невелико по сравнению с тем, которое требуется для сократительной деятельности миокарда. За несколько секунд работы сердца оно обновляется, т.е. расщепляется с образованием АДФ и неорганического фосфора и вновь синтезируется несколько раз.

Список литературы

"
1.Дубынин В.А. Регуляторные системы организма человека. - М.: Дрофа, 2003. — 368с.
2.Николаев А.Я. Биологическая химия. - М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – 566с.
3.Федюкович Н.И. Анатомия и физиология человека: Учебное пособие. — Ростов н/Д: изд-во: Феникс, 2003. - 416с.
4.Физиология человека: В 3 тт: Т. 1 / под ред. Шмидт Р., Тевс Г.; пер. с англ. – М.: Мир, 2004. – 323с.
5.Физиология человека: В 3 тт: Т. 2 / под ред. Шмидт Р., Тевс Г.; пер. с англ. – М.: Мир, 2005. – 314с.
6.Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. – 495с.
"
Очень похожие работы
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
bmt: 0.00447
© Рефератбанк, 2002 - 2024