Learning Objectives
A szakasz végére Ön képes lesz:
- A különböző sejttípusokban zajló energiatermelő folyamatok összehasonlítására.
Minden élő szervezetnek energiára van szüksége az életfolyamatok elvégzéséhez. Az energia, ahogyan azt korábban az enzimekről szóló fejezetben megtanultad, az a képesség, hogy munkát végezzünk vagy valamilyen változást hozzunk létre. Számos olyan folyamatot ismersz vagy tanultál, amelyhez energiára lehet szükség:
- Mozgás
- Reprodukció
- A homeosztázis fenntartása számos különböző állapotban
- A táplálék megszerzése és megemésztése
- Fehérjék előállítása
Ahogy az élőlényeknek folyamatosan táplálékot kell fogyasztaniuk, hogy feltöltsék energiakészleteiket, a sejteknek is folyamatosan több energiát kell termelniük, hogy pótolják a folyamatosan lejátszódó számos energiaigényes kémiai reakció által felhasznált energiát. A sejtekben lejátszódó összes kémiai reakciót, beleértve azokat is, amelyek energiát fogyasztanak vagy termelnek, együttesen a sejt anyagcseréjének nevezzük.
Az élő sejt nem képes jelentős mennyiségű szabad energiát tárolni. A szabad energia a molekulákban nem tárolt energia. A felesleges szabad energia a sejtben a hő növekedését eredményezné, ami denaturálná az enzimeket és más fehérjéket, és elpusztítaná a sejtet. Ehelyett a sejtnek képesnek kell lennie arra, hogy biztonságosan tárolja az energiát, és csak szükség esetén szabadítja fel felhasználásra. Az élő sejtek ezt ATP segítségével érik el, amely a sejt bármely energiaszükségletének kielégítésére felhasználható. Hogyan? Úgy működik, mint egy újratölthető akkumulátor.
Amikor az ATP lebomlik, energia szabadul fel. Ezt az energiát a sejt munkára használja fel. Például az izomösszehúzódás mechanikai munkája során az ATP energiát szolgáltat az összehúzódó izomfehérjék mozgatásához.
Az ATP egy bonyolult kinézetű molekula, de a mi céljainkra úgy gondolhatunk rá, mint egy újratölthető akkumulátorra. Az ATP, az akkumulátorunk teljesen feltöltött formája három foszfátból (az ATP “TP” része azt jelenti, hogy “tri-foszfát”) áll, amelyek egy cukorhoz és egy adeninhez (az ATP “A” része) kapcsolódnak (1. ábra). Amikor az utolsó foszfát is lehasad az ATP-ről, energia szabadul fel. Az eredmény egyetlen foszfát és egy ADP nevű molekula (“D” jelentése “di”, ami kettőt jelent).
Egy ADP-molekula ATP-vé való visszaalakításához nagy mennyiségű energia szükséges. Ezt az energiát a második és harmadik foszfátcsoport közötti kötés tárolja. Amikor ez a kötés felszakad, az energia úgy szabadul fel, hogy a sejt fel tudja használni azt.