Cele nauczania
Pod koniec tej sekcji, zaczniesz być w stanie:
- Porównać procesy generowania energii w różnych typach komórek.
Wszystkie żywe organizmy wymagają energii do wykonywania swoich procesów życiowych. Energia, jak dowiedziałeś się wcześniej w rozdziale o enzymach, jest zdolnością do wykonywania pracy lub do tworzenia pewnego rodzaju zmian. Znasz lub uczyłeś się o wielu procesach, które mogą wymagać energii:
- Ruch
- Reprodukcja
- Utrzymanie homeostazy wielu różnych warunków
- Pozyskiwanie i trawienie pokarmu
- Produkcja białek
Tak jak żywe istoty muszą nieustannie spożywać pokarm, aby uzupełnić swoje zapasy energii, komórki muszą nieustannie produkować więcej energii, aby uzupełnić tę zużywaną przez wiele wymagających energii reakcji chemicznych, które nieustannie zachodzą. Razem, wszystkie reakcje chemiczne, które zachodzą wewnątrz komórek, w tym te, które zużywają lub generują energię, są określane jako metabolizm komórki.
Żywe komórki nie mogą przechowywać znaczących ilości wolnej energii. Wolna energia to energia, która nie jest przechowywana w molekułach. Nadmiar wolnej energii spowodowałby wzrost ciepła w komórce, co doprowadziłoby do denaturacji enzymów i innych białek, a w konsekwencji do zniszczenia komórki. Zamiast tego komórka musi być w stanie bezpiecznie przechowywać energię i uwalniać ją do użytku tylko wtedy, gdy jest potrzebna. Żywe komórki osiągają to za pomocą ATP, które może być użyte do zaspokojenia każdego zapotrzebowania energetycznego komórki. W jaki sposób? Działa on jak akumulator.
Gdy ATP jest rozkładany, uwalniana jest energia. Ta energia jest używana przez komórkę do wykonywania pracy. Na przykład, w mechanicznej pracy skurczu mięśni, ATP dostarcza energii do poruszania kurczliwych białek mięśniowych.
ATP jest cząsteczką o skomplikowanym wyglądzie, ale dla naszych celów można myśleć o nim jak o akumulatorze. ATP, w pełni naładowana forma naszej baterii, składa się z trzech fosforanów (część „TP” od ATP oznacza „trójfosforan”) połączonych z cukrem i adeniną (część „A” od ATP) (rysunek 1). Kiedy ostatni fosforan zostaje oderwany od ATP, uwalniana jest energia. W rezultacie powstaje pojedynczy fosforan i cząsteczka zwana ADP („D” oznacza „di”, czyli dwa).
Do ponownego naładowania cząsteczki ADP do ATP wymagana jest duża ilość energii. Energia ta jest przechowywana w wiązaniu pomiędzy drugim i trzecim fosforanem. Kiedy to wiązanie zostaje przerwane, energia jest uwalniana w sposób, w jaki komórka może ją wykorzystać.
.