METABOLIZA M ANABOLIZAM I KATABOLAIZAM Stvaranje ATP ivi

METABOLIZA M ANABOLIZAM I KATABOLAIZAM Stvaranje ATP

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

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

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

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

Katabolizam v Katabolizam je grupa metabolitičkih procesa koji razgrađuju velike složene molekule. v 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

Anabolizam v 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. v 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.

Anabolizam � Anabolički procesi: ◦ Povezivanje šećera u glikogen ◦ Povezivanje aminokiselina u proteine ◦ Povezivanje masnih kiselina u trigliceride

Heterotrofni organizmi v. 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). v. Organizam mora zadržati svoju ćelijsku organizaciju. vĆelije uzimaju hranu kao gorivo kako bi održali njihovu konstantnu borbu protiv haosa.

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

Autotrofi i Heterotrofi �Autotrofi sintetiziraju organske spojeve od CO 2 i H 2 O, koristeći sunčevu svetlost. �Heterotrofi moraju uzeti hranu kako bi stvorili organske supstance za metabolizam.

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.

efikasnost ćelije v. Kako povećati efikasnost neke ćelije? � Upotreba ATP Ø ATP je dobar izvor energije Ø Može učestvovati u mnogim različitim reakcijama u ćeliji ØČesto je direktno uključen u reakcije ØMali gubitak energije tokom fosforilacije nekog međuprodukta � Upotreba enzima ØSmanjuje enregiju potrebnu za izvođenje reakcije i regulišu tok reakcija

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

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 §

ATP

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

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

Povezivanje ekzergonih i endergonih reakcija

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.

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

I - Digestija i absorpcija molekula. Ø Digestija hrane uključuje hidrolizu ugljohidrata do monosaharida, qproteina do aminokiselina, qmasti i ulja do masnih kiselina i glicerola. q

2 -Degradacija molekula hrane do Acetil Co. A 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 CO 2 § Ove reakcije dešavaju se u mitohondrijima

Acetil-Co. A

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