Sinteza trigliceridov iz ogljikovih hidratov. Stopnje sinteze maščob iz ogljikovih hidratov

3.3. Sinteza maščob

Maščobe se sintetizirajo iz glicerola in maščobnih kislin. Glicerin v telesu nastane pri razgradnji maščobe (hrane ali lastne), zlahka pa se tvori tudi iz ogljikovih hidratov. Maščobne kisline se sintetizirajo iz acetil koencima A, univerzalnega metabolita telesa. Ta sinteza še vedno zahteva vodik (v obliki NADPH 2) in energijo ATP. V telesu se sintetizirajo samo nasičene in enkrat nenasičene (z eno dvojno vezjo) maščobne kisline. Kisline, ki vsebujejo dve ali več dvojnih vezi v svoji molekuli (polinenasičene), se v telesu ne sintetizirajo in jih moramo vnesti s hrano. Za sintezo maščob se lahko uporabljajo tudi maščobne kisline - produkti hidrolize hrane in lastnih maščob.

Vsi udeleženci pri sintezi maščobe morajo biti v aktivni obliki: glicerol v obliki glicerofosfata in maščobne kisline v obliki acil koencima A. Sinteza maščobe poteka v citoplazmi celic (predvsem maščobnega tkiva, jeter, malih črevo) in poteka po naslednji shemi

Poudariti je treba, da lahko glicerol in maščobne kisline pridobimo iz ogljikovih hidratov. Zato se s prekomerno porabo ogljikovih hidratov v ozadju sedečega načina življenja razvije debelost.

Predavanje 4. Presnova beljakovin

4.1. Katabolizem beljakovin

Beljakovine, ki sestavljajo telesne celice, so prav tako podvržene nenehni razgradnji pod vplivom znotrajceličnih proteolitičnih encimov, imenovanih intracelularne proteinaze oz katepsini. Ti encimi so lokalizirani v posebnih znotrajceličnih organelih - lizosomih. Pod delovanjem katepsinov se tudi telesne beljakovine pretvorijo v aminokisline. (Pomembno je omeniti, da razgradnja tako hrane kot telesnih lastnih beljakovin povzroči nastanek istih 20 vrst aminokislin.) Na dan se razgradi približno 200 g telesnih beljakovin. Zato se čez dan v telesu pojavi približno 300 g prostih aminokislin.

4.2. Sinteza beljakovin

Večina aminokislin se porabi za sintezo beljakovin. Sinteza beljakovin poteka z obvezno udeležbo nukleinskih kislin.

Prvi korak v sintezi beljakovin je prepisovanje- izvaja se v celičnem jedru z uporabo DNK kot vira genetske informacije. Genetske informacije določajo vrstni red aminokislin v polipeptidnih verigah sintetiziranega proteina. Te informacije so kodirane z zaporedjem dušikovih baz v molekuli DNA. Vsaka aminokislina je kodirana s kombinacijo treh dušikovih baz, imenovanih kodon, oz trojček. Oddelek molekule DNA, ki vsebuje informacije o določenem proteinu, se imenuje "gen". Messenger RNA (mRNA) se med transkripcijo sintetizira v tem predelu DNA po principu komplementarnosti. Ta nukleinska kislina je kopija ustreznega gena. Nastala mRNA zapusti jedro in vstopi v citoplazmo. Podobno se na DNK, kot na matriksu, pojavi sinteza ribosomske (rRNA) in transportne (tRNA).

V drugi fazi - priznanje(prepoznavanje), ki poteka v citoplazmi, se aminokisline selektivno vežejo na svoje nosilce – prenosno RNK (tRNK). Vsaka molekula tRNA je kratka polinukleotidna veriga, ki vsebuje približno 80 nukleotidov in je delno zavita v dvojno vijačnico, kar vodi do konfiguracije "ukrivljenega lista deteljice". Na enem koncu polinukleotidne verige imajo vse tRNA nukleotid, ki vsebuje adenin. Na ta konec molekule tRNA je pritrjena aminokislina. Zanka nasproti mesta pritrditve aminokislin vsebuje antikodon, ki je sestavljen iz treh dušikovih baz in je namenjen kasnejši vezavi na komplementarni kodon mRNA. Ena od stranskih zank molekule tRNA zagotavlja pritrditev tRNA na encim, ki sodeluje pri priznanje, druga, stranska, zanka pa je potrebna za pritrditev tRNA na ribosom na naslednji stopnji sinteze beljakovin.

Na tej stopnji se kot vir energije uporablja molekula ATP. Kot rezultat prepoznave nastane kompleks aminokislina-tRNA. V zvezi s tem se druga stopnja sinteze beljakovin imenuje aktivacija aminokislin.

Tretji korak v sintezi beljakovin je oddaja- Nastane na ribosomih. Vsak ribosom je sestavljen iz dveh delov - velikega in majhnega poddelca. Po kemijski sestavi sta oba poddelca sestavljena iz rRNA in beljakovin. Ribosomi lahko zlahka razpadejo na poddelce, ki se spet lahko združijo med seboj in tvorijo ribosom. Prevajanje se začne z disociacijo ribosoma na poddelce, ki se takoj pritrdijo na začetni del molekule mRNA, ki prihaja iz jedra. V tem primeru med poddelci ostane prostor (tako imenovani tunel), kjer se nahaja majhna regija mRNA. Nato se tRNA, povezane z aminokislinami, pritrdijo na nastali kompleks ribosom-mRNA. Pritrditev tRNA na ta kompleks se zgodi z vezavo ene od stranskih zank tRNA na ribosom in vezavo antikodona tRNA na njegov komplementarni kodon mRNA, ki se nahaja v tunelu med podenotami ribosoma. Hkrati se lahko kompleksu ribosom-mRNA pridružita le dve tRNA z aminokislinami.

Zaradi specifične vezave antikodonov tRNA na kodone mRNA se odseku molekule mRNA, ki se nahaja v tunelu, pridružijo le molekule tistih tRNA, v katerih so antikodoni komplementarni kodonom mRNA. Zato te tRNA v ribosome dostavijo le natančno določene aminokisline. Nadalje se aminokisline med seboj povežejo s peptidno vezjo in nastane dipeptid, ki je povezan z eno od tRNA. Po tem se ribosom premakne vzdolž mRNA natanko en kodon (to gibanje ribosoma se imenuje lokacijo poti).

Zaradi translokacije se prosta (brez aminokisline) tRNA odcepi od ribosoma in v območju tunela se pojavi nov kodon, na katerega je po principu komplementarnosti pritrjena druga tRNA z aminokislino, ki ustreza temu kodonu. . Dostavljena aminokislina se poveže s predhodno nastalim dipeptidom, kar vodi do podaljšanja peptidne verige. Temu sledijo nove translokacije, vstop novih tRNA z aminokislinami na ribosom in nadaljnje podaljševanje peptidne verige.

Tako je vrstni red, v katerem so aminokisline vključene v sintetizirani protein, določen z zaporedjem kodonov v mRNA. Sinteza polipeptidne verige je končana, ko v tunel vstopi poseben kodon, ki ne kodira aminokislin in se mu ne more pridružiti tRNA. Takšni kodoni se imenujejo terminacijski kodoni.

Posledično se zaradi opisanih treh stopenj sintetizirajo polipeptidi, tj. nastane primarna struktura proteina. Višje (prostorske) strukture (sekundarne, terciarne, kvartarne) nastanejo spontano.

Sinteza beljakovin je energetsko intenziven proces. Za vključitev samo ene aminokisline v sintetizirano beljakovinsko molekulo so potrebne vsaj tri molekule ATP.

4.3. Presnova aminokislin

Poleg sinteze beljakovin se aminokisline uporabljajo tudi za sintezo različnih neproteinskih spojin velikega biološkega pomena. Del aminokislin razpade in se spremeni v končne produkte: CO 2 , H 2 0 in NH 3. Razpad se začne z reakcijami, ki so skupne večini aminokislin.

Tej vključujejo:

a) dekarboksilacija - cepitev iz aminokislin karboksilne skupine v obliki ogljikovega dioksida:

Vse aminokisline so podvržene transaminaciji. Ta reakcija vključuje koencim - fosfopiridoksal, za tvorbo katerega je potreben vitamin B 6 - piridoksin.

Transaminacija je glavna transformacija aminokislin v telesu, saj je njena hitrost veliko višja kot pri reakcijah dekarboksilacije in deaminacije.

Transaminacija ima dve glavni funkciji:

a) zaradi transaminacije se lahko nekatere aminokisline pretvorijo v druge. Pri tem se skupno število aminokislin ne spremeni, spremeni pa se razmerje med njimi. S hrano v telo vstopajo tuje beljakovine, v katerih so aminokisline v drugačnem razmerju v primerjavi s telesnimi beljakovinami. S transaminacijo se prilagodi aminokislinska sestava telesa.

b) je sestavni del posredna (posredna) deaminacija aminokisline - proces, iz katerega se začne razgradnja večine aminokislin.

Na prvi stopnji tega procesa aminokisline vstopijo v reakcijo transaminacije z α-ketoglutarno kislino. V tem primeru se aminokisline pretvorijo v α-keto kisline, α-ketoglutarna kislina pa v glutaminsko kislino (aminokislina).

Na drugi stopnji je nastala glutaminska kislina podvržena deaminaciji, od nje se odcepi NH3 in ponovno nastane α-ketoglutarna kislina. Nastale α-keto kisline se nadalje globoko razgradijo in spremenijo v končna produkta CO 2 in H 2 0. Vsaka od 20 keto kislin (nastane jih toliko, kolikor je vrst aminokislin) ima svoje specifične razgradne poti. Pri razgradnji nekaterih aminokislin pa kot vmesni produkt nastane piruvična kislina, iz katere se lahko sintetizira glukoza. Zato se imenujejo aminokisline, iz katerih nastanejo takšne keto kisline glukogeni. Druge keto kisline med razgradnjo ne tvorijo piruvata. Njihov vmesni produkt je acetil koencim A, iz katerega ni mogoče dobiti glukoze, lahko pa se sintetizirajo ketonska telesa. Aminokisline, ki ustrezajo takim keto kislinam, se imenujejo ketogene.

Drugi produkt posredne deaminacije aminokislin je amoniak. Amoniak je zelo strupen za telo. Zato ima telo molekularne mehanizme za njegovo nevtralizacijo. Ko nastaja NH 3, se v vseh tkivih veže z glutaminsko kislino in tvori glutamin. to začasna nevtralizacija amoniaka. S krvnim tokom pride glutamin v jetra, kjer ponovno razpade na glutaminsko kislino in NH3. Nastala glutaminska kislina s krvjo ponovno vstopi v organe, da nevtralizira nove dele amoniaka. Za sintezo se uporablja sproščeni amoniak in ogljikov dioksid v jetrih sečnina.

Sinteza sečnine je cikličen, večstopenjski proces, ki porabi veliko energije. Aminokislina ornitin igra zelo pomembno vlogo pri sintezi sečnine. Te aminokisline ni v beljakovinah. Ornitin se tvori iz druge aminokisline - arginin, ki je prisoten v beljakovinah. V povezavi s pomembno vlogo ornitina se imenuje sinteza sečnine ornitinski cikel.

V procesu sinteze se na ornitin vežejo dve molekuli amoniaka in molekula ogljikovega dioksida, ornitin pa se spremeni v arginin, iz katerega se takoj odcepi sečnina in ponovno nastane ornitin. Poleg ornitina in arginina pri tvorbi sečnine sodelujejo tudi aminokisline: glutamin in asparaginska kislina. Glutamin je dobavitelj amoniaka, asparaginska kislina pa njegov nosilec.

Sinteza sečnine je končna nevtralizacija amoniaka. Iz jeter s krvjo sečnina vstopi v ledvice in se izloči z urinom. Na dan nastane 20-35 g sečnine. Izločanje sečnine z urinom označuje stopnjo razgradnje beljakovin v telesu.

Oddelek 3. Biokemija mišičnega tkiva

Predavanje 5. Biokemija mišic

5.1. Celična zgradba mišičnega vlakna

Živali in ljudje imajo dve glavni vrsti mišic: progasta in gladka. Progaste mišice so pritrjene na kosti, torej na okostje, zato jih imenujemo tudi skeletne. Progasta mišična vlakna tvorijo tudi osnovo srčne mišice - miokarda, čeprav obstajajo določene razlike v zgradbi miokarda in skeletnih mišic. Gladke mišice tvorijo mišice sten krvnih žil, črevesja, prodirajo v tkiva notranjih organov in kože.

Vsaka progasta mišica je sestavljena iz več tisoč vlaken, ki jih povezujejo plasti vezivnega tkiva in enak ovoj - fascija. Mišična vlakna (miociti) so močno raztegnjene velike večjedrne celice, dolge do 2-3 cm, v nekaterih mišicah pa celo več kot 10 cm Debelina mišičnih celic je približno 0,1-0,2 mm.

Kot vsaka celica miocit vsebuje tako obvezne organele, kot so jedra, mitohondriji, ribosomi, citoplazemski retikulum in celična stena. Značilnost miocitov, ki jih razlikuje od drugih celic, je prisotnost kontraktilnih elementov - miofibrile.

Jedra obdani z lupino - nukleolemo in so sestavljeni predvsem iz nukleoproteinov. Jedro vsebuje genetske informacije za sintezo beljakovin.

Ribosomi- znotrajcelične tvorbe, ki so kemično nukleoproteini. Sinteza beljakovin poteka na ribosomih.

Mitohondrije- mikroskopski mehurčki velikosti do 2-3 mikronov, obdani z dvojno membrano. V mitohondrijih se ogljikovi hidrati, maščobe in aminokisline oksidirajo v ogljikov dioksid in vodo s pomočjo molekularnega kisika (kisik iz zraka). Zaradi energije, ki se sprosti pri oksidaciji, poteka sinteza ATP v mitohondrijih. V treniranih mišicah so mitohondriji številni in se nahajajo vzdolž miofibril.

citoplazemski retikulum(sarcoplasmic reticulum, sarcoplasmic reticulum) je sestavljen iz tubulov, tubulov in veziklov, ki jih tvorijo membrane in so med seboj povezani. Sarkoplazemski retikulum je s pomočjo posebnih cevk, imenovanih T-sistem, povezan z lupino mišične celice - sarkolemo. V sarkoplazemskem retikulumu so še posebej pomembni vezikli, imenovani cisternenas in vsebuje visoke koncentracije kalcijevih ionov. V cisternah je vsebnost ionov Ca 2+ približno tisočkrat večja kot v citosolu. Tako visok koncentracijski gradient kalcijevih ionov nastane zaradi delovanja encima - kalcijevega adenozin tri- fosfataza(kalcijeva ATP-aza), vdelana v steno posode. Ta encim katalizira hidrolizo ATP in zaradi energije, ki se pri tem sprosti, poskrbi za prenos kalcijevih ionov v rezervoarje. Ta mehanizem transporta kalcijevih ionov se figurativno imenuje kalcijčrpalka, oz kalcijeva črpalka.

citoplazma(citosol, sarkoplazma) zavzema notranji prostor miocitov in je koloidna raztopina, ki vsebuje beljakovine, glikogen, maščobne kapljice in druge vključke. Sarkoplazemske beljakovine predstavljajo 25-30% vseh mišičnih beljakovin. Med sarkoplazemskimi proteini so aktivni encimi. Sem spadajo predvsem encimi glikolize, ki razgradijo glikogen ali glukozo do piruvične ali mlečne kisline. Drug pomemben sarkoplazemski encim je kreatin kinaza sodelujejo pri oskrbi mišic z energijo. Posebno pozornost si zasluži sarkoplazemski protein mioglobin, ki je po strukturi enak eni od podenot krvnega proteina, hemoglobinu. Mioglobin je sestavljen iz enega polipeptida in enega hema. Funkcija mioglobina je vezava molekularnega kisika. Zahvaljujoč tej beljakovini se v mišičnem tkivu ustvari določena količina kisika. V zadnjih letih je bila ugotovljena še ena funkcija mioglobina - to je prenos 0 2 iz sarkoleme v mišične mitohondrije.

Poleg beljakovin sarkoplazma vsebuje neproteinske snovi, ki vsebujejo dušik. V nasprotju z beljakovinami jih imenujemo ekstraktivne snovi, saj jih zlahka ekstrahiramo z vodo. Med njimi so adenilni nukleotidi ATP, ADP, AMP in drugi nukleotidi, pri čemer prevladuje ATP. Koncentracija ATP v mirovanju je približno 4-5 mmol/kg. Ekstrakti vključujejo tudi kreatin fosfat, njegov predhodnik - kreatin in produkt ireverzibilne razgradnje kreatin fosfata - kreatinina. AT koncentracija kreatin fosfata v mirovanju je običajno 15-25 mmol/kg. Od aminokislin glutaminska kislina in glutamin.

Glavni ogljikovi hidrati v mišičnem tkivu so glikogen. Koncentracija glikogena se giblje od 0,2-3%. Prosta glukoza v sarkoplazmi je vsebovana v zelo majhni koncentraciji - tam so le sledi. V procesu mišičnega dela v sarkoplazmi pride do kopičenja produktov presnove ogljikovih hidratov - laktata in piruvata.

protoplazmatski maščoba vezan na beljakovine in na voljo v koncentraciji 1%. Rezervna maščoba se kopiči v mišicah, ki so trenirane za vzdržljivost.

5.2. Zgradba sarkoleme

Vsako mišično vlakno je obdano s celično membrano – sarkolema. Sarkolema je liloproteinska membrana, debela približno 10 nm. Zunaj je sarkolema obdana z mrežo prepletenih pramenov kolagenskega proteina. Med mišično kontrakcijo nastanejo v kolagenski ovojnici elastične sile, zaradi katerih se mišično vlakno, ko se sprosti, raztegne in vrne v prvotno stanje. Končiči motoričnih živcev se približajo sarkolemi. Stična točka med živčnim končičem in sarkolemo se imenuje nevromuskularna sinapsa, oz terminalna nevralna plošča.

Kontraktilni elementi - miofibrile- zasedajo večino volumna mišičnih celic, njihov premer je približno 1 mikron. V netreniranih mišicah so miofibrile razpršene, v treniranih mišicah pa so združene v snope, imenovane Conheim polja.

5.3. Zgradba anizotropnih in izotropnih diskov

Mikroskopska študija strukture miofibril je pokazala, da so sestavljeni iz izmeničnih svetlih in temnih področij ali diskov. V mišičnih celicah so miofibrile razporejene tako, da svetla in temna področja sosednjih miofibril sovpadajo, kar ustvarja pod mikroskopom vidno prečno progasto celotno mišično vlakno. Ugotovljeno je bilo, da so miofibrile kompleksne strukture, zgrajene iz velikega števila mišičnih filamentov (protofibril ali filamentov) dveh vrst - maščoba in tanek. Debele niti imajo premer 15 nm, tanke - 7 nm.

Miofibrile so sestavljene iz izmeničnih snopov vzporednih debelih in tankih filamentov, ki na koncih prehajajo drug v drugega. Odsek miofibrila, sestavljen iz debelih filamentov in koncev tankih filamentov, ki se nahajajo med njimi, ima dvolomnost. Pod mikroskopom to območje ujame vidno svetlobo ali tok elektronov (pri uporabi elektronskega mikroskopa) in je zato videti temno. Takšna območja se imenujejo anizotropno, oz temni, diski (A-diski).

Svetla področja miofibril so sestavljena iz osrednjih delov tankih filamentov. Sorazmerno zlahka prepuščajo svetlobne žarke ali tok elektronov, saj nimajo dvolomnosti in se imenujejo izotropno oz luč, diski (jaz-diski). V sredini snopa tankih filamentov je prečno nameščena tanka beljakovinska plošča, ki fiksira položaj mišičnih filamentov v prostoru. Ta plošča je jasno vidna pod mikroskopom v obliki črte, ki teče čez I-disk, in se imenuje Z- krožnik.

Odsek miofibrila med sosednjima 2-linijama se imenuje sarkomera. Njegova dolžina je 2,5-3 mikronov. Vsaka miofibrila je sestavljena iz več sto sarkomer (do 1000).

5.4. Struktura in lastnosti kontraktilnih proteinov

Študija kemične sestave miofibril je pokazala, da so debeli in tanki filamenti sestavljeni samo iz beljakovin.

Debele nitke so sestavljene iz beljakovin miozin. Miozin je protein z molekulsko maso okoli 500 kDa, ki vsebuje dve zelo dolgi polipeptidni verigi. Te verige tvorijo dvojno vijačnico, vendar se te niti na enem koncu razhajajo in tvorijo sferično tvorbo - kroglasto glavo. Zato se v molekuli miozina razlikujeta dva dela - kroglasta glava in rep. Debel filament vsebuje približno 300 molekul miozina, na prerezu debelega filamenta pa je 18 molekul miozina. Molekule miozina v debelih filamentih se prepletajo s svojimi repi, njihove glave pa štrlijo iz debelega filamenta v pravilni spirali. V miozinskih glavah sta dve pomembni mesti (centri). Eden od njih katalizira hidrolitično cepitev ATP, t.j. ustreza aktivnemu mestu encima. ATPazno aktivnost miozina sta prva odkrila ruska biokemika Engelhardt in Lyubimova. Drugi del miozinske glave zagotavlja povezavo debelih filamentov z beljakovinami tankih filamentov med mišično kontrakcijo - akblato.

Tanki filamenti so sestavljeni iz treh beljakovin: aktin, troponin in tropomiozin.

Glavni protein tankih filamentov - aktin. Aktin je globularni protein z molekulsko maso 42 kDa. Ta beljakovina ima dve pomembni lastnosti. Prvič, kaže visoko sposobnost polimerizacije s tvorbo dolgih verig, imenovanih fibrilarniaktinom(lahko primerjamo z nizom kroglic). Drugič, kot smo že omenili, se lahko aktin poveže z miozinskimi glavami, kar vodi do tvorbe prečnih mostov ali adhezij med tankimi in debelimi filamenti.

Osnova tanke niti je dvojna vijačnica dveh verig fibrilarnega aktina, ki vsebuje približno 300 molekul globularnega aktina (kot dve niti kroglic, zvitih v dvojno vijačnico, vsaka kroglica ustreza globularnemu aktinu).

Še en protein iz tankih filamentov - tropomiozin- ima tudi obliko dvojne vijačnice, vendar je ta vijačnica sestavljena iz polipeptidnih verig in je veliko manjša od dvojne vijačnice aktina. Tropomiozin se nahaja v utoru dvojne vijačnice fibrilarnega aktina.

Tretji protein tankih filamentov - troponin- se veže na tropomiozin in fiksira njegov položaj v aktinskem žlebu, ki blokira interakcijo miozinskih glav z molekulami globularnega aktina tankih filamentov.

5.5. Mehanizem krčenja mišic

krčenje mišic je kompleksen mehanokemijski proces, med katerim se kemična energija hidrolitske razgradnje ATP pretvori v mehansko delo, ki ga opravi mišica.

Trenutno ta mehanizem še ni povsem pojasnjen. Zagotovo pa je znano naslednje:

    Vir energije, potrebne za delo mišic, je ATP.

    Hidrolizo ATP, ki jo spremlja sproščanje energije, katalizira miozin, ki ima, kot smo že omenili, encimsko aktivnost.

    Sprožilni mehanizem mišične kontrakcije je povečanje koncentracije Ca ionov v sarkoplazmi miocitov, ki ga povzroči motorični živčni impulz.

    Med mišično kontrakcijo se med debelimi in tankimi filamenti miofibril pojavijo križni mostovi ali adhezije.

    Med mišično kontrakcijo tanki filamenti drsijo vzdolž debelih, kar vodi do skrajšanja miofibril in celotnega mišičnega vlakna kot celote.

Obstaja veliko hipotez, ki poskušajo razložiti molekularni mehanizem krčenja mišic. Trenutno je najbolj razumno hipoteza čolna na vesla«, ali »veslaška« hipoteza X. Huxleyja. V poenostavljeni obliki je njegovo bistvo naslednje.

V mišici v mirovanju debeli in tanki filamenti miofibril niso povezani med seboj, saj so vezavna mesta na molekulah aktina zaprta z molekulami tropomiozina.

Krčenje mišic se pojavi pod vplivom motoričnega živčnega impulza, ki je val povečane prepustnosti membrane, ki se širi vzdolž živčnega vlakna.

Ta val povečane prepustnosti se prenaša skozi živčno-mišični spoj do T-sistema sarkoplazemskega retikuluma in na koncu doseže cisterne, ki vsebujejo visoke koncentracije kalcijevih ionov. Zaradi znatnega povečanja prepustnosti sten rezervoarjev kalcijevi ioni zapustijo rezervoarje in njihova koncentracija v sarkoplazmi se v zelo kratkem času (približno 3 ms) poveča za 1000-krat. Kalcijevi ioni se v visoki koncentraciji vežejo na protein tankih filamentov - troponin - in spremenijo njegovo prostorsko obliko (konformacijo). Sprememba konformacije troponina pa vodi v dejstvo, da se molekule tropomiozina premaknejo vzdolž utora fibrilarnega aktina, ki tvori osnovo tankih filamentov, in sprosti območje molekul aktina, ki je namenjeno vezavi. na miozinske glave. Posledično se med miozinom in aktinom (to je med debelimi in tankimi filamenti) pojavi prečni most, ki se nahaja pod kotom 90 °. Ker je veliko število molekul miozina in aktina (približno 300) vključenih v debele in tanke filamente, se med mišičnimi filamenti tvori precej veliko število prečnih mostov ali adhezij. Nastanek vezi med aktinom in miozinom spremlja povečanje aktivnosti ATP-aze slednjega, kar povzroči hidrolizo ATP:

ATP + H 2 0 ADP + H 3 P0 4 + energija

Zaradi energije, ki se sprosti pri cepljenju ATP, se miozinska glava, kot tečaj ali veslo čolna, obrne in most med debelimi in tankimi filamenti je pod kotom 45 °, kar povzroči drsenje mišice. filamentov drug proti drugemu. Po zavoju se mostovi med debelimi in tankimi nitmi porušijo. Posledično se ATP-azna aktivnost miozina močno zmanjša in hidroliza ATP se ustavi. Če pa motorični živčni impulz še naprej vstopa v mišico in v sarkoplazmi ostane visoka koncentracija kalcijevih ionov, se ponovno oblikujejo križni mostovi, ATPazna aktivnost miozina se poveča in ponovno pride do hidrolize novih delov ATP, ki zagotavlja energijo za obračanje. križnih mostov z njihovim kasnejšim zlomom. To vodi do nadaljnjega premikanja debelih in tankih niti drug proti drugemu ter skrajšanja miofibril in mišičnih vlaken.

Izobraževalni - metodičnokompleksennadisciplina na nabiokemija. 2. Naprej ...

  • Izobraževalno-metodični kompleks po disciplinah (83)

    Kompleks usposabljanja in metodologije

    Oddelki) Polno ime Avtor _____Rodina Elena Yurievna________________________________ izobraževalni-metodičnokompleksennadisciplina MOLEKULARNA BIOLOGIJA (ime) Specialnost... z učbeniki na navedeni učbeniki molekularne biologije nabiokemija. 2. Naprej ...

    • Reakcije biosinteze lipidov lahko potekajo v gladkem endoplazmatskem retikulumu celic vseh organov. Substrat za sintezo maščob de novo je glukoza.

    Kot veste, ko vstopi v celico, se glukoza pretvori v glikogen, pentoze in oksidira v piruvično kislino. Ko je zaloga velika, se glukoza uporablja za sintezo glikogena, vendar je ta možnost omejena s prostornino celice. Zato glukoza "pade skozi" v glikolizo in se pretvori v piruvat neposredno ali preko pentozofosfatnega šanta. V drugem primeru nastane NADPH, ki bo kasneje potreben za sintezo maščobnih kislin.

    Piruvat vstopi v mitohondrije, dekarboksilira v acetil-SCoA in vstopi v cikel TCA. Vendar pa lahko počitek, pri počitek, v prisotnosti presežka energija v celici so reakcije TCA (zlasti reakcija izocitrat dehidrogenaze) blokirane s presežkom ATP in NADH.

    Splošna shema biosinteze triacilglicerolov in holesterola iz glukoze

    Oksaloacetat, ki prav tako nastane iz citrata, se z malat dehidrogenazo reducira v jabolčno kislino in se vrne v mitohondrije.

    • s pomočjo mehanizma malat-aspartat (ni prikazan na sliki),
    • po dekarboksilaciji malata v piruvat Od NADP odvisen maleinski encim. Nastali NADPH bo uporabljen pri sintezi maščobnih kislin oziroma holesterola.

    Možnost 2.
    I. Opišite organele (mitohondrije, celično središče) po načrtu.
    a) Zgradba b) Funkcije
    II.
    Organeli
    Značilnosti
    1. Plazemska membrana
    2. Jedro
    3. Mitohondriji
    4. Plastidi
    5. Ribosomi
    6. EPS
    7. Celični center
    8. Golgijev kompleks
    9. Lizosomi

    EPS
    B) Sinteza ribosomskih beljakovin
    C) fotosinteza plastid
    D) Shranjevanje dednega informacijskega jedra
    E) Nemembransko celično središče
    E) Sinteza maščob in ogljikovih hidratov golgijev kompleks
    G) Vsebuje jedro DNK
    3) Energizacija celice z mitohondriji
    I) Samoprebava celice in znotrajcelična prebava lizosoma
    K) Nadzor jedrske fisije
    M) Plastide imajo le rastline
    N) Samo živali nimajo plastidov
    III. Odstranite presežek.
    Jedro, mitohondriji, Golgijev kompleks, citoplazma,
    IV. Izberi pravilen odgovor.
    1. Do kopičenja škroba pride:
    A) v kloroplastih B) v vakuolah C) v levkoplastih da D) v citoplazmi
    2. Tvorba DNK poteka:
    A) v EPS B) v jedru da C) v Golgijevem kompleksu D) v citoplazmi
    3. Sintetizirajo se encimi, ki razgrajujejo beljakovine, maščobe, ogljikove hidrate:
    A) na ribosomih da B) na lizosomih C) na celičnem središču D) na Golgijevem kompleksu
    4. Maščobe in ogljikovi hidrati nastanejo:
    A) v ribosomih B) v Golgijevem kompleksu C) v vakuolah D) v citoplazmi
    5. Beljakovine, maščobe in ogljikovi hidrati se kopičijo v rezervi:
    A) v ribosomih B) v Golgijevem kompleksu C) v lizosomih D) v citoplazmi da
    V. Ugotovite, ali je podana trditev pravilna (da – ne).
    1. Kompleks Golgi je del EPS.net
    2. Ribosomi se tvorijo v jedru.da
    3. ER je vedno prekrit z ribosomi
    4. Vključki so stalne celične tvorbe.
    5. Samo živali nimajo celične stene Da
    6. Plastidi se od mitohondrijev razlikujejo po prisotnosti DNK

    Odgovorite na vprašanja pliiiiz ... 4. Gobe, živali in rastline spadajo med ... 12. Zaščita celic in selektivno

    prepustnost (transport snovi v celico in iz nje) ...

    18. Nemembranski organeli gibanja, sestavljeni iz mikrotubulov ...

    20. Nemembranski organoid, ki se nahaja znotraj jedra in izvaja sintezo ribosomskih podenot ...

    22. Enomembranski organel, ki se nahaja v bližini jedra, izvaja znotrajcelični transport, sintezo maščob in ogljikovih hidratov; pakiranje snovi v membranske vezikle ....

    24. Dvomembranski organeli rastlinske celice, ki vsebujejo rastlinske pigmente rdeče, zelene ali bele barve ...

    26. Nemembranski organel jedra, sestavljen iz DNK in odgovoren za shranjevanje in prenos dednih informacij ...

    28. Rdeči ali oranžni plastidi.....

    Razdeli lastnosti glede na organoide celice (pred ime organoida vpiši črke, ki ustrezajo značilnostim organoida).

    Organeli

    Značilnosti

    1. Plazemska membrana

    3. Mitohondriji

    4. Plastidi

    5. Ribosomi

    7. Celični center

    8. Golgijev kompleks

    9. Lizosomi

    A) Transport snovi skozi celico, prostorska ločitev reakcij v celici

    B) Sinteza beljakovin

    B) Fotosinteza

    D) Gibanje organelov skozi celico

    D) Shranjevanje dednih informacij

    E) nemembranski

    G) Sinteza maščob in ogljikovih hidratov

    3) Vsebuje DNK

    I) enojna membrana

    K) Energizacija celice

    K) Samoprebava celice in znotrajcelična prebava

    M) Gibanje celic

    H) Dvojna membrana

    PROSIM POMAGAJTE!!!

    Razdeli lastnosti glede na organoide celice (pred ime organoida vpiši črke, ki ustrezajo značilnostim organoida).

    Organeli:

    1. Plazemska membrana

    3. Mitohondriji

    4. Plastidi

    5. Ribosomi

    7. Celični center

    8. Golgijev kompleks

    9. Lizosomi

    Značilnosti:

    A) Transport snovi skozi celico, prostorska ločitev reakcij v celici

    B) Sinteza beljakovin

    B) Fotosinteza

    D) Shranjevanje dednih informacij

    D) Nemembranski organeli

    E) Sinteza maščob in ogljikovih hidratov

    G) Vsebuje DNK

    3) Oskrba celice z energijo

    I) Samoprebava celice in znotrajcelična prebava

    K) Komunikacija celice z zunanjim okoljem

    K) Nadzor jedrske fisije

    M) najdemo le v rastlinah

    N) samo pri živalih

    Pomagajte prosimaaaaaaaaaaaa 18. nemembranski organeli gibanja, sestavljeni iz mikrotubulov 19. enomembranski organoid, izvajanje

    transport snovi, sinteza maščob, ogljikovih hidratov in kompleksnih beljakovin 20. nemembranski organoid, ki se nahaja znotraj jedra in sintetizira ribosomske podenote 21. tekoča snov pravih vakuol membranski vezikli 23. nemembranski organel, sestavljen iz mikrotubulov in sodeluje pri tvorbi "delitveno vreteno" 24. Dvomembranski organel rastlinske celice, ki vsebuje rastlinske pigmente rdeče zelene in bele barve 25. izrastki notranje membrane mitohondrijev 26. nemembranski organel jedra, sestavljen iz DNA in odgovoren za shranjevanje in prenos dednih informacij 27. organoid, ki izvaja zadnjo fazo dihanja in prebave 28. energetski organeli samo rastlinskih celic 29. organeli celic vseh evkariontov, ki sintetizirajo ATP 30. Dvomembranski rastlinski organoid, ki kopiči škrob. 31. gube in skladi, ki jih tvori notranja membrana nojev kloroplast

    Proces sinteze ogljikovih hidratov iz maščob lahko predstavimo s splošno shemo:

    Slika 7 - Splošna shema za sintezo ogljikovih hidratov iz maščob

    Eden glavnih produktov razgradnje lipidov, glicerol, se zlahka uporabi pri sintezi ogljikovih hidratov s tvorbo gliceraldehid-3-fosfata in njegovim vstopom v gluneogenezo. V rastlinah in mikroorganizmih se zlahka uporablja tudi za sintezo ogljikovih hidratov in drugega pomembnega produkta razgradnje lipidov – maščobnih kislin (acetil-CoA), skozi glioksilatni cikel.

    Toda splošna shema ne odraža vseh biokemičnih procesov, ki se pojavijo kot posledica tvorbe ogljikovih hidratov iz maščob.

    Zato bomo upoštevali vse faze tega procesa.

    Shema sinteze ogljikovih hidratov in maščob je podrobneje predstavljena na sliki 8 in poteka v več fazah.

    1. stopnja. Hidrolitska razgradnja maščobe pod delovanjem encima lipaze v glicerol in višje maščobne kisline (glej klavzulo 1.2). Produkti hidrolize se morajo po vrsti transformacij spremeniti v glukozo.

    Slika 8 - Diagram biosinteze ogljikovih hidratov iz maščob

    2. stopnja. Pretvorba višjih maščobnih kislin v glukozo. Višje maščobne kisline, ki so nastale kot posledica hidrolize maščob, se uničijo predvsem z b-oksidacijo (ta proces je bil obravnavan prej v razdelku 1.2, odstavek 1.2.2). Končni produkt tega procesa je acetil-CoA.

    Glioksilatni cikel

    Rastline, nekatere bakterije in glive lahko uporabljajo acetil-CoA ne le v Krebsovem ciklu, temveč tudi v ciklu, imenovanem glioksilat. Ta cikel ima pomembno vlogo kot člen v presnovi maščob in ogljikovih hidratov.

    Glioksilatni cikel še posebej intenzivno deluje v posebnih celičnih organelih, glioksisomih, med kaljenjem oljnic. V tem primeru se maščoba pretvori v ogljikove hidrate, potrebne za razvoj sadike. Ta proces poteka, dokler sadika ne razvije sposobnosti fotosinteze. Ko se rezervna maščoba ob koncu kalitve izčrpa, glioksisomi v celici izginejo.

    Glioksilatna pot je specifična samo za rastline in bakterije, v živalskih organizmih je ni. Možnost delovanja glioksilatnega cikla je posledica dejstva, da so rastline in bakterije sposobne sintetizirati encime, kot je npr. izocitrat liaza in malat sintaza, ki skupaj z nekaterimi encimi Krebsovega cikla sodelujejo v glioksilatnem ciklu.

    Shema oksidacije acetil-CoA preko glioksilatne poti je prikazana na sliki 9.

    Slika 9 - Shema glioksilatnega cikla

    Dve začetni reakciji (1 in 2) glioksilatnega cikla sta enaki tistim v ciklu trikarboksilne kisline. V prvi reakciji (1) se acetil-CoA kondenzira z oksaloacetatom s citrat sintazo, da nastane citrat. V drugi reakciji citrat izomerizira v izocitrat s sodelovanjem akonitatne hidrataze. Naslednje reakcije, specifične za glioksilatni cikel, katalizirajo posebni encimi. V tretji reakciji se izocitrat razcepi z izocitrat liazo v glioksilno kislino in jantarno kislino:

    Med četrto reakcijo, ki jo katalizira malat sintaza, glioksilat kondenzira z acetil-CoA (drugo molekulo acetil-CoA, ki vstopi v glioksilatni cikel), da nastane jabolčna kislina (malat):

    Nato se v peti reakciji malat oksidira v oksaloacetat. Ta reakcija je identična končni reakciji cikla trikarboksilne kisline; je tudi končna reakcija glioksilatnega cikla, saj nastali oksaloacetat se ponovno kondenzira z novo molekulo acetil-CoA, s čimer se začne nov obrat cikla.

    Jantarna kislina, ki nastane v tretji reakciji glioksilatnega cikla, se v tem ciklu ne uporabi, ampak je podvržena nadaljnjim transformacijam.

    Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov v celici

    Lipidiimajo pomembno vlogo pri celični presnovi. Vsi lipidi so organske, v vodi netopne spojine, prisotne v vseh živih celicah. Treba je opozoriti, da so lipidi glede na svoje funkcije razdeljeni v tri skupine:

    - strukturni in receptorski lipidi celičnih membran

    - energijsko ʼʼdepoʼʼ celic in organizmov

    - vitamini in hormoni skupine ʼʼlipidovʼʼ

    Lipidi so sestavljeni iz maščobna kislina(nasičenih in nenasičenih) in organskega alkohola – glicerola. Večino maščobnih kislin dobimo iz hrane (živalske in rastlinske). Živalske maščobe so mešanica nasičenih (40-60%) in nenasičenih (30-50%) maščobnih kislin. Rastlinske maščobe so najbogatejše (75-90 %) z nenasičenimi maščobnimi kislinami in so najbolj koristne za naše telo.

    Glavna masa maščob se porabi za presnovo energije, ki jo delijo posebni encimi - lipaze in fosfolipaze. Posledično se pridobijo maščobne kisline in glicerol, ki se nadalje uporabljajo v reakcijah glikolize in Krebsovega cikla. Z vidika tvorbe molekul ATP - maščobe so osnova energijske zaloge živali in ljudi.

    Evkariontska celica prejema maščobe iz hrane, čeprav lahko sama sintetizira večino maščobnih kislin ( razen dveh nenadomestljivih– linolna in linolenska). Sinteza se začne v citoplazmi celic s pomočjo kompleksnega sklopa encimov in konča v mitohondrijih ali gladkem endoplazmatskem retikulumu.

    Začetni produkt za sintezo večine lipidov (maščobe, steroidi, fosfolipidi) je "univerzalna" molekula - acetil-koencim A (aktivirana ocetna kislina), ki je vmesni produkt večine katabolnih reakcij v celici.

    Maščobe so v vsaki celici, še posebej veliko pa jih je v posebnih celicah. maščobne celice – adipociti tvorjenje maščobnega tkiva. Presnovo maščob v telesu nadzirajo posebni hormoni hipofize, pa tudi inzulin in adrenalin.

    Ogljikovi hidrati(monosaharidi, disaharidi, polisaharidi) so najpomembnejše spojine za reakcije energetske presnove. Zaradi razgradnje ogljikovih hidratov celica prejme večino energije in vmesnih spojin za sintezo drugih organskih spojin (beljakovin, maščob, nukleinskih kislin).

    Večino sladkorjev celica in telo prejme od zunaj - iz hrane, lahko pa sintetizira glukozo in glikogen iz spojin brez ogljikovih hidratov. Substrati za različne vrste sinteze ogljikovih hidratov so molekule mlečne kisline (laktat) in piruvične kisline (piruvat), aminokisline in glicerol. Te reakcije potekajo v citoplazmi s sodelovanjem celotnega kompleksa encimov - glukoza-fosfataz. Vse sintezne reakcije zahtevajo energijo – za sintezo 1 molekule glukoze je potrebnih 6 molekul ATP!

    Večina lastne sinteze glukoze poteka v celicah jeter in ledvic, vendar ne gre v srce, možgane in mišice (ni potrebnih encimov). Zaradi tega motnje presnove ogljikovih hidratov vplivajo predvsem na delo teh organov. Presnovo ogljikovih hidratov uravnava skupina hormonov: hormoni hipofize, glukokortikosteroidni hormoni nadledvične žleze, inzulin in glukagon trebušne slinavke. Motnje v hormonskem ravnovesju presnove ogljikovih hidratov vodijo v razvoj sladkorne bolezni.

    Na kratko smo pregledali glavne dele menjave plastike. Lahko naredi vrsto splošni zaključki:

    Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov v celici - pojmi in vrste. Razvrstitev in značilnosti kategorije "Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov v celici" 2017, 2018.