Fornecer células com energia. Fontes de energia

As células são compostas de todos os organismos vivos, exceto os vírus. Eles fornecem todos os processos necessários para a vida de plantas ou animais. A própria célula pode ser um organismo separado. E como uma estrutura tão complexa pode viver sem energia? Claro que não. Então, como as células fornecem energia? Baseia-se em processos, que consideramos abaixo.

Fornecer células com energia: como isso acontece?

Poucas células recebem energia do exterior, elas produzem elas mesmas. As células eucarióticas possuem "estações" únicas. E a fonte de energia na célula é a mitocôndria, o organoide que a produz. É o processo de respiração celular. Devido a isso, as células são fornecidas com energia. No entanto, eles estão presentes apenas em plantas, animais e fungos. Nas células de bactérias, as mitocôndrias estão ausentes. Portanto, sua provisão de células com energia é principalmente devido aos processos de fermentação, em vez de a respiração.

Estrutura das mitocôndrias

É um organoide de duas membranas que apareceu em uma célula eucariótica durante a evolução como resultado da absorção de uma célula procariótica menor . Isso pode explicar o fato de que as mitocôndrias contêm DNA e ARN nativo, bem como ribossomos mitocondriais que produzem proteínas que são necessárias para organoides.

A membrana interna possui crescimentos, que são chamados cristas, ou cumes. O processo de respiração celular ocorre nas cristas.

O que está dentro das duas membranas é chamado de matriz. Contém proteínas, enzimas necessárias para acelerar as reações químicas, bem como moléculas de ARN, DNA e ribossomos.

A respiração celular é a base da vida

Ele ocorre em três etapas. Vejamos cada um deles com mais detalhes.

O primeiro estágio é o preparatório

Durante este estágio, compostos orgânicos complexos são divididos em mais simples. Assim, as proteínas se dividem em aminoácidos, gorduras para ácidos carboxílicos e glicerina, ácidos nucleicos para nucleotídeos e carboidratos para a glicose.

Glicólise

Este é um estágio anóxico. Consiste no facto de as substâncias obtidas durante a primeira fase serem separadas. As principais fontes de energia que a célula usa nesta fase são moléculas de glicose. Cada um deles no processo de glicólise divide-se em duas moléculas de piruvato. Isso ocorre durante dez reações químicas consecutivas. Devido aos cinco primeiros, a glicose é fosforilada e, em seguida, dividida em dois fosfotrioses. As próximas cinco reações formam duas moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) e duas moléculas de PVK (ácido pirúvico). A energia da célula é armazenada na forma de ATP.

Todo o processo de glicólise pode ser simplificado da seguinte forma:

2NAD + 2 ADP + 2H3PO4 + C6H12O6 → 2H2O + 2NAD ^. H ₂ + 2 C ₃ H ₄ O ₃ + 2ATP

Assim, usando uma molécula de glicose, duas moléculas de ADP e dois ácidos fosfóricos, a célula recebe duas moléculas de ATP (energia) e duas moléculas de ácido pirúvico, que irá usar na próxima etapa.

O terceiro estágio é a oxidação

Esta fase ocorre apenas na presença de oxigênio. As reações químicas deste estágio ocorrem nas mitocôndrias. Esta é a principal parte da respiração celular, durante a qual a maior parte da energia é liberada. Nesta fase, o ácido pirúvico, reagindo com oxigênio, se divide em água e dióxido de carbono. Além disso, 36 moléculas de ATP são formadas. Assim, podemos concluir que as principais fontes de energia na célula são a glicose e o ácido pirúvico.

Resumindo todas as reações químicas e omitido os detalhes, pode-se expressar todo o processo de respiração celular por uma equação simplificada:

6О ₂ + С ₆ Н ₁₂ О ₆ + 38АДФ + 38Н ₃ РО ₄ → 6СО ₂ + 6Н2О + 38АТФ.

Assim, no curso da respiração a partir de uma única molécula de glicose, seis moléculas de oxigênio, trinta e oito moléculas de ADP e a mesma quantidade de ácido fosfórico, a célula recebe 38 moléculas de ATP, sob a forma da qual a energia é armazenada.

Variedade de enzimas mitocondriais

A atividade de energia para vida que a célula recebe devido à respiração – oxidação de glicose e, em seguida, ácido pirúvico. Todas essas reações químicas não podiam passar sem enzimas – catalisadores biológicos. Olhemos para aqueles que estão na mitocôndria – os organoids responsáveis pela respiração celular. Todos eles são chamados de oxidoreductases, porque são necessários para garantir o fluxo de reações de oxidação-redução.

Todas as oxidoreductases podem ser divididas em dois grupos:

• Oxidase;
• Desidrogenase;

As desidrogenases, por sua vez, são divididas em aeróbias e anaeróbicas. Os aeróbicos contêm na composição coenzima riboflavina, que o corpo recebe da vitamina B2. As desidrogenases aeróbicas contêm moléculas NAD e NADPH como co-enzimas.

As oxidases são mais diversas. Em primeiro lugar, eles são divididos em dois grupos:

• Aqueles que contêm cobre;
• Aqueles em que há ferro.

O primeiro inclui polifenol oxidase, ascorbato oxidase, para a segunda – catalase, peroxidase, citocromo. Estes, por sua vez, são divididos em quatro grupos:

• Cytochromes a;
• Cytochromes b;
• Cytochromes c;
• Citocromos d.

Os citocromos possuem ferroformorforfina, citocromos b – protoporfirina de ferro, mesoporfirina de ferro substituída em c, d – diidroporfirina de ferro.

Existem outras formas de obter energia?

Apesar do fato de que a maioria das células o recebe como resultado da respiração celular, há também bactérias anaeróbicas, para a existência de que não é necessário oxigênio. Eles produzem a energia necessária por fermentação. Este é um processo no qual os carboidratos são discriminados por enzimas sem a participação do oxigênio, pelo que a célula recebe energia. Existem vários tipos de fermentação, dependendo do produto final das reações químicas. Pode ser ácido láctico, ácido alcoólico, butírico, acetona-butano, ácido cítrico.

Por exemplo, considere a fermentação do álcool. Pode ser expresso nesta equação:

C ₆ H ₁₂ O ₆ → C ₂ H ₅ OH + ₂ CO ₂

Ou seja, uma molécula de glicose, a bactéria se divide em uma molécula de álcool etílico e duas moléculas de monóxido de carbono (IV).