Работа и обмен веществ клетки

Гликогенез выполняет важную функцию накопления энергии, поскольку запасы гликогена могут быстро гидролизоваться обратно в глюкозу, обеспечивая организм легкодоступным источником энергии (глюкозой), если уровень глюкозы в крови падает. Гликоген состоит из нескольких субъединиц глюкозы, действует как аварийный запас топлива и легко расщепляется, когда уровень глюкозы в крови падает. Распад гликогена известен как гликогенолиз. Изменения в ферментативной функции этого углеводного метаболического пути могут привести к нескольким заболеваниям, таким как диабет и множество заболеваний, связанных с накоплением гликогена.Нуклеотиды, используемые в синтезе РНК, аналогичны тем, которые используются в синтезе ДНК, за исключением тимидина — урацил используется в синтезе РНК. Однако удаление группы an-OH на рибозном сахаре необходимо для получения дезоксирибозного сахара, который составляет нуклеотидные строительные блоки ДНК. Важно отметить, что расщепление ДНК и РНК происходит непрерывно в клетке. Пуриновые и пиримидиновые продукты распада ДНК и РНК могут быть либо переработаны для будущего синтеза нуклеиновых кислот, либо удалены в виде отходов. Циклический распад и синтез различных типов нуклеиновых кислот имеет решающее значение для накопления и выработки энергии и, следовательно, необходим для клеточного гомеостаза.Белки выполняют множество функций [10]: обеспечивают внутриклеточную и внеклеточную структуру (клетки/ткани/органы); сигнализацию; транспортировку грузов; действуют как ферменты (например, белковый катализатор); и обеспечивают иммунитет. Белки состоят из аминокислот, соединенных последовательно с образованием полипептидных цепей, которые при трехмерном сворачивании образуют зрелый белок. Поскольку белки составляют значительную часть всех клеток, они также являются ключевым питательным веществом, которое клетки используют для топлива и других процессов.Переваривание белков начинается в желудке, где желудочная кислота и фермент пепсин расщепляют белки на более простые полипептиды. Эти полипептиды затем далее расщепляются на составляющие их аминокислотные строительные блоки, которые могут быть либо переработаны для образования других белков, либо далее расщеплены печенью на α-кето кислоты, которые могут быть использованы для получения энергии, глюкозы, жира или новых аминокислот. Распад аминокислот может привести к образованию ионов аммония. Ниже мы обсудим цикл мочевины и ее роль в очистке токсичного аммиака. Важно отметить, что белки являются очень полезным источником энергии во время голодания. Это происходит потому, что расщепление белков приводит к созданию метаболических промежуточных продуктов, которые могут питаться в цикле лимонной кислоты.Нуклеотиды делятся на две основные группы: пурины и пиримидины, которые состоят из фосфатной группы и пентозного сахара, но отличаются размером азотистого основания.Аденин и гуанин — это пурины, а цитидин, уридин и тимидин-пиримидины. Синтез пуринов и пиримидинов требует ввода энергии в виде аденозинтрифосфата (АТФ) и / или гуанозинтрифосфата (ГТФ). АТФ и ГТФ являются первичными энергоносителями клетки и содержат высокие уровни энергии в связях между их фосфатными группами. Разрыв одной из связей приводит к высвобождению энергии, которая может управлять клеточными функциями. Фосфатные группы могут быть последовательно удалены с помощью ферментов фосфатазы из АТФ и ГТФ для получения аденозиновых и гуанозиновыхди - и монофосфатов (например, АДФ, АМФ, ГМФ). Это обратимая реакция, и фосфатные группы могут быть добавлены к АДФ / ГДФ и AMФ / ГМФ группой ферментов, известных как киназы. В рамках пути синтеза пиримидина существуют также нуклеотиды UTP и CTP, которые являются производными уридина и цитидина соответственно.Митохондрии — это внутриклеточные органеллы, играющие центральную роль в клеточном метаболизме и энергетике. Эти динамические органеллы играют важнейшую роль для интеграции различных метаболических входов, компартментализации ключевых метаболических и клеточных путей развития и выступают в качестве эффективного двигателя, преобразующего питательные входы в энергетическую валюту, главным образом АТФ. Генерация АТФ из питательных метаболитов рассматривается как ключевой аспект функции митохондрий. Превращение метаболитов из цикла лимонной кислоты в АТФ достигается путем переноса электронов от этих промежуточных звеньев через субъединицы дыхательной цепи на внутренней мембране митохондрий. При переносе электронов протоны накачиваются во внутреннее мембранное пространство, что создает биохимический градиент. Ключевые дыхательные комплексы I, III и IV находятся во внутренней митохондриальной мембране и являются белковыми единицами, которые перекачивают протоны из матрицы во внутреннее мембранное пространство, используя электрохимическую энергию, полученную в результате переноса электронов. Молекулярный кислород является конечным акцептором электронов из комплекса IV, что приводит к его восстановлению до Н2О. важно отметить, что дисбаланс протонов между митохондриальным матриксом и внутренним мембранным пространством создает электрохимический градиент, который обеспечивает потенциальную энергию для запуска синтеза АТФ из АДФ. Этот эффективный энергогенерирующий процесс, называемый "аэробным дыханием", поскольку он зависит от кислорода, дает наилучшую отдачу энергии (АТФ) при первоначальном поступлении питательных веществ по сравнению с другими генерирующими процессами в клетке (такими как анаэробное дыхание, которое не требует кислорода и производит меньшее количество АТФ; это происходит главным образом от гликолиза и превращения глюкозы в молочную кислоту). Митохондриальная функция и выработка энергии особенно важны в энергозатратных тканях и клетках организма, таких как мозг (нейроны), сердце (кардиомиоциты) и поджелудочная железа (бета-островки). Функция митохондрий имеет решающее значение для всех клеток, и болезнь возникает, когда функция митохондрий нарушена. ЗАКЛЮЧЕНИЕКлетка является основным функциональным элементом в человеческом понимании того, что она является самодостаточным и полностью функционирующим живым существом. Люди-многоклеточные организмы с различными типами клеток, которые работают вместе, чтобы поддерживать жизнь. Другие неклеточные компоненты в организме включают воду, макроэлементы (углеводы, белки, липиды), микроэлементы (витамины, минералы) и электролиты. Совокупность клеток, которые функционируют вместе для выполнения одной и той же деятельности, называется тканью. Массы тканей работают сообща, образуя орган, выполняющий определенные функции в организме. Несмотря на такую структурную организацию, вся деятельность сводится к клетке – сложной единице, которая делает жизнь возможной.Органеллы являются самыми основными функциональными единицами, но они не могут существовать и функционировать без клетки в целом. Его функции включают в себя прием питательных веществ и других веществ, переработку этих соединений, производство новых веществ, репликацию клеток и производство энергии. Клеточный метаболизм в значительной степени определяется сложным комплексом биохимических реакций, включающих биомолекулярный синтез (анаболизм), поддержание или разрушение (катаболизм), совокупность которых определяет энергетический статус клетки. Молекулы, участвующие в этих метаболических процессах, включают в себя основные клеточные строительные блоки, такие как липиды, аминокислоты, углеводы и нуклеотиды, а также многочисленные ферменты и кофакторы, участвующие в метаболических реакциях. Эти многочисленные реакции являются тем, что управляет клеточным метаболизмом и охватывает каждый процесс, который добавляет или вычитает из общего строительного блока и энергетического пула клетки. Поглощение питательных веществ влияет на основные клеточные метаболические реакции; таким образом, крайне важно понять ключевые системы метаболизма питательных веществ в клетке, включая липидный, углеводный, аминокислотный и нуклеотидный обмен.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫЛыков И. Н., Шестакова Г. А. Первые исследователи микроорганизмов //Вестник Калужского университета. – 2011. – №. 2. – С. 16-21.Николайчик Е. А., Картель Н. А. Регуляция метаболизма клетки //Эксперт. – 2006.Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки. – 1999.Садовниченко Ю. А., Шмулич О. В. Морфология клетки. Структурные компоненты цитоплазмы и ядра. – 2015.Соколов В. И., Чумасов Е. И., Иванов В. С. Цитология, гистология и эмбриология. – 2016.Николайчик Е. А. Молекулярная биология.№ УД-299. – 2015.Бичкаева Ф. А. Резервные возможности эндокринной регуляции метаболических процессов у человека на Севере //Архангельск: Институт физиологии природных адаптаций Уральского отделения Российской академии наук. – 2006.Кон И. и др. Питательная композиция. – 2010.Беркович Ю. А. и др. Энергетические потребности для производства растительной пищи в длительных пилотируемых космических экспедициях //Известия Российской академии наук. Энергетика. – 2009. – №. 1. – С. 27-35.Якубке Х. Д., Ешкайт Х. Аминокислоты, пептиды, белки //М: Мир. – 1985.