atf қайда қатысады? ATP молекуласы - бұл не және оның ағзадағы рөлі қандай

Фосфорлану процесі – киназа ферментінің қатысуымен фосфорил тобының бір қосылыстан екіншісіне ауысу реакциясы. АТФ тотығу және субстрат фосфорлану арқылы синтезделеді. Тотықтырғыш фосфорлану – биоорганикалық заттардың тотығуы кезінде бөлінетін энергияны пайдаланып АДФ-ға бейорганикалық фосфат қосу арқылы АТФ синтезі.

ADP + ~P → ATP

Субстратты фосфорлану – АТФ синтезі үшін жоғары энергиялы АДФ байланысы бар фосфорил тобының тікелей тасымалдануы.

Субстратты фосфорлану мысалдары:

1. Көмірсулар алмасуының аралық өнімі АДФ фосфорил тобын жоғары энергетикалық байланыспен тасымалдайтын фосфоэнолпирожүзім қышқылы:

Кребс циклінің аралық өнімі – жоғары энергиялы сукцинил-Ко-А – АДФ-мен әрекеттесіп, АТФ бір молекуласын түзеді.

Ағзадағы энергияның бөлінуі мен АТФ синтезінің үш негізгі кезеңін қарастырайық.

Бірінші кезең (дайындық) ас қорытуды және сіңіруді қамтиды. Бұл кезеңде тағамдық қосылыстардың энергиясының 0,1% бөлінеді.

Екінші кезең. Тасымалданғаннан кейін мономерлер (биоорганикалық қосылыстардың ыдырау өнімдері) жасушаларға түседі, олар тотығудан өтеді. Отын молекулаларының (амин қышқылдары, глюкоза, майлар) тотығуы нәтижесінде ацетил-Ко-А қосылысы түзіледі. Бұл кезеңде тағамдық заттар энергиясының шамамен 30% бөлінеді.

Үшінші кезең – Кребс циклі – биохимиялық тотығу-тотықсыздану реакцияларының тұйық жүйесі. Цикл аэробты тотығудың негізгі реакцияларын тұжырымдаған және тәжірибе жүзінде растаған ағылшын биохимигі Ганс Кребстің құрметіне аталған. Зерттеулері үшін Кребс Нобель сыйлығын алды (1953). Циклдің тағы екі атауы бар:

Үш карбон қышқылдарының циклі, өйткені ол үш карбон қышқылдарының (құрамында үш карбоксил тобы бар қышқылдар) айналу реакцияларын қамтиды;

Лимон қышқылының циклі, өйткені циклдің бірінші реакциясы лимон қышқылының түзілуі болып табылады.

Кребс циклі 10 реакцияны қамтиды, оның төртеуі тотығу-тотықсыздану болып табылады. Реакциялар кезінде энергияның 70% бөлінеді.

Бұл циклдің биологиялық рөлі өте маңызды, өйткені ол барлық негізгі тағамдардың тотығу ыдырауының жалпы соңғы нүктесі болып табылады. Бұл жасушадағы тотығудың негізгі механизмі, ол метаболикалық «қазан» деп аталады. Отын молекулаларының (көмірсулар, аминқышқылдары, май қышқылдары) тотығуы кезінде организм АТФ түріндегі энергиямен қамтамасыз етіледі.Отын молекулалары ацетил-Ко-А-ға айналғаннан кейін Кребс цикліне түседі.

Сонымен қатар, трикарбон қышқылының циклі биосинтетикалық процестер үшін аралық өнімдерді қамтамасыз етеді. Бұл цикл митохондриялық матрицада жүреді.

Кребс циклінің реакцияларын қарастырайық:

Цикл төрт көміртекті компонент оксалоацетат пен екі көміртекті компонент ацетил-Ко-А конденсациясынан басталады. Реакция цитрат-синтаза арқылы катализденеді және гидролизден кейін альдол конденсациясын қамтиды. Аралық өнім - цитрил-Ко-А, ол цитрат пен КоА-ға гидролизденеді:

IV. Бұл бірінші тотығу-тотықсыздану реакциясы.
Реакция үш ферменттен тұратын α-оксоглутаратдегидрогеназа кешенімен катализденеді:

VII.

Сукцинилдің құрамында энергияға бай байланыс бар. Сукцинил-КоА тиоэфирлік байланысының ыдырауы гуанозиндифосфаттың (ЖІӨ) фосфорлануымен байланысты:

Сукцинил-КоА + ~ F + ЖІӨ сукцинат + ГТП +КоА

ГТФ-ның фосфорил тобы АТФ түзу үшін АДФ-ға оңай ауысады:

GTP + ADP ATP + ЖІӨ

Бұл субстраттың фосфорлану реакциясы болып табылатын циклдегі жалғыз реакция.

VIII. Бұл үшінші тотығу-тотықсыздану реакциясы:

Кребс циклі көмірқышқыл газын, протондарды және электрондарды шығарады. Циклдің төрт реакциясы тотығу-тотықсыздану болып табылады, ферменттермен катализденеді - NAD және FAD коферменттері бар дегидрогеназалар. Коэнзимдер пайда болған H + және ē-ны ұстап, оларды тыныс алу тізбегіне (биологиялық тотығу тізбегі) тасымалдайды. Тыныс алу тізбегінің элементтері митохондриялардың ішкі қабығында орналасқан.

Тыныс алу тізбегі – тотығу-тотықсыздану реакцияларының жүйесі, оның барысында тыныс алу нәтижесінде ағзаға түсетін H+ және ē-ның О 2-ге біртіндеп ауысуы жүреді. АТФ тыныс алу тізбегінде түзіледі. Тізбектегі негізгі тасымалдаушылар ē құрамында темір және мыс бар белоктар (цитохромдар), кофермент Q (убихинон). Тізбекте 5 цитохром бар (b 1, c 1, c, a, a 3).

b 1, c 1, c цитохромдарының протездік тобы темірі бар гем. Бұл цитохромдардың әсер ету механизмі олардың құрамында валенттілігі өзгермелі темір атомы бар, ол ē мен Н+ ауысуы нәтижесінде тотыққан күйде де, тотықсызданған күйде де бола алады.

Жылдам қалпына келтіру және өсу үшін ATP деңгейлерін арттырыңыз

ATP - бұл бұлшықеттердің барлық функцияларын басқаратын және күш пен төзімділік деңгейін анықтайтын жасушаішілік энергия көзі. Ол сондай-ақ жаттығуға анаболикалық жауапты, сондай-ақ жасуша деңгейіндегі гормондардың көпшілігінің әсерін реттейді. Бұлшықеттердегі АТФ неғұрлым көп болса, соғұрлым олар үлкенірек және күшті болады деп болжауға болады.

Бодибилдер ретінде қарқынды жаттығулар бұлшықеттердегі АТФ қорларын жояды. Және бұл бос күй бұлшықеттердің өсуіне жол бермей, бірнеше күнге созылуы мүмкін. Атап айтқанда, шамадан тыс жаттығулар дененің ұзақ уақыт бойы АТФ таусылған күйінде болуының нәтижесі болып табылады. Бұлшықеттердегі ATP деңгейін қалпына келтіру үшін әртүрлі ATP күшейткіштерін тиімді пайдалануды үйрену керек.

Жаттығу кезінде ATP деңгейі

Бұлшықет жиырылуы бұлшықет жасушаларындағы АТФ энергиясын пайдаланады. Алайда, қарқынды қысқартулармен бұл «отынның» жеткізілімі тез таусылады. Дәл осы себепті сіз бір күшті мәңгі жасай алмайсыз. Жаттығу қаншалықты қиын болса, соғұрлым көп ATP қажет. Бірақ жүктеме неғұрлым ауыр болса, соғұрлым сіздің жасушаларыңыз АТФ-ны қайта құру мүмкіндігін жоғалтады. Нәтижесінде, ауыр жүк сізді тез құлатады, бұл сізді соңғы, ең өнімді қайталауларды аяқтау мүмкіндігінен айыратындықтан, үлкен көңілсіздік тудырады. Дәл осы кезде сіз бұлшықеттердің жиырылуын сезінесіз, әрбір талшықты сезінесіз, бірақ олардың барлығы АТФ жетіспеушілігінен жұмысын тоқтатады.

Шын мәнінде, ATP деңгейлері жаттығулардағы ең шектеуші факторлардың бірі болып табылады. Ол әрбір жиынтықта өсуді ынталандыратын қайталаулар санын азайтады. Жиынның соңында қарқындылықтың жетіспеушілігін толтыру үшін сіз көбірек жиынтықтарды орындайсыз, нәтижесінде айтарлықтай тиімсіз төмен қарқынды жұмыс көлемі болады.

Танымал пікірге қарамастан, жиынтықты орындағаннан кейін ATP деңгейлері нөлге тең емес. Шын мәнінде, ол нөлден өте алыс. Медициналық зерттеулер бұлшықеттердің максималды жиырылуының 10 секундынан кейін бұлшықет ATP деңгейінің 25% төмендейтінін көрсетеді (1). Осындай күш-жігердің 30 секундынан кейін ATP деңгейі шамамен 50% құрайды. Сондықтан, сіз әлі де АТФ қорларын толығымен сарқылудан алыссыз. Бірақ оның деңгейінің аздап төмендеуі бұлшық еттердің қалағаныңызша күшті жиырылуына жол бермеу үшін жеткілікті. Әрине, бірнеше жиынды орындаған сайын ATP қоймалары барған сайын таусылады. Зерттеулер бұлшық ет жиырылуының 30 секундынан кейін 2 типті талшықтардағы ATP деңгейін толық қалпына келтіру үшін 4 минуттық демалыс жеткіліксіз екенін көрсетті (2). Демек, сіз екінші жиынды бастаған кезде бұлшықеттердегі ATP қоры оңтайлы емес. Сіз көбірек жинақтарды орындаған сайын, ATP деңгейлері азаяды.

Жаттығудан кейін ATP-мен не болады?

Жаттығу аяқталғаннан кейін ATP қорлары айтарлықтай азаюы мүмкін. Демалыс кезінде бұлшық еттердің қалпына келу мүмкіндігі болады деп күтуге болады. Өйткені, бұл кезде АТФ қажеттілігі азайып, өндіріс артады. Дегенмен, қалпына келтіру кезеңінің басында ATP деңгейі төмен екенін есте сақтаңыз, сондықтан олардың қалыпты жағдайға оралуы үшін біраз уақыт қажет. Қайсысы? Бір қызығы, ATP толық толтырылуы үшін 24-тен 72 сағатқа дейін қажет болады.

Егер сіз шамадан тыс жаттығу жағдайында болсаңыз, сіздің ATP деңгейлері қалыпты, бастапқы деңгейге оралмайды. Өкінішке орай, жаттығудан кейін ATP деңгейлері біршама төмендегенімен, олар әлі де өте жоғары. Мұның бірнеше себептері бар, соның ішінде мыналар:

1) Жаттығу кезінде натрий бұлшықет жасушаларында жиналады. Содан кейін олар Na-K-ATPase сорғы деп аталатын механизм арқылы натрийден құтылуы керек. Аты айтып тұрғандай, бұл механизм энергия көзі ретінде АТФ пайдаланады.

2) Егер бұлшықеттеріңіз ауырса, онда кальцийдің көп мөлшері жиналғанын білдіреді. Олар құрамындағы кальцийді табиғи қорларына қайтаруға тырысады, бірақ бұл үшін де АТФ белгілі бір қорын қажет етеді.

3) Тағы бір қызықты аспект глутаминнің түзілуіне қатысты. Жаттығудан кейін дененің глютаминге деген қажеттілігі айтарлықтай артады. Глутаминге деген қажеттіліктің жоғарылауын жеңу үшін дене басқа аминқышқылдарынан, мысалы, тармақталған тізбекті аминқышқылдарынан глютаминді көбірек шығара бастайды. «Арқан тартыс» жағдайы туындайды. Глутаминді пайдалану артқан сайын, дененің жаңа глутамин өндіруге күш салуы да артады. Глутаминді өндіру энергетикалық тұрғыдан өте қымбат - АТФ дегенді білдіреді. Ол негізінен бұлшықеттерде пайда болады, бірақ жаттығудан кейін бұлшықеттердегі АТФ деңгейі төмендейді, бұл глютамин өндірісіне кедергі келтіреді. Белгілі бір уақыт кезеңінен кейін оның өндірісі бұдан былай өскен қажеттілікті өтемейді, бұл жаттығудан кейін глютамин деңгейінің айтарлықтай төмендеуіне әкеледі. Екінші жағынан, бұл төмендеуді минималды ету үшін дене одан да көп ATP пайдалана отырып, глютамин синтезінің жылдамдығын арттыруға тырысады. Демек, бұлшықеттердің ATP тұтынуы жаттығудан кейін ұзақ уақыт бойы жоғары болып қалады және бұл бұлшықеттердің қалпына келуіне тым ұзақ уақыт алады.

ATP және диета

Жаттығу және бұлшықеттерді дамыту процесі қалыпты тамақтану кезінде де өте қиын. Бірақ бодибилдингшілер мезгіл-мезгіл төмен көмірсутекті диетаны ұстануы керек. Сіз тағамды тұтынуды азайту жасушадағы энергия деңгейіне қалай әсер ететінін елестете аласыз. Ұзақ мерзімді шектеуші диета кезінде бұлшықеттердегі энергия балансы бұзылады, бұл қалыпты ATP деңгейін ұстап тұруды одан сайын қиындатады. Бұл жаттығу кезінде күштің төмендеуіне және жаттығудан кейін ұзақ қалпына келтіруге әкеледі.

АТФ функциялары

Бұлшықеттердің жиырылуын энергиямен қамтамасыз ету және бұлшықеттердегі электролит деңгейін бақылаудың негізгі функциясынан басқа, ATP бұлшықеттерде көптеген басқа функцияларды орындайды. Мысалы, ол ақуыз синтезінің жылдамдығын бақылайды. Ғимараттың құрылысы шикізаттың болуын және белгілі бір энергия шығынын қажет ететіні сияқты, бұлшықет тінінің құрылысы да қажет. Материал амин қышқылдары, ал энергия көзі ATP болып табылады. Анаболизм - бұлшықеттерде болатын энергияны көп тұтынатын процестердің бірі.

Ол АТФ-ны көп тұтынатыны сонша, бұл зат 30%-ға азайған кезде анаболикалық реакциялардың көпшілігі тоқтайды. Осылайша, АТФ деңгейінің ауытқуы анаболикалық процеске қатты әсер етеді.

Бұл жаттығу кезінде бұлшықеттердің өспейтінін түсіндіреді. Адам жаттығу жасағанда, оның ATP деңгейі тым төмен. Егер сіз осы сәтте анаболикалық процесті бастасаңыз, ол сіздің ATP қорын одан әрі таустырып, бұлшықеттердің жиырылу қабілетін төмендетеді. АТФ деңгейі неғұрлым тез қалыпқа келсе, соғұрлым ақуыз синтезі процесі тезірек басталады. Сондықтан жаттығу кезінде ATP деңгейлерін арттыру маңызды болғанымен, бұлшықеттердің өсуі үшін жаттығудан кейін мұны істеу одан да маңызды. АТФ анаболикалық гормондардың сиқырлы жұмыс істеуі үшін де қажет. Тестостерон да, инсулин де дұрыс жұмыс істеуі үшін ATP қажет.

Парадоксальды түрде АТФ деңгейі катаболизм жылдамдығын да бақылайды. Негізгі протеолитикалық жолдар бұлшықет тінін ыдырату үшін энергияны қажет етеді. Жаттығудан кейінгі АТФ деңгейінің төмендеуі бұлшықеттерді катаболизмнен сақтайды деп болжасаңыз да, өкінішке орай, олай емес. Бұлшықет АТФ деңгейі төменгі шекке жеткенде, АТФ-қа тәуелсіз басқа катаболикалық механизмдер белсендіріледі. Жасушалардың құрамындағы кальций жасушалардан шығарыла бастайды, бұл үлкен бұзылуларды тудырады. Күшті катаболикалық процесс пен әлсіз анаболикалық процеске қарағанда анаболикалық және катаболикалық процестерді жақсарту тиімдірек болады. Сондықтан АТФ неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы.

ATP деңгейін қалай көтеруге болады

Бодибилдер ретінде сізде ATP деңгейлерін арттыруға арналған қуатты құралдардың үлкен арсеналы бар. Бұл мақалада мен креатинді, прогормондарды және рибозаны қолдану туралы айтатын боламын. Мен көмірсуларға тоқталмаймын, өйткені олар туралы энергия көзі ретінде тым көп жазылған. Глутамин және тармақталған аминқышқылдары да АТФ түзілуіне шамалы әсер етеді, бірақ мен олар туралы қазір егжей-тегжейлі айтпаймын. Бұл стимуляторлардың барлығы әртүрлі жұмыс уақытымен сипатталатынын түсіну маңызды, сондықтан тек көмекші болып табылады.

Ең жылдам әсер ететін стимулятор - D-рибоза. АТФ молекуласы бір аденин молекуласының, үш фосфат тобының және бір рибоза молекуласының әрекеттесуінен пайда болады. Осылайша, рибоза АТФ синтезіне қажетті шикізат болып табылады. Рибоза сонымен қатар АТФ ресинтезіне қажетті 5-фосфорибозил-1-пирофосфат ферментінің белсенділігін бақылайды.

Мен жаттығудан 45 минут бұрын кем дегенде 4 грамм рибозаны тұтынуды ұсынамын. Күш деңгейлері бірден жақсарып қана қоймайды, сонымен қатар рибоза өнімділікке әсер ететін жүйке шаршауының алдын алады, өйткені сіз ең ауыр жиындарыңызға қайталауды қосасыз.

Алайда рибоза тек АТФ өндірісінің стимуляторы ретінде әрекет етпейді. Зерттеулер оның ATP деңгейін жоғарылатуда және жасушалық энергияның басқа, азырақ белгілі болса да, уродинтрифосфат деңгейін арттыруда тиімді екенін көрсетті. Уридинтрифосфаты баяу жиырылатын талшықтар үшін өте маңызды. Зерттеулер көрсеткендей, бұлшық еттерге күшті анаболикалық әсер етеді. Бұл сонымен қатар калийдің бұлшықет жасушаларының ішінде қозғалуына көмектесу арқылы натрий инвазиясынан құтылуға көмектеседі, бұл өз кезегінде ATP қоймаларын сақтайды.

Мен креатинді қалыпты ATP стимуляторы деп санаймын, ал ең ұзақ әсер ететін ATP стимуляторлары прогормондар болып табылады. Мен креатиннің отырықшы өмір салтын жүргізетін адамдарда АТФ өндірісіне ынталандырушы әсер ететініне күмәнданамын. Дегенмен, жоғарыда айтылғандай, қарқынды физикалық белсенділік ұзақ уақыт бойы ATP деңгейін төмендетеді. Бұл жағдайда креатин бұлшықеттерде фосфокреатинге айналуының арқасында АТФ ресинтезі үшін қажетті бастапқы материалды қамтамасыз ете алады. Еуропалық ғалымдар жүргізген тәжірибе көрсеткендей, спортшылар креатинді жоғары деңгейдегі жаттығуларда бес күн бойы тәулігіне 21 г мөлшерінде қосымша қолданғанда, 252 г көмірсуларды тұтынумен бірге қандағы АТФ деңгейі. бұлшықеттер 9%-ға, ал АТФ прекурсоры фосфокреатинді қолданғанда – 11%-ға өсті (3).

Прогормондарға қатысты жануарларға жүргізілген зерттеулер ерлер гормондарының деңгейі бұлшықеттердегі АТФ деңгейіне қатты әсер ететінін көрсетті. Егеуқұйрықтарды кастрациялау кезінде олардың бұлшықеттеріндегі АТФ деңгейі төмендеді (4). Егеуқұйрықтарға тестостерон берілгенде, ATP деңгейі қалыпты деңгейге дейін қалпына келтірілді. Бұл зерттеудің нәтижелері тестостерон стимуляторларын қабылдаудың маңыздылығын дәлелдеді, әсіресе жаттығулардан кейінгі кезеңде, тестостерон деңгейі тіпті көмірсуларды тұтыну арқылы да төмендейтін кезде. Сіз андростендион сияқты интракринді тестостерон стимуляторын және нандролон прекурсорлары сияқты эндокриндік стимуляторларды пайдалана аласыз. Осылайша, сіз қандағы тестостерон деңгейінің төмендеуін оны нандролонмен алмастыру арқылы табиғи түрде реттей аласыз, сонымен бірге бұлшықеттердегі тестостерон деңгейін андростендионмен арттырады.
Рибоза, креатин және прогормондар АТФ өндірісінің тиімді стимуляторлары болып табылады. Оларды біріктіріп қабылдау жаттығулардан кейін бұлшықеттердің қалпына келуін және өсуін жақсарта отырып, қарсылық жаттығулары кезінде күш деңгейлерін арттырады. Олардың әсері уақыт бойынша әртүрлі таралатындықтан және олардың әрекет ету режимдері әртүрлі болғандықтан, олар синергетикада жұмыс істеу арқылы оңтайлы нәтиже береді.

Бұлшықет белсенділігінің энергиясы

Жоғарыда айтылғандай, бұлшықет белсенділігінің екі фазасы - жиырылу және релаксация - АТФ гидролизі кезінде бөлінетін энергияны міндетті түрде пайдалану кезінде пайда болады.

Бірақ бұлшық ет жасушаларындағы АТФ қоры шамалы (тыныштықта бұлшық еттердегі АТФ концентрациясы шамамен 5 ммоль/л), бұлшық ет жұмысына 1-2 с жеткілікті. Сондықтан бұлшықеттердің ұзағырақ белсенділігін қамтамасыз ету үшін бұлшықеттерде АТФ қорлары толтырылуы керек. Тікелей физикалық жұмыс кезінде бұлшықет жасушаларында АТФ түзілуі АТФ ресинтезі деп аталады және энергияны тұтынумен бірге келеді.

Осылайша, бұлшықеттер жұмыс істегенде, оларда бір мезгілде екі процесс жүреді: жиырылу мен босаңсу үшін қажетті энергияны қамтамасыз ететін АТФ гидролизі және осы заттың жоғалуын толтыратын АТФ ресинтезі. Егер бұлшық еттердің жиырылуын және босаңсуын қамтамасыз ету үшін тек АТФ химиялық энергиясы пайдаланылса, онда АТФ ресинтезіне алуан түрлі қосылыстардың химиялық энергиясы қолайлы: көмірсулар, майлар, аминқышқылдары және креатинфосфат.

АТФ құрылымы мен биологиялық рөлі

Аденозинтрифосфаты (АТФ) - нуклеотид. АТФ (аденозин үшфосфор қышқылы) молекуласы азотты негізден адениннен, бес көміртекті қант рибозасынан және жоғары энергетикалық байланыс арқылы қосылған үш фосфор қышқылының қалдықтарынан тұрады. Гидролизденген кезде көп мөлшерде энергия бөлінеді. АТФ – жасушаның негізгі макроэргісі, жоғары энергиялы химиялық байланыстардың энергиясы түріндегі энергия жинақтаушы.

Физиологиялық жағдайларда, яғни тірі жасушада болатын жағдайларда АТФ мольінің (506 г) ыдырауы 12 ккал немесе 50 кДж энергияның бөлінуімен бірге жүреді.

АТФ түзілу жолдары

Аэробты тотығу (тіндік тыныс алу)

Синонимдері: тотығу фосфорлануы, тыныс алу фосфорлануы, аэробты фосфорлану.

Бұл жол митохондрияларда жүреді.

Үшкарбон қышқылының айналымын алғаш рет ағылшын биохимигі Г.Кребс ашты (4-сурет).

Бірінші реакция цитратсинтаза ферментімен катализденеді, онда ацетил-КоА-ның ацетил тобы оксалоацетатпен конденсацияланады, нәтижесінде лимон қышқылы түзіледі. Шамасы, бұл реакцияда ферментпен байланысқан цитрил-КоА аралық өнім ретінде түзіледі. Сосын соңғысы өздігінен және қайтымсыз гидролизденіп, цитрат пен HS-CoA түзеді.

Екінші реакция нәтижесінде алынған лимон қышқылы сусызданудан өтіп, цис-аконит қышқылын түзеді, ол су молекуласын қосу арқылы изоцитр қышқылына (изоцитрат) айналады. Бұл қайтымды гидратация-дегидратация реакциялары аконитатгидратаза (аконитаза) ферментімен катализденеді. Нәтижесінде цитрат молекуласында H және OH-ның өзара қозғалысы жүреді.

Күріш. 4. Үшкарбон қышқылының циклі (Кребс циклі)

Үшінші реакция Кребс циклінің жылдамдығын шектейтін сияқты. Изоцит қышқылы NAD-тәуелді изоцитратдегидрогеназаның қатысуымен дегидрогенизацияланады. Изоцитратдегидрогеназа реакциясы кезінде изоцитр қышқылы бір мезгілде декарбоксилденеді. NAD-тәуелді изоцитратдегидрогеназа – аллостериялық фермент, арнайы активатор ретінде АДФ қажет. Сонымен қатар, фермент өзінің белсенділігін көрсету үшін қажет немесе иондар.

Төртінші реакция кезінде α-кетоглутар қышқылының тотығу декарбоксилденуі жүреді және жоғары энергиялы қосылыс сукцинил-КоА түзіледі. Бұл реакцияның механизмі пируваттың ацетил-КоА-ға тотығу декарбоксилдену реакциясына ұқсас; α-кетоглутаратдегидрогеназа кешені құрылымы бойынша пируватдегидрогеназа кешеніне ұқсас. Екі жағдайда да реакцияға 5 кофермент қатысады: TPP, липой қышқылы амид, HS-CoA, FAD және NAD+.

Бесінші реакция сукцинил-КоА синтетаза ферментімен катализденеді. Бұл реакция кезінде ГТФ және бейорганикалық фосфаттың қатысуымен сукцинил-КоА янтар қышқылына (сукцинат) айналады. Бұл кезде ГТФ жоғары энергиялы фосфаттық байланысының түзілуі сукцинил-КоА-ның жоғары энергиялы тиоэфирлік байланысы есебінен жүреді.

Алтыншы реакция нәтижесінде сукцинат фумар қышқылына дейін сусызданады. Сукцинаттың тотығуын сукцинатдегидрогеназа катализдейді.

ФАД коферменті белокпен тығыз (ковалентті) байланысқан молекулада. Өз кезегінде сукцинатдегидрогеназа ішкі митохондриялық мембранамен тығыз байланысады.

Жетінші реакция фумаратгидратаза (фумараза) ферментінің әсерінен жүзеге асады. Алынған фумар қышқылы гидратталған, реакция өнімі алма қышқылы (малат).

Ақырында, трикарбон қышқылы циклінің сегізінші реакциясы кезінде митохондриялық NAD-тәуелді малатдегидрогеназаның әсерінен L-малат оксалоацетатқа дейін тотығады.

Бір айналым кезінде Кребс цикліндегі бір ацетил-КоА молекуласының тотығуы және тотығу фосфорлану жүйесінде 12 АТФ молекуласы түзілуі мүмкін.

Анаэробты тотығу

Синонимдер: субстратты фосфорлану, анаэробты АТФ синтезі. Бөлінген сутегі цитоплазмаға еніп, басқа затқа қосылады. Субстратқа байланысты АТФ анаэробты ресинтезінің екі жолы ажыратылады: креатинфосфат (креатинкиназа, алактикалық) және гликолитикалық (гликолиз, лактат). Жүйке жағдайында субстрат креатинфосфат, екіншісінде - глюкоза.

Бұл жолдар оттегінің қатысуынсыз жүреді.

Жалғасы. Қараңыз: № 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Жаратылыстану сабақтарындағы биология сабақтары

Жетілдірілген жоспарлау, 10-сынып

19-сабақ. АТФ химиялық құрылымы және биологиялық рөлі

Жабдық:жалпы биология бойынша кестелер, АТФ молекуласының құрылымының диаграммасы, пластикалық және энергия алмасуының арасындағы байланыс диаграммасы.

I. Білімді тексеру

«Тірі заттың органикалық қосылыстары» биологиялық диктант өткізу.

Мұғалім сандар астындағы рефераттарды оқиды, оқушылар өз нұсқасының мазмұнына сәйкес келетін конспектілердің сандарын дәптерлеріне жазады.

1 нұсқа – белоктар.
2 нұсқа – көмірсулар.
3 нұсқа – липидтер.
4 нұсқа – нуклеин қышқылдары.

1. Таза түрінде олар тек С, Н, О атомдарынан тұрады.

2. С, Н, О атомдарынан басқа олардың құрамында N және әдетте S атомдары болады.

3. Оларда С, Н, О атомдарынан басқа N және Р атомдары болады.

4. Олар салыстырмалы түрде шағын молекулалық массаға ие.

5. Молекулярлық массасы мыңнан бірнеше ондаған және жүздеген мың дальтондарға дейін болуы мүмкін.

6. Молекулярлық массасы бірнеше ондаған және жүздеген миллион дальтонға дейін жететін ең ірі органикалық қосылыстар.

7. Олардың молекулалық массалары әртүрлі - заттың мономер немесе полимер болуына байланысты өте кішкентайдан өте жоғарыға дейін.

8. Моносахаридтерден тұрады.

9. Амин қышқылдарынан тұрады.

10. Нуклеотидтерден тұрады.

11. Олар жоғары май қышқылдарының күрделі эфирлері.

12. Негізгі құрылымдық бірлік: «азотты негіз – пентоза – фосфор қышқылының қалдығы».

13. Негізгі құрылымдық бірлік: «амин қышқылдары».

14. Негізгі құрылымдық бірлік: «моносахарид».

15. Негізгі құрылымдық бірлік: «глицерин-май қышқылы».

16. Полимер молекулалары бірдей мономерлерден құрастырылады.

17. Полимер молекулалары ұқсас, бірақ мүлдем бірдей емес мономерлерден құрастырылған.

18. Олар полимерлер емес.

19. Олар тек дерлік энергия, құрылыс және сақтау функцияларын орындайды, ал кейбір жағдайларда – қорғаныс.

20. Энергетикалық және құрылыстан басқа олар каталитикалық, сигналдық, көліктік, қозғалтқыш және қорғаныс функцияларын орындайды;

21. Олар жасуша мен ағзаның тұқым қуалайтын қасиеттерін сақтайды және береді.

1 нұсқа – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
2-нұсқа – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
3-нұсқа – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
4-нұсқа– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. Жаңа материалды меңгерту

1. Аденозин үшфосфор қышқылының құрылысы

Тірі затта белоктардан, нуклеин қышқылдарынан, майлардан және көмірсулардан басқа көптеген органикалық қосылыстар синтезделеді. Олардың ішінде жасушаның биоэнергетикасы маңызды рөл атқарады. аденозин үшфосфор қышқылы (АТФ).АТФ барлық өсімдіктер мен жануарлар жасушаларында кездеседі. Жасушаларда аденозин үшфосфор қышқылы көбінесе деп аталатын тұздар түрінде болады аденозинтрифосфаттар. АТФ мөлшері ауытқиды және орта есеппен 0,04% құрайды (жасушада орта есеппен 1 миллиардқа жуық АТФ молекуласы бар). АТФ ең көп мөлшері қаңқа бұлшықеттерінде (0,2-0,5%) болады.

АТФ молекуласы азотты негіз – аденин, пентоз – рибоза және үш фосфор қышқылының қалдықтарынан тұрады, т.б. АТФ – ерекше аденил нуклеотиді. Басқа нуклеотидтерден айырмашылығы АТФ құрамында бір емес, үш фосфор қышқылының қалдығы болады. ATP макроэргиялық заттарға жатады - олардың байланыстарында көп мөлшерде энергиясы бар заттар.

АТФ молекуласының кеңістіктік моделі (А) және құрылымдық формуласы (В).

Фосфор қышқылының қалдығы АТФ-аза ферменттерінің әсерінен АТФ-дан бөлінеді. ATP өзінің терминалдық фосфат тобын ажыратуға күшті бейімділікке ие:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 кДж + Fn,

өйткені бұл іргелес теріс зарядтар арасындағы энергетикалық қолайсыз электростатикалық серпілістің жоғалуына әкеледі. Алынған фосфат сумен энергетикалық қолайлы сутектік байланыстардың түзілуіне байланысты тұрақтанады. ADP + Fn жүйесіндегі зарядтың таралуы ATP жүйесіне қарағанда тұрақтырақ болады. Бұл реакция 30,5 кДж бөледі (қалыпты коваленттік байланысты үзу 12 кДж шығарады).

АТФ-дағы фосфор-оттегі байланысының жоғары энергетикалық «құнын» атап өту үшін оны әдетте ~ белгісімен белгілейді және макроэнергетикалық байланыс деп атайды. Фосфор қышқылының бір молекуласы жойылғанда АТФ АДФ (аденозиндифосфор қышқылы), ал фосфор қышқылының екі молекуласы жойылса, АТФ АМФ (аденозин монофосфор қышқылы) айналады. Үшінші фосфаттың ыдырауы бар болғаны 13,8 кДж бөлінуімен бірге жүреді, сондықтан АТФ молекуласында тек екі нақты жоғары энергиялық байланыс болады.

2. Жасушада АТФ түзілуі

Жасушада АТФ қоры аз. Мысалы, бұлшықеттегі АТФ қоры 20-30 жиырылу үшін жеткілікті. Бірақ бұлшық ет бірнеше сағат жұмыс істеп, мыңдаған жиырылуы мүмкін. Сондықтан АТФ-ның АДФ-ге ыдырауымен қатар жасушада кері синтез үздіксіз жүруі керек. Жасушада АТФ синтезінің бірнеше жолы бар. Олармен танысайық.

1. Анаэробты фосфорлану.Фосфорлану - АДФ пен төмен молекулалық салмақты фосфаттан (Pn) АТФ синтезі процесі. Бұл жағдайда органикалық заттардың оттегісіз тотығу процестері туралы айтып отырмыз (мысалы, гликолиз глюкозаның пирожүзім қышқылына дейін оттегісіз тотығу процесі). Осы процестер кезінде бөлінетін энергияның шамамен 40% (шамамен 200 кДж/моль глюкоза) АТФ синтезіне жұмсалады, ал қалған бөлігі жылу түрінде бөлінеді:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn ––> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

2. Тотықтырғыш фосфорлануорганикалық заттардың оттегімен тотығу энергиясын пайдаланып АТФ синтезі процесі болып табылады. Бұл процесс 1930 жылдардың басында ашылды. ХХ ғасыр В.А. Энгельхардт. Митохондрияларда органикалық заттардың тотығуының оттегі процестері жүреді. Бұл жағдайда бөлінетін энергияның шамамен 55% (шамамен 2600 кДж/моль глюкоза) АТФ химиялық байланыстарының энергиясына айналады, ал 45% жылу түрінде бөлінеді.

Тотықтырғыш фосфорлану анаэробты синтезге қарағанда әлдеқайда тиімді: егер гликолиз процесі кезінде глюкоза молекуласының ыдырауы кезінде тек 2 АТФ молекуласы синтезделсе, тотығу фосфорлануы кезінде 36 АТФ молекуласы түзіледі.

3. Фотофосфорлану– күн сәулесінің энергиясын пайдаланып АТФ синтезі процесі. АТФ синтезінің бұл жолы фотосинтезге қабілетті жасушаларға ғана тән (жасыл өсімдіктер, цианобактериялар). Күн сәулесінің кванттарының энергиясын фотосинтездің жеңіл фазасында АТФ синтезі үшін фотосинтетиктер пайдаланады.

3. АТФ биологиялық маңызы

АТФ биологиялық синтез және ыдырау реакциялары арасындағы дәнекер бола отырып, жасушадағы метаболикалық процестердің орталығында болады. Жасушадағы АТФ рөлін батареяның рөлімен салыстыруға болады, өйткені АТФ гидролизі кезінде әртүрлі өмірлік процестерге қажетті энергия («разряд»), ал фосфорлану («зарядтау») процесінде АТФ бөлінеді. қайтадан энергия жинайды.

АТФ гидролизі кезінде бөлінетін энергия есебінен жасуша мен организмде барлық дерлік өмірлік процестер жүреді: жүйке импульстарының берілуі, заттардың биосинтезі, бұлшықеттердің жиырылуы, заттардың тасымалдануы және т.б.

III. Білімді бекіту

Биологиялық есептерді шешу

Тапсырма 1. Біз жылдам жүгіргенде тез тыныс аламыз, терлеу күшейеді. Осы құбылыстарды түсіндіріңіз.

Есеп 2. Тоңған адамдар неліктен суықта тепкілеп, секіре бастайды?

Тапсырма 3. И.Ильф пен Е.Петровтың әйгілі «Он екі орындық» еңбегінде көптеген пайдалы кеңестердің ішінде мынаны табуға болады: «Терең тыныс ал, толқыдың». Бұл кеңесті денеде болатын энергетикалық процестер тұрғысынан негіздеуге тырысыңыз.

IV. Үй жұмысы

Тестке және тестке дайындалуды бастаңыз (тест сұрақтарын жазыңыз - 21 сабақты қараңыз).

Сабақ 20. «Тіршіліктің химиялық ұйымдастырылуы» тарауы бойынша білімді жалпылау

Жабдық:жалпы биология бойынша кестелер.

I. Бөлім бойынша білімдерін жалпылау

Студенттер сұрақтармен жұмыс істейді (жеке), содан кейін тексеру және талқылау

1. Көміртек, күкірт, фосфор, азот, темір, марганец кіретін органикалық қосылыстарға мысалдар келтір.

2. Иондық құрамына қарай тірі жасушаны өлі жасушадан қалай ажыратуға болады?

3. Жасушада ерімеген күйде қандай заттар кездеседі? Олардың құрамында қандай мүшелер мен ұлпалар бар?

4. Ферменттердің активті орындарына кіретін макроэлементтерге мысалдар келтір.

5. Қандай гормондардың құрамында микроэлементтер бар?

6. Галогендердің адам ағзасындағы рөлі қандай?

7. Белоктардың жасанды полимерлерден айырмашылығы неде?

8. Пептидтердің белоктардан айырмашылығы қандай?

9. Гемоглобинді құрайтын белок қалай аталады? Ол неше бөлімшеден тұрады?

10. Рибонуклеаза дегеніміз не? Құрамында қанша аминқышқылдары бар? Жасанды жолмен қашан синтезделді?

11. Ферментсіз химиялық реакциялардың жылдамдығы неге төмен?

12. Белоктар жасуша мембранасы арқылы қандай заттарды тасымалдайды?

13. Антиденелердің антигендерден айырмашылығы қандай? Вакциналарда антиденелер бар ма?

14. Белоктар организмде қандай заттарға ыдырайды? Қанша энергия бөлінеді? Аммиак қайда және қалай бейтараптандырылады?

15. Пептидтік гормондарға мысал келтір: олар жасушалық зат алмасуды реттеуге қалай қатысады?

16. Біз шай ішетін қанттың құрылымы қандай? Бұл заттың тағы қандай үш синонимін білесіз?

17. Неліктен сүттің майы бетінде жиналмайды, керісінше суспензия түрінде болады?

18. Соматикалық және жыныс жасушаларының ядросындағы ДНҚ массасы қандай?

19. Адам тәулігіне қанша АТФ пайдаланады?

20. Киім жасау үшін адамдар қандай ақуыздарды пайдаланады?

Ұйқы безі рибонуклеазасының негізгі құрылымы (124 амин қышқылы)

II. Үй жұмысы.

«Тіршіліктің химиялық ұйымы» бөлімінде сынақ пен сынаққа дайындалуды жалғастырыңыз.

21-сабақ. «Тіршіліктің химиялық ұйымдастырылуы» бөлімі бойынша тест сабағы

I. Сұрақтар бойынша ауызша тест жүргізу

1. Жасушаның элементарлы құрамы.

2. Органогендік элементтердің сипаттамасы.

3. Су молекуласының құрылысы. Сутегі байланысы және оның тіршілік «химиясындағы» маңызы.

4. Судың қасиеттері мен биологиялық қызметі.

5. Гидрофильді және гидрофобты заттар.

6. Катиондар және олардың биологиялық маңызы.

7. Аниондар және олардың биологиялық маңызы.

8. Полимерлер. Биологиялық полимерлер. Периодты және периодты емес полимерлер арасындағы айырмашылықтар.

9. Липидтердің қасиеттері, олардың биологиялық қызметі.

10. Құрылымдық белгілері бойынша ажыратылатын көмірсулардың топтары.

11. Көмірсулардың биологиялық қызметтері.

12. Белоктардың элементарлық құрамы. Амин қышқылдары. Пептидтердің түзілуі.

13. Белоктардың біріншілік, екіншілік, үшіншілік және төрттік құрылымдары.

14. Белоктардың биологиялық қызметі.

15. Ферменттердің биологиялық емес катализаторлардан айырмашылығы.

16. Ферменттердің құрылысы. Коэнзимдер.

17. Ферменттердің әсер ету механизмі.

18. Нуклеин қышқылдары. Нуклеотидтер және олардың құрылысы. Полинуклеотидтердің түзілуі.

19. Э.Чаргаффтың ережелері. Толықтырғыштық принципі.

20. Қос тізбекті ДНҚ молекуласының түзілуі және оның спиральдануы.

21. Жасушалық РНҚ кластары және олардың қызметі.

22. ДНҚ мен РНҚ-ның айырмашылығы.

23. ДНҚ репликациясы. Транскрипция.

24. АТФ құрылымы мен биологиялық рөлі.

25. Жасушада АТФ түзілуі.

II. Үй жұмысы

«Тіршіліктің химиялық ұйымдастырылуы» тарауында сынаққа дайындалуды жалғастырыңыз.

22-сабақ. «Тіршіліктің химиялық ұйымдастырылуы» бөлімі бойынша тест сабағы

I. Жазбаша бақылау жұмысын жүргізу

1 нұсқа

1. Амин қышқылдарының үш түрі бар - А, В, С. Бес аминқышқылынан тұратын полипептидтік тізбектердің қанша нұсқасын салуға болады. Осы опцияларды көрсетіңіз. Бұл полипептидтердің қасиеттері бірдей бола ма? Неліктен?

2. Барлық тірі заттар негізінен көміртекті қосылыстардан тұрады, ал жер қыртысындағы мөлшері көміртегінен 300 есе көп болатын көміртектің аналогы кремний өте аз ғана организмдерде кездеседі. Бұл фактіні осы элементтер атомдарының құрылымы мен қасиеттеріне байланысты түсіндіріңіз.

3. Соңғы, үшінші фосфор қышқылы қалдығында радиоактивті 32Р белгіленген АТФ молекулалары бір жасушаға, ал рибозаға ең жақын бірінші қалдықтағы 32Р таңбаланған ATP молекулалары екінші жасушаға енгізілді. 5 минуттан кейін 32P белгісі бар бейорганикалық фосфат ионының мөлшері екі жасушада да өлшенді. Ол қай жерде айтарлықтай жоғары болады?

4. Зерттеулер көрсеткендей, бұл мРНҚ нуклеотидтерінің жалпы санының 34% гуанин, 18% урацил, 28% цитозин және 20% аденин. Көрсетілген мРНҚ көшірмесі болып табылатын қос тізбекті ДНҚ-ның азотты негіздерінің пайыздық құрамын анықтаңыз.

2-нұсқа

1. Майлар энергия алмасуындағы «бірінші резервті» құрайды және көмірсулар қоры таусылғанда қолданылады. Дегенмен, қаңқа бұлшықеттерінде глюкоза мен май қышқылдары болған жағдайда, соңғылары көбірек қолданылады. Ақуыздар әрқашан дене аштыққа ұшыраған кезде ғана соңғы шара ретінде энергия көзі ретінде пайдаланылады. Осы фактілерді түсіндіріңіз.

2. Ауыр металдардың иондары (сынап, қорғасын және т.б.) және мышьяк белоктардың сульфидтік топтарымен оңай байланысады. Осы металдардың сульфидтерінің қасиеттерін біле отырып, осы металдармен қосылса белоктың не болатынын түсіндіріңіз. Неліктен ауыр металдар ағзаға уланады?

3. А затының В затына тотығу реакциясында 60 кДж энергия бөлінеді. Осы реакцияда максималды түрде қанша АТФ молекуласын синтездеуге болады? Қалған энергия қалай жұмсалады?

4. Зерттеулер көрсеткендей, бұл мРНҚ нуклеотидтерінің жалпы санының 27% гуанин, 15% урацил, 18% цитозин және 40% аденин. Көрсетілген мРНҚ көшірмесі болып табылатын қос тізбекті ДНҚ-ның азотты негіздерінің пайыздық құрамын анықтаңыз.

Жалғасы бар

Барлық организмдердің жасушаларында АТФ – аденозин үшфосфор қышқылының молекулалары болады. АТФ әмбебап жасушалық зат болып табылады, оның молекуласында энергияға бай байланыстар бар. АТФ молекуласы бір ерекше нуклеотид болып табылады, ол басқа нуклеотидтер сияқты үш компоненттен тұрады: азотты негіз – аденин, көмірсу – рибоза, бірақ оның орнына фосфор қышқылы молекулаларының үш қалдығы болады (12-сурет). Суретте көрсетілген байланыстар энергияға бай және жоғары энергиялы деп аталады. Әрбір ATP молекуласында екі жоғары энергиялық байланыс бар.

Жоғары энергетикалық байланыс үзіліп, ферменттердің көмегімен фосфор қышқылының бір молекуласы жойылғанда 40 кДж/моль энергия бөлініп, АТФ АДФ – аденозиндіфосфор қышқылына айналады. Фосфор қышқылының басқа молекуласы жойылғанда тағы 40 кДж/моль бөлінеді; АМФ түзіледі – аденозин монофосфор қышқылы. Бұл реакциялар қайтымды, яғни АМФ АДФ, АДФ АТФ-қа айналуы мүмкін.

АТФ молекулалары ыдырап қана қоймай, синтезделеді, сондықтан олардың жасушадағы мөлшері салыстырмалы түрде тұрақты. Жасуша өміріндегі АТФ-ның маңызы орасан зор. Бұл молекулалар жасушаның және жалпы организмнің тіршілігін қамтамасыз ету үшін қажетті энергия алмасуында жетекші рөл атқарады.

РНҚ молекуласы әдетте бір тізбекті, нуклеотидтердің төрт түрінен тұрады – A, U, G, C. РНҚ-ның үш негізгі түрі белгілі: мРНҚ, рРНҚ, тРНҚ. Жасушадағы РНҚ молекулаларының мөлшері тұрақты емес, олар ақуыз биосинтезіне қатысады. АТФ – жасушаның әмбебап энергетикалық заты, оның құрамында энергияға бай байланыстар бар. ATP жасушалық энергия алмасуында орталық рөл атқарады. РНҚ және АТФ жасушаның ядросында да, цитоплазмасында да болады.

Кез келген жасуша, кез келген тірі жүйе сияқты, өзінің құрамы мен барлық қасиеттерін салыстырмалы түрде тұрақты деңгейде ұстауға тән қабілетке ие. Мысалы, жасушалардағы АТФ мөлшері шамамен 0,04% құрайды және өмір бойы АТФ жасушада үнемі тұтынылатынына қарамастан, бұл мән берік сақталады. Тағы бір мысал: жасуша мазмұнының реакциясы аздап сілтілі және бұл реакция қышқылдар мен негіздердің зат алмасу процесі кезінде үнемі түзілетініне қарамастан тұрақты сақталады. Жасушаның химиялық құрамы ғана емес, оның басқа қасиеттері де белгілі бір деңгейде берік сақталады. Тірі жүйелердің жоғары тұрақтылығын олар жасалған материалдардың қасиеттерімен түсіндіруге болмайды, өйткені белоктар, майлар және көмірсулар аз тұрақтылыққа ие. Тірі жүйелердің тұрақтылығы белсенді, ол үйлестірудің және реттеудің күрделі процестерімен анықталады.

Мысалы, жасушадағы АТФ құрамының тұрақтылығы қалай сақталатынын қарастырайық. Белгілі болғандай, АТФ жасуша кез келген әрекетті жүзеге асырған кезде тұтынылады. АТФ синтезі глюкозаның оттегісіз және оттегінің ыдырауынсыз процестер нәтижесінде жүреді. АТФ құрамының тұрақтылығына екі процестің – АТФ тұтынуының және оның синтезінің дәл теңгерімінің арқасында қол жеткізілетіні анық: жасушадағы АТФ мөлшері азайған кезде глюкозаның оттегісіз және оттегімен ыдырау процестері бірден іске қосылады, оның барысында АТФ синтезделеді және жасушадағы АТФ мөлшері артады. ATP деңгейі қалыпты жағдайға жеткенде, ATP синтезі баяулайды.

Онда жасушаның қалыпты құрамын сақтауды қамтамасыз ететін қосу және өшіру процестері автоматты түрде жүреді. Бұл реттеу өзін-өзі реттеу немесе авторегуляция деп аталады.

Жасушаның белсенділігін реттеудің негізі ақпараттық процестер болып табылады, яғни жүйенің жеке буындары арасындағы байланыс сигналдар арқылы жүзеге асырылатын процестер. Сигнал – жүйенің қандай да бір буынында болатын өзгеріс. Сигналға жауап ретінде процесс іске қосылады, нәтижесінде алынған өзгеріс жойылады. Жүйенің қалыпты күйі қалпына келтірілгенде, бұл процесті тоқтату үшін жаңа сигнал ретінде қызмет етеді.

Жасушаның сигналдық жүйесі қалай жұмыс істейді, ондағы авторегуляция процестерін қалай қамтамасыз етеді?

Жасушаның ішіндегі сигналдарды қабылдау оның ферменттері арқылы жүзеге асады. Көптеген белоктар сияқты ферменттер де тұрақсыз құрылымға ие. Бірқатар факторлардың, соның ішінде көптеген химиялық агенттердің әсерінен ферменттің құрылымы бұзылып, оның каталитикалық белсенділігі жойылады. Бұл өзгеріс әдетте қайтымды болады, яғни белсенді факторды жойғаннан кейін ферменттің құрылымы қалыпқа келеді және оның каталитикалық қызметі қалпына келеді.

Жасушаның авторегуляциясының механизмі оның мазмұны реттелетін заттың оны тудыратын ферментпен спецификалық әрекеттесу қабілетіне негізделген. Бұл әрекеттесу нәтижесінде ферменттің құрылымы деформацияланып, оның каталитикалық белсенділігі жойылады.

Жасушаның авторегуляция механизмі келесідей жұмыс істейді. Жасушадағы химиялық заттар әдетте бірнеше ретті ферментативті реакциялардан туындайтынын біз қазірдің өзінде білеміз. Глюкозаның ыдырауының оттегісіз және оттегісіз процестерін есте сақтаңыз. Бұл процестердің әрқайсысы ұзақ серияны білдіреді - кем дегенде ондаған ретті реакциялар. Мұндай көпмүшелік процестерді реттеу үшін кез келген сілтемені өшіру жеткілікті екені анық. Кем дегенде бір реакцияны өшіру жеткілікті және бүкіл сызық тоқтайды. Дәл осылайша жасушадағы АТФ құрамы реттеледі. Жасуша тыныштықта болған кезде оның АТФ мөлшері шамамен 0,04% құрайды. АТФ осындай жоғары концентрациясында глюкозаны ыдыратудың оттегі процесінсіз ферменттердің бірімен әрекеттеседі. Осы реакцияның нәтижесінде бұл ферменттің барлық молекулалары белсенділіктен айырылады және оттегі мен оттегі процестері жоқ конвейер желілері белсенді емес. Егер жасушаның қандай да бір белсенділігіне байланысты ондағы АТФ концентрациясы төмендесе, онда ферменттің құрылымы мен қызметі қалпына келіп, оттегісіз және оттегісіз процестер басталады. Нәтижесінде АТФ түзіліп, оның концентрациясы артады. Стандартқа жеткенде (0,04%) оттегі және оттегі процестері жоқ конвейер автоматты түрде өшеді.

2241-2250

2241. Географиялық оқшаулану түрленуге әкеледі, өйткені бастапқы түрдің популяцияларында
A) алшақтық
B) конвергенция
В) ароморфоз
D) дегенерация

2242. Биосфераның қалпына келмейтін табиғи ресурстарына жатады
A) әк шөгінділері
В) тропиктік ормандар
В) құм және саз
D) көмір

2243. Ата-анасының екеуінде де Аа генотипі болса, бірінші ұрпақ ұрпағында рецессивті белгінің фенотипте көріну ықтималдығы қандай?
A) 0%
B) 25%
B) 50%
D) 75%

Аннотация

2244. Фосфор қышқылының қалдықтары арасындағы энергияға бай байланыстар молекулада болады.
A) тиін
B) АТФ
B) мРНҚ
D) ДНҚ

2245. Суретте бейнеленген жануар ненің негізінде жәндіктерге жатқызылған?
А) үш жұп жүру аяқтары
В) екі қарапайым көз
В) бір жұп мөлдір қанаттар
D) дененің бас және құрсақ қуысына бөлінуі

Аннотация

2246. Гаметадан айырмашылығы зигота нәтижесінде түзіледі
А) ұрықтандыру
B) партеногенез
B) сперматогенез
D) Мейоздың I бөлінуі

2247. Соның нәтижесінде өсімдіктерде құнарсыз будандар түзіледі
A) түр ішілік қиылысу
В) полиплоидизация
В) дистанциялық будандастыру
D) кесіп өтуді талдау

Ағзада қанша АТФ бар?

2249. Резус-теріс адамдарда резус-позитивті адамдармен салыстырғанда эритроциттер құрамы бойынша ерекшеленеді.
А) липидтер
В) көмірсулар
В) пайдалы қазбалар
D) белоктар

2250. Ми қыртысының самай бөлігінің жасушалары жойылғанда адам
А) заттардың пішіні туралы бұрмаланған түсінік алады
В) дыбыс күші мен биіктігін ажыратпайды
В) қозғалыстардың координациясын жоғалтады
D) көрнекі сигналдарды ажыратпайды

Adblock детекторы

1. Сөйлемде қандай сөздер жетіспейді және орнына (а-д) әріптері қойылды?

«АТФ молекуласы азотты негізден (a), бес көміртекті моносахаридтен (b) және (c) қышқыл қалдығынан (d) тұрады».

Келесі сөздер әріптермен ауыстырылады: а – аденин, б – рибоза, в – үш, d – фосфор.

2. АТФ құрылымы мен нуклеотидтің құрылысын салыстырыңыз. Ұқсастық пен айырмашылықты анықтаңыз.

Іс жүзінде АТФ РНҚ аденил нуклеотидінің туындысы болып табылады (аденозин монофосфат немесе AMP). Екі заттың да молекулаларына азотты негіз аденин және бес көміртекті қант рибозасы кіреді. Айырмашылықтар РНҚ-ның аденил нуклеотидінде (кез келген басқа нуклеотидтердегідей) бір ғана фосфор қышқылының қалдығы болуымен және жоғары энергиялы (жоғары энергиялы) байланыстардың болмауымен байланысты. АТФ молекуласында үш фосфор қышқылының қалдығы бар, олардың арасында екі жоғары энергетикалық байланыс бар, сондықтан АТФ батарея және энергия тасымалдаушы қызметін атқара алады.

3. АТФ гидролизі қандай процесс?

АТФ: энергетикалық валюта

АТФ синтезі? АТФ биологиялық рөлі қандай?

Гидролиз процесі кезінде АТФ молекуласынан фосфор қышқылының бір қалдығы жойылады (дефосфорлану). Бұл жағдайда жоғары энергетикалық байланыс үзіліп, 40 кДж/моль энергия бөлініп, АТФ АДФ (аденозиндифосфор қышқылы) айналады:

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 кДж

АДФ басқа фосфат тобының жойылуымен және энергияның екінші «порциясының» бөлінуімен одан әрі гидролизден өтуі мүмкін (бұл сирек кездеседі). Бұл жағдайда АДФ АМФ-қа (аденозинмонофосфор қышқылына) айналады:

ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 кДж

АТФ синтезі АДФ молекуласына фосфор қышқылы қалдығының қосылуы (фосфорлану) нәтижесінде жүреді. Бұл процесс негізінен митохондриялар мен хлоропластарда, ішінара жасушалардың гиалоплазмасында жүреді. АДФ-дан 1 моль АТФ түзу үшін кемінде 40 кДж энергия жұмсалуы керек:

ADP + H3PO4 + 40 кДж → ATP + H2O

АТФ – тірі организмдердің жасушаларындағы энергияның әмбебап қоймасы (аккумуляторы) және тасымалдаушысы. Энергияны қажет ететін жасушаларда болатын барлық дерлік биохимиялық процестерде АТФ энергиямен жабдықтаушы ретінде пайдаланылады. АТФ энергиясының арқасында белоктардың, көмірсулардың, липидтердің жаңа молекулалары синтезделеді, заттардың белсенді тасымалдануы жүзеге асырылады, жілікшелер мен кірпікшелердің қозғалысы жүреді, жасушалардың бөлінуі жүреді, бұлшықеттер жұмыс істейді, жылы жерде тұрақты дене температурасы сақталады. қанды жануарлар және т.б.

4. Қандай байланыстар макроэргиялық деп аталады? Құрамында жоғары энергиялық байланыс бар заттар қандай қызмет атқара алады?

Макроэргиялық байланыстар - бұл үзілуінен көп мөлшерде энергия бөлінетіндер (мысалы, әрбір макроэргиялық АТФ байланысының үзілуі 40 кДж/моль энергияның бөлінуімен бірге жүреді). Құрамында жоғары энергиялық байланыстар бар заттар әртүрлі тіршілік процестері үшін батареялар, тасымалдаушылар және энергия жеткізушілері ретінде қызмет ете алады.

5. АТФ жалпы формуласы C10H16N5O13P3. 1 моль АТФ АДФ-ге гидролизденгенде 40 кДж энергия бөлінеді. 1 кг АТФ гидролизі кезінде қанша энергия бөлінеді?

● АТФ молярлық массасын есептеңіз:

M (C10H16N5O13P3) = 12 × 10 + 1 × 16 + 14 × 5 + 16 × 13 + 31 × 3 = 507 г/моль.

● 507 г АТФ (1 моль) гидролизденгенде 40 кДж энергия бөлінеді.

Бұл 1000 г АТФ гидролизі кезінде мыналар бөлінетінін білдіреді: 1000 г × 40 кДж: 507 г ≈ 78,9 кДж.

Жауабы: 1 кг АТФ АДФ-ге гидролизденгенде, шамамен 78,9 кДж энергия бөлінеді.

6. Соңғы (үшінші) фосфор қышқылының қалдығында радиоактивті фосфор 32Р белгіленген АТФ молекулалары бір жасушаға, ал бірінші (рибозаға ең жақын) қалдығында 32Р таңбаланған ATP молекулалары екінші жасушаға енгізілді. 5 минуттан кейін 32P белгісі бар бейорганикалық фосфат ионының мөлшері екі жасушада да өлшенді. Қай жерде жоғары болды және неге?

Соңғы (үшінші) фосфор қышқылының қалдығы АТФ гидролизі кезінде оңай бөлінеді, ал бірінші (рибозаға ең жақын) АТФ-ның АМФ-ға дейінгі екі сатылы гидролизі кезінде де ажырамайды. Демек, радиоактивті бейорганикалық фосфаттың мөлшері соңғы (үшінші) фосфор қышқылының қалдығымен белгіленген АТФ енгізілген жасушада жоғары болады.

Дашков М.Л.

Веб-сайт: dashkov.by

РНҚ молекуласы, ДНҚ-дан айырмашылығы, әдетте ДНҚ-дан әлдеқайда қысқа нуклеотидтердің бір тізбегі болып табылады. Дегенмен, жасушадағы РНҚ-ның жалпы массасы ДНҚ-дан үлкен. РНҚ молекулалары ядрода да, цитоплазмада да болады.

РНҚ-ның үш негізгі түрі белгілі: ақпараттық, немесе шаблондық, - мРНҚ; рибосомалық – рРНҚ, тасымалдау – тРНҚ, молекулаларының пішіні, көлемі және атқаратын қызметі бойынша ерекшеленеді. Олардың негізгі қызметі ақуыз биосинтезіне қатысу.

Сіз РНҚ молекуласы ДНҚ молекуласы сияқты төрт түрлі нуклеотидтерден тұратынын көресіз, оның үшеуінде ДНҚ нуклеотидтері (A, G, C) сияқты азотты негіздер бар. Бірақ РНҚ-да тиминнің азотты негізінің орнына басқа азотты негіз – урацил (U) болады. Сонымен, РНҚ молекуласының нуклеотидтеріне азотты негіздер кіреді: А, Г, С, У. Сонымен қатар көмірсу дезоксирибозасының орнына РНҚ рибозадан тұрады.

Барлық организмдердің жасушаларында АТФ – аденозин үшфосфор қышқылының молекулалары болады. АТФ әмбебап жасушалық зат болып табылады, оның молекуласында энергияға бай байланыстар бар. АТФ молекуласы бір ерекше нуклеотид болып табылады, ол басқа нуклеотидтер сияқты үш компоненттен тұрады: азотты негіз - аденин, көмірсу - рибоза, бірақ оның орнына фосфор қышқылы молекулаларының үш қалдығы бар. Әрбір ATP молекуласында екі жоғары энергиялық байланыс бар.