Conţinutul principal
Curs: Biblioteca de biologie > Unitatea 12
Lecția 6: Variaţii ale respiraţiei celulareConexiuni între respirația celulară și alte căi
Cum pătrund alte molecule în afară de glucoză în respirația celulară. Utilizarea intermediarilor de respirație celulară pentru biosinteză.
Introducere
Până acum, am petrecut mult timp descriind căile folosite pentru a descompune glucoza. Când mânânci prânzul, ai putea avea un sandviș de curcan, un burger vegetarian sau o salată, dar probabil că nu mănânci doar carbohidrați. Atunci, cum sunt descompuse celelalte componente ale alimentelor, cum ar fi proteinele, lipidele și carbohidrații fără glucoză, pentru a genera ATP?
După cum s-a dovedit, căile respirației celulare pe care le-am văzut deja sunt esențiale pentru extragerea energiei din toate aceste molecule diferite. Aminoacizii, lipidele și alți carbohidrați pot fi transformați în diverși intermediari ai glicolizei, precum și ai ciclului acidului citric, permițându-le să intre în calea respirației celulare printr-o multitudine de uși laterale. Odată ce aceste molecule intră în cale, nu are nicio importanță de unde provin: pur și simplu vor trece prin pașii rămași, producând NADH, FADH
În plus, nu fiecare moleculă care intră în respirația celulară va parcurge întreaga cale. Exact așa cum diferite tipuri de molecule pot contribui la respirația celulară prin intermediari diferiți, astfel încât intermediarii glicolizei și ciclului acidului citric să poată fi îndepărtați în diferite stadii și să poată fi utilizați pentru producerea altor molecule. De exemplu, mulți intermediari ai glicolizei și ai ciclului acidului citric sunt utilizați pe căile în care se construiesc aminoacizi
În secțiunile de mai jos, ne vom uita la câteva exemple în care diferite molecule care nu conțin glucoză pot intra în respirația celulară.
Pătrunderea carbohidraților în cale
Majoritatea carbohidraților intră în respirația celulară în timpul glicolizei. În unele cazuri, introducerea în această cale presupune pur și simplu descompunerea polimerului glucozei în molecule individuale de glucoză. De exemplu, polimerul glucozei, glicogenul este produs și depozitat atât în celulele hepatice, cât și în celulele musculare din corpul nostru. Dacă valorile zahărului din sânge scad, glicogenul va fi descompus în molecule de glucoză cu legături de fosfat, care pot pătrunde cu ușurință în glicoliză.
Monozaharidele fără glucoză pot intra, de asemenea, în glicoliză. De exemplu, zaharoza (zahărul de masă) este compus din glucoză și fructoză. Când zaharul este descompus, fructoza poate pătrunde cu ușurință în glicoliză: adăugarea unui grup de fosfat îl transformă în fructozo-6-fosfat, a treia moleculă din glicoliză
Pătrunderea proteinelor în cale
Când consumi proteine din alimente, organismul tău trebuie să le descompună în aminoacizi înainte de a putea fi utilizate de celulele tale. De cele mai multe ori, aminoacizii sunt reciclați și utilizați pentru producerea de proteine noi, nu oxidați pentru combustibil.
Cu toate acestea, dacă sunt mai mulți aminoacizii decât are nevoire corpul sau dacă celulele sunt înfometate, unii aminoacizi se vor descompune pentru energie prin respirația celulară. Pentru ca aminoacizii să intre în procesul de respirație celulară, ei trebuie să-și înlăture prima dată grupul amino. Acest pas produce amoniac
Odată ce au fost dezaminați, diverși aminoacizi pătrund în căile respiratirației celulare în diferite etape. Proprietățile chimice ale fiecărui aminoacid determină ce intermediar poate fi transformat cel mai ușor.
De exemplu, aminoacidul glutamat, care are un lanț lateral de acid carboxilic, se transformă în ciclul intermediar α-ketoglutarat al acidului citric. Acest punct de intrare pentru glutamat are sens deoarece ambele molecule au o structură similară, cu două grupe carboxilice, cum este indicat mai jos
Pătrunderea lipidelor în cale
Grăsimile, cunoscute mai formal sub denumirea de trigliceride, pot fi descompuse în două componente care pătrund în căile respirației celulare în etape diferite. O trigliceridă este formată dintr-o moleculă de trei atomi de carbon numită glicerol și din trei cozi de acizi grași legate de glicerol. Glicerolul poate fi transformat în glicerid-3-fosfat, un intermediar al glicolizei, și poate continua pe restul căii de descompunere a respirației celulare.
Acizii grași, pe de altă parte, trebuie descompuși într-un proces numit beta-oxidare, care se desfășoară în matricea mitocondriilor. În beta-oxidare, cozile acizilor grași sunt descompuse într-o serie de două unități de carbon care se combină cu coenzima A, formând acetil-CoA. Acest acetil CoA este introdus fără probleme în ciclul acidului citric.
Respirația celulară: O stradă cu două sensuri
Ne-am gândit foarte mult la modul în care moleculele pot intra în respirația celulară, dar este important să ne gândim și cum pot ieși din ea. Moleculele din calea respirației celulare pot fi scoase în mai multe etape și utilizate pentru construcția altor molecule, inclusiv aminoacizi, nucleotide, lipide și carbohidrați.
Pentru a da un singur exemplu, acetil-CoA (menționat mai sus) care este produs în respirația celulară poate fi deviat din ciclul acidului citric și utilizat pentru a construi colesterolul lipidic. Colesterolul formează coloana vertebrală a hormonilor steroizi din corpul nostru, cum ar fi testosteronul și estrogenii.
Fie că este mai bine să "ardem" molecule pentru combustibil prin intermediul respirației celulare sau să le utilizăm pentru a construi alte molecule, depinzând de nevoile celulei - la fel se întâmplă și cu molecule specifice pe care ele sunt obișnuite să le construiască!
Vrei să te alături conversației?
Nici o postare încă.