პასუხისმგებელია ატფ-ის სინთეზზე. ATP და მისი როლი მეტაბოლიზმში. ცხიმების მეტაბოლიზმი, მათი ბიოლოგიური როლი, სითბოს უნარი, მონაწილეობა მეტაბოლიზმში. ცხიმების ენერგეტიკული ღირებულება. ცხიმოვანი დეპოზიტები
უჯრედში ენერგიის მიღების გზები
უჯრედში არსებობს ოთხი ძირითადი პროცესი, რომლებიც უზრუნველყოფენ ენერგიის განთავისუფლებას ქიმიური ბმებიდან ნივთიერებების დაჟანგვისა და მისი შენახვის დროს:
1. გლიკოლიზი (ბიოლოგიური დაჟანგვის მე-2 სტადია) - გლუკოზის მოლეკულის დაჟანგვა პირუვინის მჟავას ორ მოლეკულამდე, 2 მოლეკულის წარმოქმნით. ATPდა NADH. გარდა ამისა, პირუვიკის მჟავა გარდაიქმნება აცეტილ-SCoA-ად აერობულ პირობებში, ხოლო რძემჟავად ანაერობულ პირობებში.
2. ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვა(ბიოლოგიური დაჟანგვის 2 ეტაპი) - ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა აცეტილ-SCoA-მდე, აქ წარმოიქმნება მოლეკულები NADHდა FADN 2. ATP მოლეკულები "სუფთა სახით" არ ჩნდება.
3. ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლი(TsTK, ბიოლოგიური დაჟანგვის 3 ეტაპი) - აცეტილის ჯგუფის (როგორც აცეტილ-SCoA-ს ნაწილი) ან სხვა კეტომჟავების დაჟანგვა ნახშირორჟანგამდე. სრული ციკლის რეაქციებს თან ახლავს 1 მოლეკულის წარმოქმნა GTP(რაც უდრის ერთ ATP-ს), 3 მოლეკულა NADHდა 1 მოლეკულა FADN 2.
4. ოქსიდაციური ფოსფორილირება(ბიოლოგიური დაჟანგვის 3 ეტაპი) - NADH და FADH 2 იჟანგება, მიიღება გლუკოზის, ამინომჟავების და ცხიმოვანი მჟავების კატაბოლიზმის რეაქციებში. ამავდროულად, მიტოქონდრიის შიდა მემბრანაზე რესპირატორული ჯაჭვის ფერმენტები უზრუნველყოფს ფორმირებას. უფრო დიდიუჯრედის ნაწილები ATP.
ატფ-ის სინთეზის ორი გზა
ყველა ნუკლეოზიდი მუდმივად გამოიყენება უჯრედში სამიფოსფატები (ATP, GTP, CTP, UTP, TTP) როგორც ენერგიის დონორი. ამავე დროს, ATP არის უნივერსალურიმაკროერგი, რომელიც მონაწილეობს მეტაბოლიზმის და უჯრედების აქტივობის თითქმის ყველა ასპექტში. და სწორედ ATP-ის გამო არის უზრუნველყოფილი GDP, CDP, UDP, TDP ნუკლეოტიდების ფოსფორილირება ნუკლეოზიდამდე. სამიფოსფატები.
სხვებში ნუკლეოზიდი სამიფოსფატები, არსებობს გარკვეული სპეციალობა. ასე რომ, UTP მონაწილეობს ნახშირწყლების მეტაბოლიზმში, კერძოდ, გლიკოგენის სინთეზში. GTP ჩართულია რიბოსომებში, მონაწილეობს ცილებში პეპტიდური ბმების წარმოქმნაში. CTP გამოიყენება ფოსფოლიპიდების სინთეზში.
უჯრედში ატფ-ის მიღების მთავარი გზა არის ოქსიდაციური ფოსფორილირება, რომელიც ხდება მიტოქონდრიის შიდა მემბრანის სტრუქტურებში. ამავდროულად, NADH და FADH 2 მოლეკულების წყალბადის ატომების ენერგია, რომელიც წარმოიქმნება გლიკოლიზის, TCA და ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის დროს, გარდაიქმნება ATP ობლიგაციების ენერგიად.
თუმცა, ასევე არსებობს ADP-ის ATP-ზე ფოსფორილირების სხვა გზა - სუბსტრატის ფოსფორილირება. ეს მეთოდი დაკავშირებულია მაკროერგიული ფოსფატის ან ნივთიერების (სუბსტრატის) მაკროენერგიული ბმის ენერგიასთან ADP-ში გადატანასთან. ეს ნივთიერებები მოიცავს გლიკოლიზის მეტაბოლიტებს ( 1,3-დიფოსფოგლიცერინის მჟავა, ფოსფოენოლპირუვატი), ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლი ( სუქცინილ-SCoA) და სარეზერვო მაკროერგ კრეატინის ფოსფატი. მათი მაკროერგიული ბმის ჰიდროლიზის ენერგია ატფ-ში 7,3 კკალ/მოლზე მეტია და ამ ნივთიერებების როლი მცირდება ამ ენერგიის გამოყენებამდე ADP მოლეკულის ატფ-მდე ფოსფორილირებისთვის.
მაკროერგების კლასიფიკაცია
მაკროენერგიული ნაერთები კლასიფიცირდება მიხედვით კავშირის ტიპიდამატებით ენერგიას ატარებს:
1. ფოსფოანჰიდრიდიკავშირი. ყველა ნუკლეოტიდს აქვს ასეთი ბმა: ნუკლეოზიდური ტრიფოსფატები (ATP, GTP, CTP, UTP, TTP) და ნუკლეოზიდური დიფოსფატები (ADP, GDP, CDP, UDP, TDP).
2. თიოეთერიკავშირი. ამის მაგალითია კოენზიმის A აცილის წარმოებულები: აცეტილ-SCoA, სუქცინილ-SCoA და ნებისმიერი ცხიმოვანი მჟავისა და HS-CoA-ს სხვა ნაერთები.
3. გუანიდინ ფოსფატიკავშირი - წარმოდგენილია კრეატინ ფოსფატში, კუნთების და ნერვული ქსოვილის სარეზერვო მაკროერგი.
4. აცილის ფოსფატიკავშირი. ეს მაკროერგები მოიცავს გლიკოლიზის მეტაბოლიტს 1,3-დიფოსფოგლიცერინის მჟავას (1,3-დიფოსფოგლიცერატი). ის უზრუნველყოფს ატფ-ის სინთეზს სუბსტრატის ფოსფორილირების რეაქციაში.
5. ენოლფოსფატიკავშირი. წარმომადგენელი არის ფოსფოენოლპირუვატი, გლიკოლიზის მეტაბოლიტი. ის ასევე უზრუნველყოფს ატფ-ის სინთეზს გლიკოლიზის დროს სუბსტრატის ფოსფორილირების რეაქციაში.
ყველამ უნდა იცოდეს გეორგი პეტრაკოვიჩის ნამუშევრების არსი! თერმონუკლეი უჯრედში სრულად მოვიყვან ინტერვიუს გეორგი პეტრაკოვიჩთან, რომელიც გამოქვეყნდა ჟურნალში „სასწაულები და თავგადასავლები“ No12, 1996, გვ. 6-9. ჟურნალის სპეციალური კორესპონდენტი ვლ. ივანოვი შეხვდა რუსეთის ფიზიკური საზოგადოების სრულუფლებიან წევრს, ქირურგ გეორგი ნიკოლაევიჩ პეტრაკოვიჩს, რომელმაც გამოაქვეყნა სენსაციური ნაშრომები ცოცხალ ორგანიზმებში მომხდარ თერმობირთვულ რეაქციებზე და მათში ქიმიური ელემენტების გარდაქმნაზე. ეს ბევრად უფრო ფანტასტიკურია, ვიდრე ალქიმიკოსების ყველაზე გაბედული ექსპერიმენტები. საუბარი ეძღვნება ევოლუციის ნამდვილ სასწაულს, ველური ბუნების მთავარ სასწაულს. ყველაფერზე არ ვეთანხმებით თამამი ჰიპოთეზის ავტორს. კერძოდ, როგორც მატერიალისტი, გვეჩვენება, რომ ის გამორიცხავს სულიერ პრინციპს იმ პროცესებიდან, სადაც ის, როგორც ჩანს, უნდა იყოს წარმოდგენილი. მიუხედავად ამისა, გ. პეტრაკოვიჩის ჰიპოთეზა გვაინტერესებდა, რადგან ის კვეთს აკადემიკოს ვ. კაზნაჩეევის შრომებს. "ცივი შერწყმა"ცოცხალ საკანში. ამავდროულად, ჰიპოთეზა ხიდს აგდებს კონცეფციასთან ნოოსფერო.ვ.ვერნადსკი, მიუთითებს წყაროზე, რომელიც განუწყვეტლივ კვებავს ნოოსფეროს ენერგიით. ჰიპოთეზა საინტერესოა იმითაც, რომ იგი ხსნის მეცნიერულ გზას მრავალი იდუმალი ფენომენის ასახსნელად, როგორიცაა ნათელმხილველობა, ლევიტაცია, ირიდოლოგია და სხვა. გთხოვთ, გვაპატიოთ მოუმზადებელი მკითხველისთვის საუბრის გარკვეული სამეცნიერო სირთულე. თავად მასალა, სამწუხაროდ, თავისი ბუნებით არ შეიძლება დაექვემდებაროს მნიშვნელოვან გამარტივებას. კორესპონდენტი.ჯერ ერთი, არსი, სასწაულის მარილი, ერთი შეხედვით შეუთავსებელი ცოცხალი ორგანიზმების იდეებთან... რა უცნაური ძალა მოქმედებს ჩვენში, ჩვენი სხეულის უჯრედებში? ყველაფერი დეტექტივს ჰგავს. ეს ძალა ცნობილი იყო, ასე ვთქვათ, სხვა ხარისხში. ის ინკოგნიტოდ მოქმედებდა, თითქოს ნიღბის ქვეშ. ამაზე ლაპარაკობდნენ და წერდნენ ასე: წყალბადის იონები. შენ გაიგე და სხვანაირად უწოდე: პროტონები. ეს არის იგივე წყალბადის იონები, მისი ატომების შიშველი ბირთვები, დადებითად დამუხტული, მაგრამ ამავე დროს ისინი ელემენტარული ნაწილაკებია. ბიოფიზიკოსებმა ვერ შეამჩნიეს, რომ იანუსი ორსახიანია. Ეს არ არის? შეგიძლიათ ამის შესახებ დაწვრილებით? გ.ნ. პეტრაკოვიჩი. ცოცხალი უჯრედი იღებს ენერგიას ჩვეულებრივი ქიმიური რეაქციების შედეგად. ასე განიხილება უჯრედული ბიოენერგეტიკის მეცნიერება. როგორც ყოველთვის, ელექტრონები მონაწილეობენ რეაქციებში, სწორედ მათი გადასვლები უზრუნველყოფს ქიმიურ კავშირს. არარეგულარული ფორმის უმცირეს "ბუშტებში" - უჯრედის მიტოქონდრიაში - დაჟანგვა ხდება ელექტრონების მონაწილეობით. ეს არის ბიოენერგეტიკის პოსტულატი. აი, როგორ წარმოაჩენს ამ პოსტულატს ქვეყნის წამყვანი ბიოენერგეტიკოსი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის აკადემიკოსი ვ.პ. სკულაჩოვი: "ბირთვული ენერგიის გამოყენების ექსპერიმენტის დასაწყებად ბუნებას უნდა შეექმნა ადამიანი. რაც შეეხება უჯრედშიდა ენერგიის მექანიზმებს, ისინი ენერგიას ექსკლუზიურად იღებენ ელექტრონული გარდაქმნებიდან, თუმცა ენერგეტიკული ეფექტი აქ განუზომლად მცირეა თერმობირთვულ პროცესებთან შედარებით. ." "ექსკლუზიურად ელექტრონული გარდაქმნებიდან ..." ეს არის ბოდვა! ელექტრონული გარდაქმნები ქიმიაა და მეტი არაფერი. ეს არის თერმობირთვული რეაქციები, რომლებიც საფუძვლად უდევს უჯრედულ ბიოენერგიას და სწორედ პროტონი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც წყალბადის იონი - მძიმე დამუხტული ელემენტარული ნაწილაკი - არის ყველა ამ რეაქციის მთავარი მონაწილე. მართალია, რა თქმა უნდა, ელექტრონიც გარკვეულ და მნიშვნელოვან ნაწილს იღებს ამ პროცესში, მაგრამ სხვა როლში, სრულიად განსხვავებული როლისგან, რომელსაც აკისრებენ მას მეცნიერი სპეციალისტები. და რაც ყველაზე გასაკვირია: ამ ყველაფრის დასამტკიცებლად გამოდის, რომ არ არის აუცილებელი რაიმე კომპლექსური კვლევის, კვლევის ჩატარება. ყველაფერი ზედაპირზე დევს, ყველაფერი წარმოდგენილია იმავე უდავო ფაქტებში, დაკვირვებებში, რაც თავად მეცნიერებმა მოიპოვეს თავიანთი შრომით. საჭიროა მხოლოდ ამ ფაქტების მიუკერძოებლად და სიღრმისეული ასახვა. აქ არის უდავო ფაქტი: ცნობილია, რომ პროტონები მიტოქონდრიიდან (ტერმინი ფართოდ გამოიყენება სპეციალისტების მიერ და ჟღერს ამ შრომისმოყვარე ნაწილაკების უგულებელყოფად, თითქოს ეს იყოს ნარჩენები, „ნაგავი“) სივრცეში. უჯრედის (ციტოპლაზმა). პროტონები მასში ცალმხრივად მოძრაობენ, ანუ ისინი არასოდეს ბრუნდებიან, განსხვავებით ბრაუნის მოძრაობისა ყველა სხვა იონის უჯრედში. და ისინი ციტოპლაზმაში მოძრაობენ უზარმაზარი სიჩქარით, რაც ბევრჯერ აღემატება ნებისმიერი სხვა იონის მოძრაობის სიჩქარეს. მეცნიერები ამ დაკვირვებაზე არავითარ კომენტარს არ აკეთებენ, მაგრამ მათზე სერიოზულად უნდა იფიქრონ. თუ პროტონები, ეს დამუხტული ელემენტარული ნაწილაკები, მოძრაობენ უჯრედის სივრცეში ასეთი დიდი სიჩქარით და „მიზანმიმართულად“, ეს ნიშნავს, რომ უჯრედს აქვს მათი აჩქარების გარკვეული მექანიზმი. ეჭვგარეშეა, რომ აჩქარების მექანიზმი მიტოქონდრიაში მდებარეობს, საიდანაც პროტონები თავდაპირველად დიდი სიჩქარით „იყრება“, მაგრამ აი, როგორია. .. მძიმე დამუხტული ელემენტარული ნაწილაკები, პროტონები, შეიძლება აჩქარდეს მხოლოდ მაღალი სიხშირის ალტერნატიულ ელექტრომაგნიტურ ველში - მაგალითად სინქროფაზოტრონი. მაშ, მოლეკულური სინქროფაზოტრონი მიტოქონდრიაში? რაც არ უნდა უცნაურად ჩანდეს, დიახ: სუბმინიატურული ბუნებრივი სინქროფაზოტრონი მდებარეობს ზუსტად პატარა უჯრედშიდა წარმონაქმნებში, მიტოქონდრიაში! პროტონები, რომლებიც მოხვდნენ მაღალი სიხშირის ალტერნატიულ ელექტრომაგნიტურ ველში, კარგავენ ქიმიური ელემენტის წყალბადის თვისებებს ამ ველში ყოფნის მთელი პერიოდის განმავლობაში, მაგრამ ისინი ავლენენ მძიმე დამუხტული ელემენტარული ნაწილაკების თვისებებს. ”ამ მიზეზით, ტესტში. მილში შეუძლებელია იმ პროცესების სრულად გამეორება, რომლებიც მუდმივად ხდება ცოცხალში, მაგალითად, მკვლევარის სინჯარაში პროტონები მონაწილეობენ დაჟანგვაში, ხოლო უჯრედში, თუმცა თავისუფალი რადიკალების დაჟანგვა ხდება, პეროქსიდები არ წარმოიქმნება. მეცნიერები ცოცხალ უჯრედში მიმდინარე პროცესებს სწავლობენ ზუსტად „სატესტო მილის“ გამოცდილებით. ველში აჩქარებული პროტონები ადვილად იონიზებენ ატომებსა და მოლეკულებს, „ამოაგებენ“ ელექტრონებს მათგან. ამავდროულად, მოლეკულები თავისუფალ რადიკალებად იქცევიან. იძენს მაღალ აქტივობას და იონიზებული ატომები (ნატრიუმი, კალიუმი, კალციუმი, მაგნიუმი და სხვა ელემენტები) ქმნიან ე. ელექტრული და ოსმოსური პოტენციალები (მაგრამ პროტონებზე დამოკიდებული მეორადი რიგის). კორესპონდენტი.დროა ჩვენი მკითხველების ყურადღება მივაპყროთ იმ ფაქტს, რომ თვალისთვის უხილავი ცოცხალი უჯრედი უფრო რთულია, ვიდრე ნებისმიერი გიგანტური ინსტალაცია და რაც მასში ხდება ჯერ კიდევ არ შეიძლება დაახლოებით რეპროდუცირებაც კი. შესაძლოა, გალაქტიკები - რა თქმა უნდა, სხვა მასშტაბით - სამყაროს უმარტივესი ობიექტებია, ისევე როგორც უჯრედები მცენარის ან ცხოველის ელემენტარული ობიექტებია. შესაძლოა, ჩვენი ცოდნის დონე უჯრედებისა და გალაქტიკების შესახებ დაახლოებით ექვივალენტურია. მაგრამ ყველაზე გასაოცარი ის არის, რომ მზისა და სხვა ვარსკვლავების თერმობირთვი შეესაბამება ცოცხალი უჯრედის ცივ თერმობირთვს, უფრო ზუსტად, მის ცალკეულ მონაკვეთებს. ანალოგია სრულია. ყველამ იცის ვარსკვლავების ცხელი შერწყმის შესახებ. მაგრამ მხოლოდ თქვენ შეგიძლიათ გითხრათ ცოცხალი უჯრედების ცივი შერწყმის შესახებ. გ.ნ. პეტრაკოვიჩი.შევეცადოთ წარმოვადგინოთ ყველაზე მნიშვნელოვანი მოვლენები ამ დონეზე. როგორც მძიმე დამუხტული ელემენტარული ნაწილაკი, რომლის მასა 1840-ჯერ აღემატება ელექტრონის მასას, პროტონი არის ყველა ატომის ბირთვის ნაწილი გამონაკლისის გარეშე. მაღალი სიხშირის ალტერნატიულ ელექტრომაგნიტურ ველში აჩქარებით და ამ ბირთვებთან იმავე ველში ყოფნისას, მას შეუძლია გადაიტანოს თავისი კინეტიკური ენერგია მათზე, არის საუკეთესო ენერგიის გადამზიდავი ამაჩქარებლიდან მომხმარებელამდე - ატომამდე. უჯრედში ურთიერთქმედება სამიზნე ატომების ბირთვებთან, ის მათ ნაწილებად - დრეკადი შეჯახებით გადასცემს მის მიერ აჩქარების დროს შეძენილ კინეტიკურ ენერგიას. და ამ ენერგიის დაკარგვის შემდეგ, იგი საბოლოოდ იპყრობს უახლოეს ატომის ბირთვს (არაელასტიური შეჯახება) და შედის ამ ბირთვში, როგორც განუყოფელი ნაწილი. და ეს არის გზა ელემენტების ტრანსფორმაციისაკენ. პროტონთან ელასტიური შეჯახებისას მიღებული ენერგიის საპასუხოდ, სამიზნე ატომის აღგზნებული ბირთვიდან გამოიყოფა ენერგიის საკუთარი კვანტი, რომელიც დამახასიათებელია მხოლოდ ამ კონკრეტული ატომის ბირთვისთვის, თავისი ტალღის სიგრძით და სიხშირით. თუ პროტონების ასეთი ურთიერთქმედება ხდება ატომების ბევრ ბირთვთან, რომლებიც ქმნიან, მაგალითად, რომელიმე მოლეკულას; მაშინ ხდება ასეთი სპეციფიკური კვანტების მთელი ჯგუფის ემისია გარკვეული სიხშირის სპექტრში. იმუნოლოგები თვლიან, რომ ქსოვილების შეუთავსებლობა ცოცხალ ორგანიზმში უკვე მოლეკულურ დონეზე ვლინდება. როგორც ჩანს, განსხვავება ცოცხალ ორგანიზმში "საკუთარი" ცილის მოლეკულასა და "უცხოს" შორის, მათი აბსოლუტური ქიმიური იდენტობით, ხდება სწორედ ამ სპეციფიკურ სიხშირეებსა და სპექტრებში, რომლებსაც სხეულის "სენტინელური" უჯრედები - ლეიკოციტები - რეაგირება სხვაგვარად. კორესპონდენტი.თქვენი პროტონ-ბირთვული თეორიის საინტერესო შემთხვევითი შედეგი! კიდევ უფრო საინტერესოა ის პროცესი, რომელზეც ალქიმიკოსები ოცნებობდნენ. ფიზიკოსებმა მიუთითეს რეაქტორებში ახალი ელემენტების მიღების შესაძლებლობაზე, მაგრამ ეს ძალიან რთული და ძვირია ნივთიერებების უმეტესობისთვის. რამდენიმე სიტყვა იგივეზე უჯრედის დონეზე... გ.ნ. პეტრაკოვიჩი.პროტონის დაჭერა, რომელმაც დაკარგა კინეტიკური ენერგია სამიზნე ატომის ბირთვით, ცვლის ამ ატომის ატომურ რიცხვს, ე.ი. "დამტაცებელ" ატომს შეუძლია შეცვალოს თავისი ბირთვული სტრუქტურა და გახდეს არა მხოლოდ მოცემული ქიმიური ელემენტის იზოტოპი, არამედ ზოგადად, პროტონების მრავალჯერადი "დაჭერის" შესაძლებლობის გათვალისწინებით, პერიოდულში სხვა ადგილი დაიკავოს, ვიდრე ადრე. ცხრილი: და ზოგიერთ შემთხვევაში არც წინასთან ყველაზე ახლოს. არსებითად, ჩვენ ვსაუბრობთ ბირთვულ შერწყმაზე ცოცხალ უჯრედში. უნდა ითქვას, რომ ამგვარმა იდეებმა უკვე ააღელვა ხალხის გონება: უკვე გავრცელდა პუბლიკაციები ფრანგი მეცნიერის ლ.კერვრანის ნაშრომის შესახებ, რომელმაც აღმოაჩინა ასეთი ბირთვული ტრანსფორმაცია საკვერცხე ქათმების შესწავლისას. მართალია, ლ.კერვრანს სჯეროდა, რომ კალიუმის ეს ბირთვული სინთეზი პროტონთან, რასაც მოჰყვება კალციუმის გამომუშავება, ფერმენტული რეაქციების დახმარებით ხორციელდება. მაგრამ, ზემოთ ნათქვამიდან გამომდინარე, უფრო ადვილია წარმოვიდგინოთ ეს პროცესი, როგორც ბირთვული ურთიერთქმედების შედეგი. სამართლიანობისთვის უნდა ითქვას, რომ მ.ვ. ვოლკენშტეინი ზოგადად მიიჩნევს ლ.კერვრანის ექსპერიმენტებს მისი მხიარული ამერიკელი მეცნიერი კოლეგების პირველაპრილის ხუმრობად. პირველი აზრი ცოცხალ ორგანიზმში ბირთვული შერწყმის შესაძლებლობის შესახებ ისააკ ასიმოვის ერთ-ერთ ფანტასტიკურ მოთხრობაში იყო გამოხატული. ასეა თუ ისე, ორივეს და მესამეს პატივისცემით, შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ ნათქვამი ჰიპოთეზის მიხედვით, ცოცხალ უჯრედში ბირთვული ურთიერთქმედება სავსებით შესაძლებელია. და კულონის ბარიერი არ იქნება დაბრკოლება: ბუნებამ მოახერხა ამ ბარიერის გვერდის ავლით მაღალი ენერგიებისა და ტემპერატურის გარეშე, რბილად და ნაზად, კორესპონდენტი.თქვენ ფიქრობთ, რომ მორევის ელექტრომაგნიტური ველი წარმოიქმნება ცოცხალ უჯრედში. ის ატარებს პროტონებს, თითქოს თავის ბადეში და აჩქარებს მათ, აჩქარებს მათ. ეს ველი გამოიყოფა, წარმოიქმნება რკინის ატომების ელექტრონებით. არსებობს ოთხი ასეთი ატომის ჯგუფები. მათ სპეციალისტები ასე უწოდებენ: ძვირფასი ქვები. მათში რკინა ორვალენტიანი და სამვალენტიანია. და ორივე ეს ფორმა ცვლის ელექტრონებს, რომელთა ნახტომი წარმოქმნის ველს. მისი სიხშირე წარმოუდგენლად მაღალია, თქვენი შეფასებით 1028 ჰერცი. ის ბევრად აღემატება ხილული სინათლის სიხშირეს, რომელიც ასევე ჩვეულებრივ წარმოიქმნება ელექტრონების ნახტომით ერთი ატომური დონიდან მეორეზე. არ ფიქრობთ, რომ უჯრედში ველის სიხშირის ეს შეფასება ძალიან მაღალია თქვენთვის? გ.ნ. პეტრაკოვიჩი.Შორს. კორესპონდენტი.შენი პასუხი ჩემთვის გასაგებია. ყოველივე ამის შემდეგ, სწორედ ძალიან მაღალი სიხშირეები და შესაბამისი მცირე ტალღის სიგრძეა დაკავშირებული კვანტების მაღალ ენერგიასთან. ასე რომ, ულტრაიისფერი თავისი მოკლე ტალღებით უფრო ძლიერია ვიდრე ჩვეულებრივი სინათლის სხივები. პროტონების დასაჩქარებლად საჭიროა ძალიან მოკლე ტალღები. შესაძლებელია თუ არა თავად პროტონის აჩქარების სქემის და უჯრედშიდა ველის სიხშირის შემოწმება? გ.ნ. პეტრაკოვიჩი. ასე რომ, აღმოჩენა: უჯრედების მიტოქონდრიაში წარმოიქმნება ულტრა მაღალი სიხშირის, ულტრა მოკლე ტალღის ალტერნატიული ელექტრული დენი და, ფიზიკის კანონების მიხედვით, ულტრა მოკლე ტალღის და ულტრა მაღალი სიხშირის ცვლადი. შესაბამისად წარმოიქმნება ელექტრომაგნიტური ველი. ბუნებაში არსებული ყველა ცვლადი ელექტრომაგნიტური ველის ყველაზე მოკლე ტალღის სიგრძე და უმაღლესი სიხშირე. ინსტრუმენტები, რომლებსაც შეეძლოთ ასეთი მაღალი სიხშირის და ასეთი მოკლე ტალღის გაზომვა, ჯერ არ შექმნილა, ამიტომ ასეთი ველები ჩვენთვის ჯერ საერთოდ არ არსებობს. და აღმოჩენა ჯერ არ არსებობს... მიუხედავად ამისა, კვლავ მივმართოთ ფიზიკის კანონებს. ამ კანონების მიხედვით, წერტილოვანი ცვლადი ელექტრომაგნიტური ველები დამოუკიდებლად არ არსებობს, ისინი მყისიერად ერწყმიან ერთმანეთს სინათლის სიჩქარით სინქრონიზაციისა და რეზონანსის გზით, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის ასეთი ველის ძაბვას. ელექტრომაგნიტიზმში წარმოქმნილი წერტილოვანი ელექტრომაგნიტური ველები ერწყმის მოძრავი ელექტრონების შერწყმას, შემდეგ უკვე ყველა ველი ერწყმის მიტოქონდრიას. კომბინირებული მიკროტალღური, ულტრა მოკლე ტალღის ალტერნატიული ველი იქმნება მთელი მიტოქონდრიისთვის. სწორედ ამ ველში იმართება პროტონები. მაგრამ ერთ უჯრედში მიტოქონდრია არ არის ორი ან სამი - თითოეულ უჯრედში არის ათობით, ასობით, ზოგიერთში კი - ათასობით და თითოეულ მათგანში წარმოიქმნება ეს ულტრამოკლე ტალღოვანი ველი; და ეს ველები მიდრეკილია ერთმანეთთან შერწყმა, ყველა ერთი და იგივე სინქრონიზაციისა და რეზონანსული ეფექტით, მაგრამ უკვე უჯრედის მთელ სივრცეში - ციტოპლაზმაში. მიტოქონდრიის ალტერნატიული ელექტრომაგნიტური ველის ეს სურვილი შერწყმა ციტოპლაზმის სხვა მსგავს ველებთან არის იგივე „დრენაჟის ძალა“, ენერგია, რომელიც პროტონებს მიტოქონდრიიდან უჯრედის სივრცეში აჩქარებით „ამოაგდებს“. ასე მუშაობს ინტრამიტოქონდრიული „სინქროფაზოტრონი“. უნდა გვახსოვდეს, რომ პროტონები მოძრაობენ უჯრედში სამიზნე ატომების ბირთვებისკენ მნიშვნელოვნად გაძლიერებულ ველში - იმდენად მოკლე ტალღის სიგრძე, რომ ადვილად, თითქოს ტალღის გასწვრივ, გაივლის უახლოეს ატომებს შორის, თუნდაც ლითონის გისოსში. ეს ველი თავისთან ადვილად „გაიტანს“ პროტონს, რომლის ზომა ნებისმიერ ატომზე ასი ათასჯერ მცირეა და იმდენად მაღალი სიხშირისაა, რომ ენერგიას საერთოდ არ კარგავს. ასეთი სუპერგამტარი ველი ასევე აღაგზნებს იმ პროტონებს, რომლებიც სამიზნე ატომის ბირთვის ნაწილია. და რაც მთავარია, ეს ველი „შემავალ“ პროტონს მათთან ისე მიიყვანს, რომ ამ „შემავალ“ პროტონს საშუალებას მისცემს თავისი კინეტიკური ენერგიის ნაწილი მისცეს ბირთვს. ენერგიის უდიდესი რაოდენობა გამოიყოფა ალფა დაშლის დროს. ამავდროულად, ბირთვიდან დიდი სიჩქარით გამოიდევნება ალფა ნაწილაკები, რომლებიც მყარად არის შეკრული ორი პროტონი და ორი ნეიტრონი (ანუ ჰელიუმის ატომების ბირთვები). ბირთვული აფეთქებისგან განსხვავებით, „ცივი შერწყმა“ არ აგროვებს კრიტიკულ მასას რეაქციის ზონაში. დაშლა ან სინთეზი შეიძლება დაუყოვნებლივ შეწყდეს. რადიაცია არ შეინიშნება, რადგან ელექტრომაგნიტური ველის გარეთ ალფა ნაწილაკები დაუყოვნებლივ გადაიქცევა ჰელიუმის ატომებად, ხოლო პროტონები მოლეკულურ წყალბადად, წყალში ან პეროქსიდებად. ამავდროულად, სხეულს შეუძლია შექმნას მისთვის საჭირო ქიმიური ელემენტები სხვა ქიმიური ელემენტებისგან „ცივი შერწყმის“ და მისთვის საზიანო ნივთიერებების განეიტრალების გზით. ჰოლოგრამები იქმნება იმ ზონაში, სადაც ხდება „ცივი შერწყმა“, რაც ასახავს პროტონების ურთიერთქმედებას სამიზნე ატომების ბირთვებთან. საბოლოო ჯამში, ეს ჰოლოგრამები დაუმახინჯებელი ფორმით ელექტრომაგნიტური ველების საშუალებით გადადის ნოოსფეროში და ხდება ნოოსფეროს ენერგეტიკული-ინფორმაციული ველის საფუძველი. ადამიანს შეუძლია თვითნებურად, ელექტრომაგნიტური ლინზების დახმარებით, რომელთა როლს ცოცხალ ორგანიზმში პიეზოკრისტალური მოლეკულები ასრულებენ, პროტონების ენერგია და განსაკუთრებით ალფა ნაწილაკები ძლიერ სხივებად გაამახვილოს. ამავდროულად, ფენომენების დემონსტრირება, რომლებიც აძნელებს წარმოსახვას: წარმოუდგენელი სიმძიმეების აწევა და გადაადგილება, ცხელ ქვებზე და ნახშირზე სიარული, ლევიტაცია, ტელეპორტაცია, ტელეკინეზი და მრავალი სხვა. არ შეიძლება, რომ სამყაროში ყველაფერი უკვალოდ გაქრეს, პირიქით, უნდა ვიფიქროთ, რომ არსებობს ერთგვარი გლობალური „ბანკი“, გლობალური ბიოველი, რომელსაც შეერწყა ყველა, ვინც დედამიწაზე ცხოვრობდა და ცხოვრობს. ერთიანდებიან. ეს ბიოველი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ზემძლავრი, სუპერმაღალი სიხშირის, სუპერმოკლე ტალღის და სუპერშეღწევადი ცვლადი ელექტრომაგნიტური ველით დედამიწის ირგვლივ (და შესაბამისად ჩვენს გარშემო და ჩვენს მეშვეობით). ამ სფეროში, თითოეული ჩვენგანის შესახებ პროტონული ჰოლოგრაფიული "ფილმების" ბირთვული მუხტები სრულყოფილად არის დაცული - ადამიანებზე, ბაქტერიებზე და სპილოებზე, ჭიებზე, ბალახზე, პლანქტონზე, საქსაულზე, რომლებიც ცხოვრობდნენ ოდესღაც და ახლა ცხოვრობენ. ვინც ახლა ცხოვრობს და მხარს უჭერს ამ ბიოველს თავისი სფეროს ენერგიით. მაგრამ მხოლოდ იშვიათ ერთეულებს აქვთ წვდომა მის საინფორმაციო საგანძურზე. ეს არის პლანეტის მეხსიერება, მისი ბიოსფერო. ჯერ კიდევ უცნობ გლობალურ ბიოველს აქვს კოლოსალური, თუ არა უსაზღვრო ენერგია, ჩვენ ყველანი ვბანაობთ ამ ენერგიის ოკეანეში, მაგრამ არ ვგრძნობთ მას, ისევე როგორც არ ვგრძნობთ ჰაერს ჩვენს ირგვლივ და ამიტომ არ ვგრძნობთ. ვიგრძნოთ, რომ ის ჩვენს ირგვლივ არსებობს... მისი როლი გაიზრდება. ეს არის ჩვენი რეზერვი, ჩვენი მხარდაჭერა. კორესპონდენტი.თავისთავად, პლანეტის ეს სფერო, თუმცა, არ ჩაანაცვლებს სამუშაო ხელებს და შემოქმედებით გონებას. ის მხოლოდ ადამიანის შესაძლებლობების გამოვლენის წინაპირობებს ქმნის.
გ.ნ. პეტრაკოვიჩი.თემის კიდევ ერთი ასპექტი. ჩვენი თვალები, თუ არა სულის სარკე, მაშინ მათი გამჭვირვალე მედია - გუგა და ირისი - კვლავ ეკრანებია იმ ტოპოგრაფიული "ფილმისთვის", რომელიც მუდმივად მოდის ჩვენგან. „მთელი“ ჰოლოგრამები დაფრინავენ მოსწავლეებში, ხოლო ირისებში პროტონები, რომლებიც ატარებენ კინეტიკური ენერგიის მნიშვნელოვან მუხტს, განუწყვეტლივ აღაგზნებენ მოლეკულებს პიგმენტურ გროვებში. ისინი აღაგზნებენ მათ მანამ, სანამ ყველაფერი რიგზე არ იქნება იმ უჯრედებში, რომლებმაც თავიანთი პროტონები ამ მოლეკულებს „გაუგზავნეს“. უჯრედები დაიღუპებიან, მათ სხვა რამე დაემართება, ორგანოს - პიგმენტების სიმსივნის სტრუქტურა მაშინვე შეიცვლება. ამას ნათლად დააფიქსირებენ გამოცდილი ირიდოლოგები: უკვე დანამდვილებით იციან - ირისში არსებული პროექციებიდან - რომელი ორგანოა ავად და რითიც კი. ადრეული და ზუსტი დიაგნოზი! ზოგიერთი ექიმი არ არის ძალიან ხელსაყრელი კოლეგების ირიდოდიაგნოსტიკის მიმართ, მათ თითქმის შარლატანებად მიაჩნიათ. ამაოდ! ირიდოლოგიას, როგორც მარტივ, მისაწვდომ, იაფფასიან, მათემატიკური ენაზე ადვილად თარგმნილ და რაც მთავარია, სხვადასხვა დაავადების დიაგნოსტიკის ზუსტ და ადრეულ მეთოდს, უახლოეს მომავალში „მწვანე შუქი“ ექნება. მეთოდის ერთადერთი ნაკლი იყო თეორიული საფუძვლის არარსებობა. მისი საძირკველი ასახულია ზემოთ. კორესპონდენტი.ვფიქრობ, ჩვენი მკითხველისთვის საჭირო იქნება თითოეული ინდივიდის ჰოლოგრამების ფორმირების პროცესის ახსნა. ჩემზე უკეთ გააკეთებ ამას. გ.ნ. პეტრაკოვიჩი. წარმოვიდგინოთ აჩქარებული პროტონების ურთიერთქმედება უჯრედში რაღაც დიდ მოცულობით (სამგანზომილებიან) მოლეკულასთან, რომელიც ძალიან სწრაფად ხდება. ასეთი ურთიერთქმედება სამიზნე ატომების ბირთვებთან, რომლებიც ქმნიან ამ დიდ მოლეკულას, მოიხმარს ბევრ პროტონს, რაც, თავის მხრივ, დატოვებს მოცულობით, მაგრამ "უარყოფით" კვალს ვაკუუმის სახით, "ხვრელებს" პროტონულ სხივშიც. . ეს კვალი იქნება ნამდვილი ჰოლოგრამა, რომელიც განასახიერებს და ინარჩუნებს თავად მოლეკულის სტრუქტურის ნაწილს, რომელიც რეაგირებს პროტონებთან. ჰოლოგრამების სერია (რაც ხდება „ბუნებაში“) აჩვენებს და შეინარჩუნებს მოლეკულის არა მხოლოდ ფიზიკურ „გარეგნობას“, არამედ მისი ცალკეული ნაწილებისა და მთლიანი მოლეკულის ფიზიკური და ქიმიური გარდაქმნების რიგითობას გარკვეულზე. დროის მონაკვეთი. ასეთ ჰოლოგრამებს, რომლებიც ერწყმის უფრო დიდ მოცულობით გამოსახულებებს, შეუძლიათ მთელი უჯრედის, მრავალი მეზობელი უჯრედის, ორგანოსა და სხეულის ნაწილების - მთელი სხეულის სასიცოცხლო ციკლის ჩვენება. არის კიდევ ერთი შედეგი. Აქ არის. ველურ ბუნებაში, განურჩევლად ცნობიერებისა, ჩვენ პირველ რიგში ვურთიერთობთ მინდვრებთან. ასეთ კომუნიკაციაში, სხვა სფეროებთან რეზონანსში შესვლისას, ჩვენ რისკავს ნაწილობრივ ან მთლიანად დავკარგოთ ჩვენი ინდივიდუალური სიხშირე (ისევე როგორც სისუფთავე), და თუ მწვანე ბუნებასთან კომუნიკაციაში ეს ნიშნავს "ბუნებაში დაშლას", მაშინ ადამიანებთან კომუნიკაციაში. , განსაკუთრებით მათთან, ვისაც ძლიერი სფერო აქვს, ეს ნიშნავს ინდივიდუალობის ნაწილობრივ ან მთლიანად დაკარგვას - „ზომბიდ“ გახდომას (თოდორ დიჩევის აზრით). პროგრამის ფარგლებში არ არსებობს ტექნიკური მოწყობილობები „ზომბებისთვის“ და ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ისინი ოდესმე შეიქმნება, მაგრამ ერთი ადამიანის ზემოქმედება მეორეზე ამ მხრივ სავსებით შესაძლებელია, თუმცა, მორალის თვალსაზრისით, მიუღებელია. საკუთარი თავის დასაცავად, ეს გასათვალისწინებელია, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ეხება ხმაურიან კოლექტიურ ქმედებებს, რომლებშიც ყოველთვის ჭარბობს არა მიზეზი და არც ნამდვილი გრძნობა, არამედ ფანატიზმი - მავნე რეზონანსის სევდიანი შვილი. პროტონების ნაკადი შეიძლება გაიზარდოს მხოლოდ სხვა ნაკადებთან შერწყმის გამო, მაგრამ არავითარ შემთხვევაში, განსხვავებით, მაგალითად, ელექტრონების ნაკადისგან, არა შერევისგან - და შემდეგ მას შეუძლია ატაროს სრული ინფორმაცია უკვე მთელი ორგანოებისა და ქსოვილების შესახებ, მათ შორის - და ისეთი კონკრეტული ორგანოს შესახებ, როგორიცაა ტვინი. როგორც ჩანს, ჩვენ პროგრამებში ვფიქრობთ და ამ ჰოლოგრამებს შეუძლიათ თვალების მეშვეობით პროტონების ნაკადი გადასცენ - ამას მოწმობს არა მხოლოდ ჩვენი თვალების „გამომსახველობა“, არამედ ისიც, რომ ცხოველებს შეუძლიათ ჩვენი ჰოლოგრამების ათვისება. ამის დასადასტურებლად შეიძლება მივმართოთ ცნობილი ტრენერის ვ.ლ. დუროვი, რომელშიც აკადემიკოსი ვ. მ.ბეხტერევი. ამ ექსპერიმენტებში სპეციალურმა კომისიამ დაუყონებლივ მოიფიქრა მათთვის შესაძლებელი ნებისმიერი დავალება, ვ.ლ. დუროვმა ეს დავალებები მაშინვე „ჰიპნოზური მზერით“ გადასცა ძაღლებს (ამავდროულად, როგორც თქვა, თვითონაც „ძაღლად“ გახდა და მათთან ერთად გონებრივად ასრულებდა დავალებებს) და ძაღლები. ზუსტად შეასრულა კომისიის ყველა მითითება. სხვათა შორის, ჰალუცინაციების ფოტოგრაფია ასევე შეიძლება ასოცირებული იყოს ჰოლოგრაფიულ აზროვნებასთან და მზერის მეშვეობით პროტონების ნაკადით გამოსახულების გადაცემასთან. ძალიან მნიშვნელოვანი პუნქტი: ინფორმაციის გადამტანი პროტონები თავიანთი ენერგიით „ნიშნავენ“ მათი სხეულის ცილის მოლეკულებს, ხოლო თითოეული „ეტიკეტირებული“ მოლეკულა იძენს თავის სპექტრს და ამ სპექტრით იგი განსხვავდება მოლეკულისგან ზუსტად იგივე ქიმიური შემადგენლობით. მაგრამ „უცხო“ ორგანოს კუთვნილება. ცილის მოლეკულების სპექტრში შეუსაბამობის (ან დამთხვევის) პრინციპი საფუძვლად უდევს ორგანიზმის იმუნურ რეაქციებს, ანთებას და ქსოვილების შეუთავსებლობას, როგორც უკვე აღვნიშნეთ. ყნოსვის მექანიზმი ასევე აგებულია პროტონებით აღგზნებული მოლეკულების სპექტრული ანალიზის პრინციპზე. მაგრამ ამ შემთხვევაში, ცხვირის მეშვეობით ჰაერში არსებული ნივთიერების ყველა მოლეკულა დასხივდება პროტონებით მათი სპექტრის მყისიერი ანალიზით (მექანიკა ძალიან ახლოს არის ფერის აღქმის მექანიზმთან). მაგრამ არის „ნამუშევარი“, რომელსაც ასრულებს მხოლოდ მაღალი სიხშირის ალტერნატიული ელექტრომაგნიტური ველი - ეს არის „მეორე“, ანუ „პერიფერიული“ გულის ნამუშევარი, რომლის შესახებაც ერთ დროს ბევრი დაიწერა, მაგრამ რომლის მექანიზმი არა. ერთმა ჯერ კიდევ აღმოაჩინა. ეს განსაკუთრებული თემაა საუბრისთვის. Გაგრძელება იქნება... | პარამეტრის სახელი | მნიშვნელობა |
| სტატიის თემა: | ATP სინთეზი. |
| რუბრიკა (თემატური კატეგორია) | Ქიმია |
კომპლექსი IV.
IV კომპლექსს ჩვეულებრივ ციტოქრომ ოქსიდაზას უწოდებენ. მას შეუძლია მატრიციდან 4 პროტონის დაჭერა. ორ მათგანს ის აგზავნის მემბრანთაშორის სივრცეში, დანარჩენს კი წყლის ფორმირებაში გადააქვს.
მრავალსაფეხურიანი გადაცემის გამო, ენერგია რესპირატორულ ჯაჭვში არ გამოიყოფა მყისიერად, არამედ თანდათანობით (მცირე ნაწილებში) ყოველი გადაცემის რეაქციის დროს. ენერგიის ეს ნაწილი არ არის იგივე ზომით. მათი ღირებულება განისაზღვრება ორი მეზობელი მატარებლის ORP-ს შორის სხვაობით. თუ ეს განსხვავება მცირეა, მაშინ გამოიყოფა მცირე ენერგია - იგი იფანტება სითბოს სახით. მაგრამ რამდენიმე ეტაპზე საკმარისია მაკროერგიული ობლიგაციების სინთეზირება ATP მოლეკულაში. ეს ეტაპებია:
1) NAD / FAD - პოტენციური სხვაობა 0.25V.
2) ციტოქრომები b/cc 1 - 0.18V
3) aa 3 / O -2 - 0.53V.
ეს ნიშნავს, რომ სუბსტრატიდან აღებული წყალბადის ატომის ყოველი წყვილისთვის შესაძლებელია 3 ATP მოლეკულის სინთეზი.
ADP + F + ენერგია -------> ATP + H 2 O
მაკროერგიული ბმა არის ისეთი კოვალენტური ბმა, რომლის ჰიდროლიზის დროს გამოიყოფა მინიმუმ 30 კჯ/მოლ ენერგია. ეს კავშირი აღინიშნება ~ .
MTO სისტემაში გამოთავისუფლებული ენერგიის გამო ატფ-ის სინთეზს ჩვეულებრივ უწოდებენ ოქსიდაციური ფოსფორილაცია. ATP-ის მთავარი როლი არის ენერგიის მიწოდება ატფ-ის სინთეზის პროცესისთვის.
MTO სისტემის ეფექტურობის შესაფასებლად დაჟანგვის დროს, ჩვენ ვიანგარიშებთ P/O რაციონი. ის გვიჩვენებს, რამდენი არაორგანული ფოსფატის მოლეკულა ერთვის ADP-ს ჟანგბადის ერთ ატომზე.
ძირითადი (სრული) მიკროსქემისთვის P / O = 3 (10H + / 2H + +1H+ ) = 3,3 (დამრგვალებამდე მე-3)), სისტემის ეფექტურობა - 65%, შემცირებული P/O=2-ისთვის (6H + /2H +(ინზიმთან ერთად კომპლექსიდან ATP-ის გამოყოფის ხარჯები) +1H+(ფოსფატის ტრანსპორტირების ღირებულება) ) = 2 , ყველაზე მოკლედ P/O=1 (4H + /2H +(ინზიმთან ერთად კომპლექსიდან ATP-ის გამოყოფის ხარჯები) +1H+(ფოსფატის ტრანსპორტირების ღირებულება) ) = 1 .
MTO სისტემა მოიხმარს უჯრედში შემავალი ჟანგბადის 90%-ს. ამავდროულად, დღეში 62 კილოგრამი ATP წარმოიქმნება. მაგრამ სხეულის უჯრედები შეიცავს მხოლოდ 20-30 გრამ ATP-ს. ამ მიზეზით, ATP მოლეკულა ჰიდროლიზდება და კვლავ სინთეზირდება დღეში საშუალოდ 2500-ჯერ (ატფ-ის მოლეკულის საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა ნახევარი წუთია).
ძირითადი პროცესები, რისთვისაც გამოიყენება ATP ენერგია:
1. სხვადასხვა ნივთიერებების სინთეზი.
2. აქტიური ტრანსპორტი(ნივთიერებების ტრანსპორტირება მემბრანაში მათი კონცენტრაციის გრადიენტის საწინააღმდეგოდ). მოხმარებული ატფ-ის მთლიანი რაოდენობის 30% მოდის Na +, K + -ATPase-ზე.
3. მექანიკური მოძრაობა(კუნთების მუშაობა).
მიტოქონდრიის შიდა მემბრანაში არის ინტეგრალური ცილის კომპლექსი - H + დამოკიდებული ATP სინთაზასეუ H + დამოკიდებული ATPase(ორი განსხვავებული სახელი ასოცირდება კატალიზებული რეაქციის სრულ შექცევადობასთან), რომელსაც აქვს მნიშვნელოვანი მოლეკულური წონა - 500 კდა-ზე მეტი. შედგება ორი ქვედანაყოფისგან: FO და F 1 .
F 1 არის სოკოს ფორმის გამონაზარდი შიდა მიტოქონდრიული მემბრანის მატრიცის ზედაპირზე, ხოლო FO აღწევს ამ მემბრანაში და მეშვეობით. პროტონული არხი მდებარეობს FO-ს სიღრმეში, რაც პროტონებს საშუალებას აძლევს დაბრუნდნენ მატრიცაში მათი კონცენტრაციის გრადიენტის გასწვრივ.
F 1-ს შეუძლია ADP და ფოსფატის შებოჭვა მის ზედაპირზე ATP-ის წარმოქმნით - ენერგიის ხარჯვის გარეშე, მაგრამ ყოველთვის ფერმენტთან ერთად. ენერგია საჭიროა მხოლოდ ამ კომპლექსიდან ATP-ის გასათავისუფლებლად. ეს ენერგია გამოიყოფა პროტონული დენის შედეგად FO პროტონული არხის მეშვეობით.
სასუნთქ ჯაჭვში, კონიუგაცია აბსოლუტურად: არც ერთი ნივთიერების დაჟანგვა შეუძლებელია სხვა ნივთიერების შემცირების გარეშე.
მაგრამ ATP-ის სინთეზში კონიუგაცია ცალმხრივია: დაჟანგვა შეიძლება მოხდეს ფოსფორილირების გარეშე და ფოსფორილირება არასოდეს ხდება დაჟანგვის გარეშე. ეს ნიშნავს, რომ MTO სისტემას შეუძლია იმუშაოს ATP სინთეზის გარეშე, მაგრამ ATP არ უნდა იყოს სინთეზირებული, თუ MTO სისტემა არ მუშაობს.
ATP სინთეზი. - კონცეფცია და ტიპები. კატეგორიის კლასიფიკაცია და მახასიათებლები "ATP SYNTHESIS". 2017, 2018 წ.
შედეგად წყალბადის ატომები ამოღებულია სუბსტრატებიდან კრებსის ციკლში β -HFA-ს დაჟანგვა, ისევე როგორც პირუვატდეჰიდროგენაზა, გლუტამატდეჰიდროგენაზა და ზოგიერთი სხვა რეაქცია, შედის ფერმენტების რესპირატორულ ჯაჭვში (ნახ. 23), რომელსაც სხვაგვარად ე.წ. ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვი .
პროტონებისა და ელექტრონების გადაცემის პროცესი (წყალბადის ატომი = წყალბადის პროტონი (H+) + ელექტრონი (e)) იწყება წყალბადის ატომების გადატანით NAD ან FAD-ის შემცირებული ფორმიდან.
ბრინჯი. 23. ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის სქემა
შემცირებული NAD აძლევს წყალბადს ფლავოპროტეინს, რომლის კოენზიმი არის FMN, ხოლო შემცირებული FAD ყოველთვის წყალბადს აძლევს კოფერმენტს. ქ.კოენზიმის შემდეგ ქმხოლოდ ელექტრონები ტრანსპორტირდება ციტოქრომული სისტემის მეშვეობით; საბოლოო - ტერმინალური - ელექტრონის მიმღების როლს ასრულებს ჟანგბადი. სანამ ელექტრონული სატრანსპორტო ჯაჭვის მუშაობას უფრო დეტალურად შევისწავლით, გავეცნოთ მისი ცალკეული კომპონენტების ქიმიურ სტრუქტურას.
როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ელექტრონული სატრანსპორტო ჯაჭვის ყველა კომპონენტი არის ფერმენტები, რომლებიც ახორციელებენ რედოქს პროცესებს.
ფლავოპროტეინი არის პირველი ფერმენტი, რომელიც იღებს პროტონებს და ელექტრონებს პირველადი დეჰიდროგენაზადან, ფერმენტი, რომელიც შლის წყალბადის ატომებს უშუალოდ სუბსტრატიდან. ფლავოპროტეინის კოენზიმი არის FMN. FMN-ის სტრუქტურასა და რედოქს რეაქციებს, ჩვენ შევხვდით ადრე (იხ. თავი 4). ეს ფერმენტი მჭიდრო კავშირშია რკინა-გოგირდის პროტეინებთან.
რკინა-გოგირდის ცილებს აქვთ მცირე მოლეკულური წონა (დაახლოებით 10 kDa). ისინი შეიცავს არაჰემურ რკინას, რომელიც დაკავშირებულია ცისტეინის ნარჩენების გოგირდის ატომებთან. ნახ. 24 გვიჩვენებს რკინის ატომის კომპლექსის მხოლოდ ერთ-ერთ შესაძლო ვარიანტს გოგირდის ატომებთან, რომელიც არსებობს არაჰემური რკინის შემცველ ცილებში.
ბრინჯი. 24. რკინა-გოგირდის ცილებში გოგირდის ატომებთან რკინის ატომის კომპლექსის წარმოქმნის სქემა.
ეს ცილები მონაწილეობენ პროტონებისა და ელექტრონების გადაცემაში და ითვლება, რომ ჩართულია რამდენიმე საფეხურზე. თუმცა, მექანიზმი, რომლითაც რკინა-გოგირდის ცილები განიცდიან შექცევად დაჟანგვა-რედუქციას, ჯერ კიდევ არ არის ნათელი.
კოენზიმი ქან უბიქინონი იხსნება შიდა მიტოქონდრიული მემბრანის ლიპიდურ ნაწილში. უბიქინონს შეუძლია გავრცელდეს როგორც მემბრანის გასწვრივ, ასევე მის გასწვრივ. ეს არის რესპირატორული ჯაჭვის ერთადერთი არაპროტეინთან დაკავშირებული კომპონენტი; ამ მიზეზით, ის არ შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც ფერმენტი. კოენზიმი ქიღებს წყალბადის ორ პროტონს და ორ ელექტრონს რკინა-გოგირდის ცილებიდან, გადაიქცევა ჰიდროქინონად:
ციტოქრომები ჰემოპროტეინებია. ამჟამად ცნობილია დაახლოებით 30 სხვადასხვა ციტოქრომი. ყველა მათგანი, სინათლის შთანთქმის უნარიდან გამომდინარე, იყოფა კლასებად, რომლებიც აღინიშნება მცირე ასოებით - ა, ბ, გდა ა.შ. თითოეულ კლასში განასხვავებენ ციტოქრომების ცალკეულ ტიპებს, რომლებიც ასახელებენ მათ ციფრული ინდექსებით - ბ, ბ 1 , ბ 2 და ა.შ.
ციტოქრომები ერთმანეთისგან განსხვავდებიან თემის სტრუქტურით, პოლიპეპტიდური ჯაჭვის აგებულებით და მასზე თემის მიმაგრებით. სურათი 25 გვიჩვენებს თემის სტრუქტურას, რომელიც ყველა ციტოქრომის ნაწილია ბ.
ციტოქრომები შეღებილია წითელ-ყავისფერში; ფერი განპირობებულია ლითონის კატიონის არსებობით. ციტოქრომის კლასები ბდა თანმათ შემადგენლობაში შეიცავს რკინის კათიონებს და კლასის ციტოქრომებს ა -სპილენძის კათიონები.
ციტოქრომები ადა ა 3 ქმნის კომპლექსს, რომელსაც ეწოდება ციტოქრომ ოქსიდაზა. კომპლექსის უნიკალური თვისება აა 3 არის ის, რომ ციტოქრომების ეს სისტემა ელექტრონებს პირდაპირ ჟანგბადს აძლევს.
ციტოქრომების ჯაჭვის გასწვრივ ელექტრონების გადატანა მოიცავს შექცევად რეაქციებს:
Fe 3+ + e ----→ ←---- Fe 2+ და Cu 2+ + e ----→ ←---- Cu +
ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვის კომპონენტების მახასიათებლებსა და მასში მიმდინარე რედოქს რეაქციებს რომ გავეცნოთ, გადავიდეთ პროცესის განხილვაზე, რომელიც მთავარია ატფ-ის სახით ენერგიის დაგროვებაში.
ბრინჯი. 25. ციტოქრომის სტრუქტურის თემა ბ
სუნთქვის კონიუგაციის მექანიზმი ADP ფოსფორილირებასთან.პროტონებისა და ელექტრონების ტრანსპორტირება შემცირებული NAD-დან მოლეკულურ ჟანგბადამდე არის ეგზეგონიური პროცესი:
NADH + H + + ½O 2 → OVER + + H 2 O + ენერგია
თუ კიდევ უფრო გავამარტივებთ ამ პროცესის ჩაწერას, მაშინ მივიღებთ ჟანგბადში წყალბადის წვის რეაქციის განტოლებას, რომელიც ყველასთვის ცნობილია სკოლიდან:
H 2 + ½O 2 → H 2 O + ენერგია
ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ წვის რეაქციის დროს ენერგია დაუყოვნებლივ გამოიყოფა მთლიანად, ხოლო რესპირატორულ ჯაჭვში, იმის გამო, რომ იგი იყოფა რამდენიმე რედოქს რეაქციად, ხდება ენერგიის თანდათანობითი განთავისუფლება. ეს ენერგია ინახება ატფ-ის ფოსფატურ ობლიგაციებში და გამოიყენება უჯრედების სიცოცხლისთვის.
ელექტრონის სატრანსპორტო ჯაჭვის მოქმედების პირველი შედეგია ენდოგენური წყლის წარმოქმნა, რომელშიც წყალბადის ატომები არის წყალბადები, რომლებიც ამოღებულია სუბსტრატებიდან შესაბამისი დეჰიდროგენაზებით, ხოლო ჟანგბადის ატომი არის ტერმინალური ელექტრონის მიმღები (იხ. სურ. 23). 2 ელექტრონის მიღების შემდეგ, ის იქცევა რეაქტიულ ანიონად (O 2-), რომელიც დაუყოვნებლივ ურთიერთქმედებს წყალბადის პროტონებთან, რომლებიც "გამოდევნილი" კოენზიმის მიერ. ქ.ენდოგენური წყლის ფორმირება ხდება მიტოქონდრიულ მატრიქსში.
ADP ფოსფორილირებასთან სუნთქვის კონიუგაციის მექანიზმი შეიმუშავა ინგლისელმა ბიოქიმიკოსმა პ. მიტჩელმა, რომლის ჰიპოთეზას ეწოდა პროტონ-მოტივი ან ქიმიოსმოტიკური. ჩვენს ქვეყანაში პ.მიტჩელის ჰიპოთეზა განვითარდა ვ.პ. სკულაჩოვი.
Მიხედვით ქიმიოსმოტური ჰიპოთეზა სასუნთქი ჯაჭვის გასწვრივ პროტონისა და ელექტრონის გადაცემის ენერგია თავდაპირველად კონცენტრირებულია პროტონული პოტენციალის სახით, რომელიც წარმოიქმნება დამუხტული წყალბადის პროტონების მოძრაობით მემბრანაზე. მემბრანის გასწვრივ პროტონების უკან გადატანა დაკავშირებულია ADP ფოსფორილირებასთან, რომელსაც ახორციელებს პროტონდამოკიდებული ATP სინთეზაზა (H + = ATPase).
ვინაიდან ATP სინთეზის მამოძრავებელი ძალა არის პროტონის პოტენციალი, მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ მის ფორმირებას.
სასუნთქი ჯაჭვის გასწვრივ პროტონებისა და ელექტრონების გადატანასთან ერთად, ხდება წყალბადის პროტონების დამატებითი გათავისუფლება მატრიქსიდან მემბრანთაშორის სივრცეში. წყალბადის პროტონები წარმოიქმნება მატრიცაში წყლის დისოციაციის დროს:
H 2 O -→ ←- H + + OH -
ითვლება, რომ წყალბადის პროტონების ტრანსპორტირება შიდა მიტოქონდრიულ მემბრანაზე ხორციელდება პროტონული ტრანსლოკაზებით. ასეთი გადაცემის შედეგად, მემბრანა უარყოფითად დამუხტულია მატრიცის მხრიდან (დარჩენილი უარყოფითად დამუხტული ჰიდროქსილების გამო) და დადებითად დამუხტულია მემბრანთაშორისი სივრცის მხრიდან (დადებითად დამუხტული წყალბადის პროტონების გადატუმბვის გამო) . მუხტების ამ განაწილების შედეგად წარმოიქმნება ელექტრული პოტენციალი, რომელიც აღინიშნება Δψ (დელტა psi). და მიტოქონდრიის შიდა მემბრანის ორივე მხარეს წყალბადის პროტონების კონცენტრაციის სხვაობის გამო, იქმნება პროტონების ქიმიური გრადიენტი, რომელიც აღინიშნება ApH. ორივე წარმოქმნილი პოტენციალი ქმნის მემბრანაზე პროტონების ელექტროქიმიურ ტრანსმემბრანულ გრადიენტს (ΔμН +), შესაბამისად ΔμН + = Δψ + ΔрН
ატფ-ის სინთეზი.მემბრანა, რომელზედაც იქმნება პროტონების ელექტროქიმიური ტრანსმემბრანული გრადიენტი, ეწოდება ენერგიული . ენერგიული მემბრანა მიდრეკილია განმუხტვის პროტონების გადატუმბვით მემბრანთაშორისი სივრციდან მატრიცაში (ნახ. 26). ეს პროცესი ტარდება პროტონზე დამოკიდებული ატფ-აზას დახმარებით.
ბრინჯი. 26. ატფ-ის სინთეზი ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვთან ერთად
H + -ATPase ჩაშენებულია მიტოქონდრიის შიდა მემბრანაში. ის სოკოს ჰგავს და შედგება ორი ცილოვანი ფაქტორისგან F 0 და F 1 (ნახ. 27). F0 ფაქტორი გადის მიტოქონდრიის შიდა მემბრანის მთელ სისქეზე. მიტოქონდრიულ მატრიქსში ამოსული სფერული ნაწილი არის F 1 ფაქტორი. ამ ცილოვანი ფაქტორების სტრუქტურა, თვისებები და ფუნქციები სრულიად განსხვავებულია.
ფაქტორი F 0 შედგება სხვადასხვა სტრუქტურის სამი ჰიდროფობიური პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან. ეს ფაქტორი ასრულებს პროტონგამტარი არხის ფუნქციას, რომლის მეშვეობითაც წყალბადის პროტონები ხვდებიან F 1 ფაქტორამდე.
ფაქტორი F 1 არის H + -ATPase წყალში ხსნადი ნაწილი და წარმოადგენს ცილოვან კომპლექსს, რომელიც შედგება ხუთი სხვადასხვა ტიპის ცხრა ქვედანაყოფისგან. F 1 ფაქტორის ერთი ეპიმოლეკულა შეიცავს 3-ს α , 3β და ერთი ქვედანაყოფი γ , δ , ε (α 3 β 3 γδε ). ფაქტორი F 1 ახორციელებს ATP-ის სინთეზს ADP-დან და ფოსფორის მჟავიდან. ADP და ATP სავალდებულო ადგილები განლაგებულია ქვედანაყოფებში α და β რომელთაგან თითოეულს შეუძლია შეინახოს ADP ან ATP-ის ერთი მოლეკულა. რენტგენის დიფრაქციული ანალიზის მიხედვით, ADP და ATP შეკავშირების ადგილები განლაგებულია ქვედანაყოფების შეერთების ადგილზე. α და β . ქვედანაყოფი β ასრულებს კატალიზურ ფუნქციას ატფ-ის სინთეზში (სურ. 27).
ბრინჯი. 27. პროტონდამოკიდებული ატფ-აზას სტრუქტურა
არსებობს რამდენიმე კონცეფცია, რომელიც ხსნის ATP წარმოქმნის მექანიზმს H + -ATPase-ს მეშვეობით. ყველა კონცეფცია განიხილავს წყალბადის პროტონებს, რომლებიც შედიან პროტონ-გამტარ არხში F 1 ფაქტორში, როგორც სხვადასხვა პროცესის აქტივატორებს, რომლებიც იწვევს ATP-ის წარმოქმნას ADP-დან და ფოსფორის მჟავიდან.
ადენოზინტრიფოსფორის მჟავა-ATP- ნებისმიერი ცოცხალი უჯრედის სავალდებულო ენერგეტიკული კომპონენტი. ATP ასევე არის ნუკლეოტიდი, რომელიც შედგება ადენინის აზოტოვანი ფუძისგან, რიბოზის შაქრისა და ფოსფორმჟავას მოლეკულის სამი ნარჩენებისგან. ეს არის არასტაბილური სტრუქტურა. მეტაბოლურ პროცესებში ფოსფორის მჟავას ნარჩენები თანმიმდევრულად იშლება მისგან ენერგიით მდიდარი, მაგრამ მყიფე კავშირის გაწყვეტით მეორე და მესამე ფოსფორმჟავას ნარჩენებს შორის. ფოსფორმჟავას ერთი მოლეკულის გამოყოფას თან ახლავს დაახლოებით 40 კჯ ენერგიის გამოყოფა. ამ შემთხვევაში, ATP გადადის ადენოზინის დიფოსფორის მჟავაში (ADP) და ფოსფორის მჟავის ნარჩენების შემდგომი გაყოფით ADP-დან წარმოიქმნება ადენოზინმონოფოსფორის მჟავა (AMP).
ATP-ის სტრუქტურის სქემატური დიაგრამა და მისი გადაქცევა ADP-ში (თ.ა. კოზლოვა, ვ.ს. კუჩმენკო. ბიოლოგია ცხრილებში. მ., 2000 წ )
შესაბამისად, ატფ არის ერთგვარი ენერგიის აკუმულატორი უჯრედში, რომელიც მისი დაყოფისას „გამოირიცხება“. ატფ-ის დაშლა ხდება ცილების, ცხიმების, ნახშირწყლების და უჯრედების ნებისმიერი სხვა სასიცოცხლო ფუნქციის სინთეზის რეაქციების დროს. ეს რეაქციები თან ახლავს ენერგიის შთანთქმას, რომელიც გამოიყოფა ნივთიერებების დაშლის დროს.
ATP სინთეზირებულიამიტოქონდრიებში რამდენიმე ეტაპად. პირველი არის მოსამზადებელი -მიმდინარეობს ეტაპობრივად, თითოეულ საფეხურზე სპეციფიური ფერმენტების ჩართვით. ამ შემთხვევაში რთული ორგანული ნაერთები იშლება მონომერებად: ცილები - ამინომჟავებამდე, ნახშირწყლები - გლუკოზამდე, ნუკლეინის მჟავები - ნუკლეოტიდებად და ა.შ. ამ ნივთიერებებში ობლიგაციების რღვევას თან ახლავს მცირე რაოდენობის ენერგიის გამოყოფა. მიღებული მონომერები სხვა ფერმენტების მოქმედებით შეიძლება გაიარონ შემდგომი დაშლა ნახშირორჟანგამდე და წყალამდე უფრო მარტივი ნივთიერებების წარმოქმნით.
სქემა ატფ-ის სინთეზი უჯრედის მიტოქონდრიაში
ნივთიერებების და ენერგიის გარდაქმნის სქემის განმარტებები დისიმილაციის პროცესში
I ეტაპი - მოსამზადებელი: რთული ორგანული ნივთიერებები საჭმლის მომნელებელი ფერმენტების მოქმედებით იშლება მარტივებად, ხოლო გამოიყოფა მხოლოდ თერმული ენერგია.
ცილები -> ამინომჟავები
ცხიმები - >
გლიცერინი და ცხიმოვანი მჟავები
სახამებელი ->გლუკოზა
II სტადია - გლიკოლიზი (ჟანგბადის გარეშე): ტარდება ჰიალოპლაზმაში, არ არის დაკავშირებული მემბრანებთან; იგი მოიცავს ფერმენტებს; გლუკოზა იშლება:
საფუარის სოკოებში გლუკოზის მოლეკულა, ჟანგბადის მონაწილეობის გარეშე, გარდაიქმნება ეთილის სპირტად და ნახშირორჟანგად (ალკოჰოლური დუღილი):
სხვა მიკროორგანიზმებში გლიკოლიზი შეიძლება დასრულდეს აცეტონის, ძმარმჟავას წარმოქმნით და ა.შ. ყველა შემთხვევაში გლუკოზის ერთი მოლეკულის დაშლას თან ახლავს ორი ATP მოლეკულის წარმოქმნა. ქიმიური ბმის სახით გლუკოზის უჟანგბადო დაშლის დროს ანერგიის 40% ნარჩუნდება ატფ-ის მოლეკულაში, დანარჩენი კი სითბოს სახით იშლება.
III სტადია - ჰიდროლიზი (ჟანგბადი): ტარდება მიტოქონდრიაში, დაკავშირებულია მიტოქონდრიულ მატრიქსთან და შიდა გარსთან, მასში მონაწილეობენ ფერმენტები, რძემჟავა განიცდის გახლეჩვას: CsH6Oz + ZH20 --> 3CO2 + 12H. CO2 (ნახშირორჟანგი) გამოიყოფა მიტოქონდრიიდან გარემოში. წყალბადის ატომი შედის რეაქციების ჯაჭვში, რომლის საბოლოო შედეგია ატფ-ის სინთეზი. ეს რეაქციები შემდეგი თანმიმდევრობით მიმდინარეობს:
1. წყალბადის ატომი H, გადამზიდავი ფერმენტების დახმარებით, ხვდება მიტოქონდრიის შიდა მემბრანაში, რომელიც ქმნის კრისტალებს, სადაც იჟანგება: H-e--> H+
2. წყალბადის პროტონი H+(კატიონი) გადატანილია მატარებლების მიერ cristae-ს მემბრანის გარე ზედაპირზე. პროტონებისთვის ეს მემბრანა გაუვალია, ამიტომ ისინი გროვდებიან მემბრანთაშორის სივრცეში და წარმოქმნიან პროტონულ რეზერვუარს.
3. წყალბადის ელექტრონები ეგადადიან კრისტას მემბრანის შიდა ზედაპირზე და ოქსიდაზას ფერმენტის დახმარებით დაუყოვნებლივ ემაგრებიან ჟანგბადს, წარმოქმნიან უარყოფითად დამუხტულ აქტიურ ჟანგბადს (ანიონს): O2 + e--> O2-
4. მემბრანის ორივე მხარეს კათიონები და ანიონები ქმნიან საპირისპიროდ დამუხტულ ელექტრულ ველს და როცა პოტენციალის სხვაობა 200 მვ-ს მიაღწევს, პროტონული არხი იწყებს მუშაობას. ის გვხვდება ATP სინთეტაზას ფერმენტის მოლეკულებში, რომლებიც ჩაშენებულია შიდა მემბრანაში, რომელიც ქმნის კრისტას.
5. წყალბადის პროტონები პროტონული არხის გავლით H+ჩქარობს მიტოქონდრიის შიგნით, ქმნის ენერგიის მაღალ დონეს, რომლის უმეტესი ნაწილი მიდის ATP-ის სინთეზზე ADP-დან და P-დან (ADP + P -\u003e ATP) და პროტონებიდან. H+ურთიერთქმედება აქტიურ ჟანგბადთან, წარმოქმნის წყალს და მოლეკულურ 02-ს:
(4Н++202- -->2Н20+02)
ამრიგად, O2, რომელიც ორგანიზმის სუნთქვის დროს შედის მიტოქონდრიაში, აუცილებელია წყალბადის პროტონების H-ის დასამატებლად. მისი არარსებობის შემთხვევაში, მიტოქონდრიაში მთელი პროცესი ჩერდება, რადგან ელექტრონის ტრანსპორტირების ჯაჭვი წყვეტს ფუნქციონირებას. III ეტაპის ზოგადი რეაქცია:
(2CsHbOz + 6Oz + 36ADP + 36F ---> 6C02 + 36ATP + + 42H20)
გლუკოზის ერთი მოლეკულის დაშლის შედეგად წარმოიქმნება 38 ატფ მოლეკულა: II სტადიაზე - 2 ატფ და III სტადიაზე - 36 ატფ. შედეგად მიღებული ATP მოლეკულები სცილდება მიტოქონდრიებს და მონაწილეობენ უჯრედის ყველა პროცესში, სადაც ენერგიაა საჭირო. გაყოფით, ATP გამოყოფს ენერგიას (ერთი ფოსფატის ბმა შეიცავს 40 კჯ) და უბრუნდება მიტოქონდრიაში ADP და F (ფოსფატის) სახით.