Вся совокупность химических реакций в клетке называется МЕТАБОЛИЗМ. Метаболизм представляет собой высококоординированную и целенаправленную клеточную активность, обеспечиваемую участием многих мультиферментных систем. Он выполняет четыре основные функции:

1) снабжение клетки химической энергией, которая добывается путем расщепления богатых энергией пищевых веществ, поступающих в организм из среды у гетеротрофних организмов, или путем преобразования улавливаемой энергии солнечного света у автотрофных организмов;

2) превращение молекул пищевых веществ в строительные блоки, которые затем используются клеткой для построения новых макромолекул;

3) сборка белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов и прочих клеточных компонентов из этих блоков; 4) синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения каких-либо специфических функций данной клетки.

Хотя метаболизм слагается из нескольких тысяч различных ферментативных реакций, центральные метаболические пути, которые ответственны за выполнение с 1 по 3 из перечисленных функций метаболизма, немногочисленны и почти у всех живых форм в принципе едины. На рис. 88 показан "лабиринт" метаболических путей в клетке: каждая точка соответствует какому-либо соединению, а линия, соединяющая две точки, - ферментативной реакции превращения одного соединения в другое. При этом в разных клетках и у разных организмах основные "столбовые дороги" метаболических путей одинаковы (например, выделенный на рис. 88 толстыми линиями гликолиз и цикл трикарбоновых кислот), а различается в основном "периферия".

Метаболизм складывается из двух процессов, одновременно протекающих в клетке, - КАТАБОЛИЗМА и АНАБОЛИЗМА. Катаболизм, или диссимиляция, или энергетический обмен - совокупность реакций, в которых происходит расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов; при этом высвобождающаяся во время расщепления химическая энергия запасается в доступной для использования клеткой форме. Анаболизм, или ассимиляция, или пластический обмен - это совокупность реакций, в которых из малых молекул-предшественников или мономерных "строительных блоков" синтезируются белки, нуклеиновые кислоты, липиды, полисахариды и прочие клеточные компоненты; эти реакции требуют затраты энергии для своего осуществления.

Тысячи различных биохимических реакций, одновременно осуществляемых клеткой, тесно скоординированы между собой, так что клеткой осуществляется режим максимальной экономии энергетических и материальных ресурсов. Механизмы такой регуляции будут рассмотрены в одной из последующих лекций, тогда как здесь будут описаны основное универсальные составляющие метаболизма эукариотической клетки - гликолиз, дыхание, фотосинтез,


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+