Обмін речовин і перетворення енергії – основа життєдіяльності клітини

Обов’язковою умовою існування будь-якого організму є постійний приплив поживних речовин і постійне виділення кінцевих продуктів хімічних реакцій, що відбуваються в клітинах. Живильні речовини використовуються організмами в якості джерела атомів хімічних елементів (перш за все атомів вуглецю), з яких будуються або оновлюються всі структури. В організм, крім поживних речовин, надходять також вода, кисень, мінеральні солі.

Надійшли в клітини органічні речовини (або синтезовані в ході фотосинтезу) розщеплюються на будівельні блоки – мономери і направляються в усі клітини організму. Частина молекул цих речовин витрачається на синтез специфічних органічних речовин, властивих даному організму. У клітинах синтезуються білки, лічіди, вуглеводи, нуклеїнові кислоти та інші речовини, які виконують різні функції (будівельну, каталітичну, регуляторну, захисну і т. д.).

Інша частина низькомолекулярних органічних сполук, що надійшли в клітини, йде на утворення АТФ, в молекулах якій укладена енергія, призначена безпосередньо для виконання роботи. Енергія необхідна для синтезу всіх специфічних речовин організму, підтримання його високоуно – рядоченной організації, активного транспорту речовин усередині клітин, з одних клітин в інші, з однієї частини організму в іншу, для передачі нервових імпульсів, пересування організмів, підтримки постійної температури тіла (у птахів і ссавців) і для інших цілей.

У ході перетворення речовин в клітинах утворюються кінцеві продукти обміну, які можуть бути токсичними для організму і виводяться з нього (наприклад, аміак). Таким чином, всі живі організми постійно споживають з навколишнього середовища певні речовини, перетворюють їх і виділяють в середу кінцеві продукти.

Сукупність хімічних реакцій, що відбуваються в організмі, називається обміном речовин нли метаболізмом. Залежно від загальної спрямованості процесів виділяють катаболізм і анаболізм.

Катаболізм (дисиміляція) – сукупність реакцій, що призводять до утворення простих сполук з більш складних. До катаболическим відносять, наприклад, реакції гідролізу полімерів до мономерів і розщеплення останніх до вуглекислого газу, води, аміаку, тобто реакції енергетичного обміну, в ході якого відбувається окислення органічних речовин і синтез АТФ.

Анаболізм (асиміляція) – сукупність реакцій синтезу складних органічних речовин з простіших. Сюди можна віднести, наприклад, фіксацію азоту і біосинтез білка, синтез вуглеводів з вуглекислого газу і води в ході фотосинтезу, синтез полісахаридів, ліпідів, нуклеотидів, ДНК, РНК та інших речовин.

Синтез речовин у клітинах живих організмів часто позначають поняттям пластичний обмеі, а розщеплення речовин і їх окислення, що супроводжується синтезом АТФ, -енергетичним обміном. Обидва види обміну становлять основу життєдіяльності будь-якої клітини, а отже, і будь-якого організму і тісно пов’язані між собою. З одного боку, всі реакції пластичного обміну потребують затрати енергії. З іншого боку, для здійснення реакцій енергетичного обміну необхідний постійний синтез ферментів, так як тривалість їхнього життя невелика. Крім того, речовини, використовувані для дихання, утворюються в ході пластичного обміну (наприклад, в процесі фотосинтезу).

Посилання на основну публікацію