3.3. Sinteza e yndyrës

Yndyrnat sintetizohen nga glicerina dhe Acidet yndyrore. Glicerina në trup ndodh gjatë zbërthimit të yndyrës (ushqim ose vet), dhe gjithashtu formohet lehtësisht nga karbohidratet. Acidet yndyrore sintetizohen nga acetil koenzima A, një metabolit universal i trupit. Kjo sintezë kërkon gjithashtu hidrogjen (në formën e NADPH 2) dhe energji ATP. Trupi sintetizon vetëm acide yndyrore të ngopura dhe mono të pangopura (ato me një lidhje të dyfishtë). Acidet që përmbajnë dy ose më shumë lidhje të dyfishta në molekulën e tyre (të pangopura) nuk sintetizohen në trup dhe duhet të furnizohen me ushqim. Për sintezën e yndyrës, mund të përdoren gjithashtu acide yndyrore - produkte të hidrolizës së ushqimit dhe yndyrave të trupit.

Të gjithë pjesëmarrësit në sintezën e yndyrës duhet të jenë në formë aktive: glicerina në formën e glicerofosfatit dhe acidet yndyrore në formën e acil-enzimës A. Sinteza e yndyrës ndodh në citoplazmën e qelizave (kryesisht indin dhjamor, mëlçinë, zorra e holle) dhe vazhdon sipas skemës së mëposhtme

Duhet theksuar se glicerina dhe acidet yndyrore mund të merren nga karbohidratet. Prandaj, me konsum të tepërt të karbohidrateve në sfondin e një stili jetese të ulur, zhvillohet mbipesha.

Leksioni 4. Metabolizmi i proteinave

4.1. Katabolizmi i proteinave

Proteinat që përbëjnë qelizat e trupit janë gjithashtu subjekt i zbërthimit të vazhdueshëm nën ndikimin e enzimave proteolitike ndërqelizore të quajtura proteinazat ndërqelizore ose katepsina. Këto enzima janë të lokalizuara në organele të veçanta ndërqelizore - lizozome. Nën ndikimin e katepsinave, proteinat e trupit gjithashtu shndërrohen në aminoacide. (Është e rëndësishme të theksohet se shpërbërja e ushqimit dhe e proteinave të trupit çon në formimin e të njëjtave 20 lloje të aminoacideve.) Përafërsisht 200 g proteina të trupit shpërbëhen në ditë. Prandaj, rreth 300 g aminoacide të lira shfaqen në trup gjatë ditës.

4.2. Sinteza e proteinave

Shumica e aminoacideve përdoren për sintezën e proteinave. Sinteza e proteinave ndodh me pjesëmarrjen e detyrueshme të acideve nukleike.

Faza e parë e sintezës së proteinave është transkriptimi- kryhet në bërthamën e qelizës duke përdorur ADN-në si burim informacioni gjenetik. Informacioni gjenetik përcakton rendin e aminoacideve në zinxhirët polipeptidikë të proteinës së sintetizuar. Ky informacion është i koduar nga sekuenca e bazave azotike në molekulën e ADN-së. Çdo aminoacid është i koduar nga një kombinim i tre bazave azotike të quajtura kodoni, ose treshe. Pjesa e një molekule të ADN-së që përmban informacion për një proteinë specifike quhet "gjen". Në këtë seksion të ADN-së, ARN-ja e dërguar (mARN) sintetizohet gjatë transkriptimit sipas parimit të komplementaritetit. Ky acid nukleik është një kopje e gjenit përkatës. MARN-ja që rezulton largohet nga bërthama dhe hyn në citoplazmë. Në mënyrë të ngjashme, sinteza e ribozomave (rRNA) dhe transportit (tRNA) ndodh në ADN si një matricë.

Gjatë fazës së dytë - njohje(njohja) që ndodh në citoplazmë, aminoacidet lidhen në mënyrë selektive me transportuesit e tyre - ARN-të e transportit (tRNA). Çdo molekulë tARN është një zinxhir i shkurtër polinukleotid që përmban afërsisht 80 nukleotide dhe pjesërisht i përdredhur në një spirale të dyfishtë, duke rezultuar në një konfigurim "tërfili të lakuar". Në njërin skaj të zinxhirit polinukleotid, të gjitha tARN-të kanë një nukleotid që përmban adeninë. Një aminoacid është ngjitur në këtë skaj të molekulës tARN. Laku përballë vendit të lidhjes së aminoacideve përmban një antikodon, i përbërë nga tre baza azotike dhe i destinuar për lidhjen e mëvonshme me kodonin plotësues të mARN-së. Një nga unazat anësore të molekulës tARN siguron lidhjen e tRNA me enzimën e përfshirë në njohje, dhe laku tjetër anësor është i nevojshëm për bashkimin e tARN-së me ribozomin në fazën tjetër të sintezës së proteinave.

Në këtë fazë, molekula ATP përdoret si burim energjie. Si rezultat i njohjes, formohet një kompleks aminoacid-tRNA. Në këtë drejtim, faza e dytë e sintezës së proteinave quhet aktivizimi i aminoacideve.

Faza e tretë e sintezës së proteinave është transmetim- ndodh në ribozome. Çdo ribozom përbëhet nga dy pjesë - një nën-njësi e madhe dhe e vogël. Nga përbërje kimike të dyja nënnjësitë përbëhen nga rARN dhe proteina. Ribozomet janë në gjendje të shpërbëhen lehtësisht në nëngrimca, të cilat përsëri mund të kombinohen me njëra-tjetrën për të formuar një ribozom. Përkthimi fillon me ndarjen e ribozomit në nëngrimca, të cilat lidhen menjëherë me pjesën fillestare të molekulës mARN që vjen nga bërthama. Në këtë rast, mbetet një hapësirë ​​midis nëngrimcave (i ashtuquajturi tunel), ku ndodhet një pjesë e vogël e mARN-së. Më pas, tARN-të e lidhura me aminoacidet i shtohen kompleksit ribozom-mRNA që rezulton. Lidhja e tARN-së me këtë kompleks ndodh duke lidhur një nga unazat anësore të tARN-së me ribozomin dhe lidhjen e antikodonit tARN me kodonin e tij plotësues të mARN-së që ndodhet në tunelin ndërmjet nëngrimcave ribozomale. Në të njëjtën kohë, vetëm dy tARN me aminoacide mund të bashkohen me kompleksin ribozom-mRNA.

Për shkak të lidhjes specifike të antikodoneve të ARN-së me kodonet e mARN-së, vetëm molekulat e ARN-së, antikodonet e të cilave janë plotësuese të kodoneve të mARN-së, janë ngjitur në pjesën e molekulës së mARN-së që ndodhet në tunel. Prandaj, këto tARN dërgojnë vetëm aminoacide rreptësisht specifike në ribozome. Më pas, aminoacidet lidhen me njëri-tjetrin me një lidhje peptide dhe formohet një dipeptid, i cili shoqërohet me një nga tARN-të. Pas kësaj, ribozomi lëviz përgjatë mARN-së saktësisht një kodon (kjo lëvizje e ribozomit quhet zhvendosje).

Si rezultat i zhvendosjes, tARN e lirë (pa aminoacid) ndahet nga ribozomi dhe në zonën e tunelit shfaqet një kodon i ri, të cilit i shtohet një tARN tjetër me një aminoacid që korrespondon me këtë kodon sipas parimit të komplementariteti. Aminoacidi i shpërndarë kombinohet me dipeptidin e formuar më parë, gjë që çon në zgjatjen e zinxhirit peptid. Kjo pasohet nga translokacione të reja, ardhja e tARN-ve të reja me aminoacide në ribozom dhe zgjatja e mëtejshme e zinxhirit peptid.

Kështu, rendi i përfshirjes së aminoacideve në proteinën e sintetizuar përcaktohet nga sekuenca e kodoneve në mARN. Sinteza e zinxhirit polipeptid përfundon kur një kodon special hyn në tunel, i cili nuk kodon për aminoacide dhe me të cilin nuk mund të bashkohet asnjë tARN. Kodone të tilla quhen kodone ndaluese.

Si rezultat, për shkak të tre fazave të përshkruara, polipeptidet sintetizohen, d.m.th., formohet struktura primare e proteinës. Strukturat më të larta (hapësinore) (sekondare, terciare, kuaternare) lindin spontanisht.

Sinteza e proteinave është një proces që kërkon energji. Për të përfshirë vetëm një aminoacid në një molekulë proteine ​​të sintetizuar, kërkohen të paktën tre molekula ATP.

4.3. Metabolizmi i aminoacideve

Përveç sintezës së proteinave, aminoacidet përdoren edhe për sintezën e komponimeve të ndryshme joproteinike që kanë të rëndësishme rëndësia biologjike. Disa aminoacide i nënshtrohen zbërthimit dhe shndërrohen në produktet përfundimtare: C0 2, H 2 0 dhe NH 3 Prishja fillon me reaksione të zakonshme për shumicën e aminoacideve.

Kjo perfshin:

a) dekarboksilimi - heqja e një grupi karboksil nga aminoacidet në formë dioksid karboni:

Të gjitha aminoacidet i nënshtrohen transaminimit. Ky reaksion përfshin një koenzimë - fosfopiridoksal, për formimin e së cilës kërkohet vitamina B 6 - piridoksinë.

Transaminimi është transformimi kryesor i aminoacideve në trup, pasi shkalla e tij është shumë më e lartë se ajo e reaksioneve të dekarboksilimit dhe deaminimit.

Transaminimi kryen dy funksione kryesore:

a) për shkak të transaminimit, disa aminoacide mund të shndërrohen në të tjera. Ku total aminoacidet nuk ndryshojnë, por raporti ndërmjet tyre ndryshon. Me ushqim, proteinat e huaja hyjnë në trup, në të cilat aminoacidet janë në përmasa të ndryshme në krahasim me proteinat e trupit. Me anë të transaminimit, përbërja e aminoacideve të trupit rregullohet.

b) është pjesë integrale deaminim indirekt (indirekt). aminoacidet - procesi me të cilin fillon zbërthimi i shumicës së aminoacideve.

Në fazën e parë të këtij procesi, aminoacidet i nënshtrohen një reaksioni transaminimi me acidin α-ketoglutarik. Aminoacidet shndërrohen në α-keto acide, dhe acidi α-ketoglutarik shndërrohet në acid glutamik (aminoacid).

Në fazën e dytë, acidi glutamik që rezulton i nënshtrohet deaminimit, NH 3 shkëputet prej tij dhe acidi α-ketoglutarik formohet përsëri. Acidet α-keto që rezultojnë më pas i nënshtrohen dekompozimit të thellë dhe shndërrohen në produktet përfundimtare C0 2 dhe H 2 0. Secili nga 20 ketoacidet (janë aq shumë të formuar sa ka lloje të aminoacideve) ka specifikën e vet. rrugët e dekompozimit. Megjithatë, gjatë zbërthimit të disa aminoacideve, acidi piruvik formohet si produkt i ndërmjetëm, nga i cili mund të sintetizohet glukoza. Prandaj, quhen aminoacidet nga të cilat lindin keto acide të tilla glukogjenike. Acidet e tjera keto nuk formojnë piruvat gjatë zbërthimit të tyre. Produkti i ndërmjetëm i tyre është acetil koenzima A, nga e cila është e pamundur të merret glukoza, por trupat e ketonit mund të sintetizohen. Aminoacidet që korrespondojnë me keto acide të tilla quhen ketogjene.

Produkti i dytë i deaminimit indirekt të aminoacideve është amoniaku. Amoniaku është shumë toksik për trupin. Prandaj, trupi ka mekanizma molekularë për neutralizimin e tij. Ndërsa formohet NH 3, ai lidhet me acidin glutamik në të gjitha indet për të formuar glutaminën. Kjo neutralizimi i përkohshëm i amoniakut. Me qarkullimin e gjakut, glutamina hyn në mëlçi, ku shpërbëhet përsëri në acid glutamik dhe NH3. Acidi glutamik që rezulton kthehet në organe me gjak për të neutralizuar pjesë të reja të amoniakut. Amoniaku i çliruar, si dhe dioksidi i karbonit në mëlçi, përdoren për sintezë ure.

Sinteza e uresë është një proces ciklik, me shumë faza që konsumon nje numer i madh i energji. Aminoacidi ornitina luan një rol shumë të rëndësishëm në sintezën e uresë. Ky aminoacid nuk është pjesë e proteinave. Ornitina është formuar nga një aminoacid tjetër - arginine, e cila është e pranishme në proteina. Për shkak të rolit të rëndësishëm të ornitinës, quhet sinteza e uresë cikli ornitin.

Gjatë procesit të sintezës, dy molekula amoniaku dhe një molekulë dioksidi i karbonit i shtohen ornitinës, dhe ornitina shndërrohet në argininë, nga e cila ureja shkëputet menjëherë dhe formohet përsëri ornitina. Së bashku me ornitinën dhe argininën, aminoacidet gjithashtu marrin pjesë në formimin e uresë: glutamine Dhe acid aspartik. Glutamina është një furnizues i amoniakut, dhe acidi aspartik është transportuesi i tij.

Sinteza e uresë është neutralizimi përfundimtar i amoniakut. Nga mëlçia, ureja hyn në veshka me gjak dhe ekskretohet në urinë. Formohen 20-35 g ure në ditë. Ekskretimi i uresë në urinë karakterizon shkallën e zbërthimit të proteinave në trup.

Seksioni 3. Biokimia ind muskulor

Leksioni 5. Biokimia e muskujve

5.1. Struktura qelizore fibra muskulore

Kafshët dhe njerëzit kanë dy lloje kryesore të muskujve: i strijuar Dhe e lëmuar. Muskujt e strijuar janë ngjitur me kockat, d.m.th., me skeletin, dhe për këtë arsye quhen edhe skeletorë. Fijet e muskujve të strijuar gjithashtu formojnë bazën e muskujve të zemrës - miokardit, megjithëse ka dallime të caktuara në strukturën e miokardit dhe muskujt skeletorë. Muskujt e lëmuar formojnë muskujt e mureve enët e gjakut, zorrët, depërtojnë në inde organet e brendshme dhe lëkurës.

Çdo muskul i strijuar përbëhet nga disa mijëra fibra, të bashkuara nga shtresat e indit lidhës dhe e njëjta membranë - fascia. Fijet muskulare (miocitet) janë qeliza të mëdha shumëbërthamore shumë të zgjatura deri në 2-3 cm të gjata, dhe në disa muskuj edhe më shumë se 10 cm. Trashësia e qelizave muskulore është rreth 0,1-0,2 mm.

Si çdo qelizë, miocit përmban organele esenciale si bërthama, mitokondri, ribozome, rrjetë citoplazmatike dhe membranë qelizore. Një tipar i miociteve që i dallon ato nga qelizat e tjera është prania e elementeve kontraktues - miofibrilet

Bërthamat janë të rrethuar nga një guaskë - nukleolema dhe përbëhen kryesisht nga nukleoproteina. Bërthama përmban informacionin gjenetik për sintezën e proteinave.

Ribozomet- formacionet ndërqelizore që janë nukleoproteina në përbërje kimike. Sinteza e proteinave ndodh në ribozome.

Mitokondria- flluska mikroskopike deri në 2-3 mikron në madhësi, të rrethuara nga një membranë e dyfishtë. Në mitokondri, oksidimi i karbohidrateve, yndyrave dhe aminoacideve në dioksid karboni dhe ujë ndodh duke përdorur oksigjen molekular (oksigjen ajri). Për shkak të energjisë së çliruar gjatë oksidimit, sinteza e ATP ndodh në mitokondri. Në muskujt e stërvitur, mitokondritë janë të shumta dhe të vendosura përgjatë miofibrileve.

Retikulumi citoplazmatik(rrjeti sarkoplazmatik, rrjeti sarkoplazmatik) përbëhet nga tuba, tubula dhe vezikula të formuara nga membrana dhe të lidhura me njëra-tjetrën. Rrjeti sarkoplazmatik, përmes tubave të posaçëm të quajtur sistemi T, lidhet me membranën qelizore muskulore - sarkolema. Vëmendje e veçantë në retikulin sarkoplazmatik janë vezikulat e quajtura tankne dhe përmban përqendrime të larta të joneve të kalciumit. Në cisterna, përmbajtja e joneve të Ca 2+ është afërsisht një mijë herë më e lartë se në citosol. Një gradient kaq i lartë i përqendrimit të joneve të kalciumit lind për shkak të funksionimit të enzimës - adenozinës së kalciumit tri- fosfatazat(ATPaza e kalciumit), e ndërtuar në murin e rezervuarit. Kjo enzimë katalizon hidrolizën e ATP dhe, për shkak të energjisë së çliruar gjatë këtij procesi, siguron transferimin e joneve të kalciumit brenda rezervuarëve. Ky mekanizëm i transportit të joneve të kalciumit quhet figurativisht kalciumitpompë, ose pompë kalciumi.

Citoplazma(citozoli, sarkoplazma) zë hapësirën e brendshme të miociteve dhe është një zgjidhje koloidale që përmban proteina, glikogjen, pika yndyre dhe përfshirje të tjera. Proteinat sarkoplazmike përbëjnë 25-30% të të gjitha proteinave të muskujve. Ndër proteinat sarkoplazmike ka enzima aktive. Këto përfshijnë kryesisht enzimat glikolitike, të cilat zbërthejnë glikogjenin ose glukozën në acid piruvik ose laktik. Një tjetër enzimë e rëndësishme sarkoplazmike është kreatinë kinaza, i përfshirë në furnizimin me energji të punës së muskujve. Vëmendje e veçantë meriton mioglobinën e proteinës sarkoplazmike, e cila është identike në strukturë me një nga nënnjësitë e proteinës së gjakut - hemoglobinën. Mioglobina përbëhet nga një polipeptid dhe një hem. Funksioni i mioglobinës është të lidh oksigjenin molekular. Falë kësaj proteine, në indet e muskujve krijohet një furnizim i caktuar me oksigjen. NË vitet e fundit Një funksion tjetër i mioglobinës është vendosur - transferimi i 0 2 nga sarkolema në mitokondri muskulore.

Përveç proteinave, sarkoplazma përmban substanca jo proteinike që përmbajnë azot. Ata quhen, ndryshe nga proteinat, ekstrakte, pasi nxirren lehtësisht me ujë. Midis tyre janë nukleotidet adenil ATP, ADP, AMP dhe nukleotide të tjera, ku mbizotërojnë ATP. Përqendrimi i ATP në pushim është afërsisht 4-5 mmol/kg. Ekstraktuesit gjithashtu përfshijnë kreatinë fosfat, paraardhësi i tij është kreatina dhe produkt i zbërthimit të pakthyeshëm të fosfatit të kreatinës - kreatininës NË Përqendrimi në pushim i kreatinës fosfat është zakonisht 15-25 mmol/kg. Nga aminoacidet, acidi glutamik dhe acidi glutamik gjenden në sasi të mëdha. glutamine.

Karbohidrati kryesor i indit muskulor është glikogjen. Përqendrimi i glikogjenit varion nga 0,2-3%. Glukoza e lirë në sarkoplazmë përmbahet në përqendrime shumë të ulëta - ka vetëm gjurmë të saj. Gjatë punës së muskujve, produktet grumbullohen në sarkoplazmë metabolizmin e karbohidrateve- laktat dhe piruvat.

Protoplazmatike yndyrë e lidhur me proteinat dhe disponohet në një përqendrim prej 1%. Yndyrë rezervë grumbullohet në muskujt e stërvitur për qëndrueshmëri.

5.2. Struktura e sarkolemës

Çdo fibër muskulore është e rrethuar nga një membranë qelizore - sarkolema. Sarkolema është një membranë liloproteinike me trashësi rreth 10 nm. Jashtë, sarkolema është e rrethuar nga një rrjet i fijeve të ndërthurura të proteinave të kolagjenit. Gjatë tkurrjes së muskujve, forcat elastike lindin në guaskën e kolagjenit, për shkak të së cilës, kur relaksohet, fibra muskulore shtrihet dhe kthehet në gjendjen e saj origjinale. Përfundimet i afrohen sarkolemës nervat motorikë. Pika e kontaktit midis mbaresës nervore dhe sarkolemës quhet sinapsi neuromuskular, ose pllakë nervore fundore.

Elementet kontraktuese - miofibrilet- zënë shumica vëllimi i qelizave muskulore, diametri i tyre është rreth 1 mikron. Në muskujt e pa stërvitur, miofibrilet shpërndahen, por në muskujt e stërvitur ato grupohen në tufa të quajtura fushat e Conheim.

5.3. Struktura e disqeve anizotropike dhe izotropike

Ekzaminimi mikroskopik i strukturës së miofibrileve tregoi se ato përbëhen nga zona të alternuara të dritës dhe të errët, ose disqe. NË qelizat e muskujve miofibrilet janë rregulluar në mënyrë të tillë që zonat e lehta dhe të errëta të miofibrileve ngjitur të përkojnë, gjë që krijon një strije tërthore të të gjithë fibrës muskulore të dukshme nën një mikroskop. U zbulua se miofibrilet janë struktura komplekse, të ndërtuara, nga ana tjetër, nga numer i madh fijet e muskujve (protofibrile, ose filamente) të dy llojeve - yndyrë Dhe i hollë. Fijet e trasha kanë një diametër prej 15 nm, ato të holla - 7 nm.

Miofibrilet përbëhen nga tufa të alternuara të fijeve paralele të trasha dhe të holla, skajet e të cilave kryqëzohen me njëri-tjetrin. Një seksion i miofibrilit, i përbërë nga filamente të trasha dhe skajet e fijeve të hollë të vendosura ndërmjet tyre, është dythyes. Nën mikroskop, kjo zonë bllokon dritën e dukshme ose rrjedhën e elektroneve (duke përdorur një mikroskop elektronik) dhe për këtë arsye duket e errët. Zona të tilla quhen anizotropike, ose errët, disqe (A-disqe).

Zonat e lehta të miofibrileve përbëhen nga pjesë qendrore të fijeve të hollë. Ato transmetojnë relativisht lehtë rrezet e dritës ose një rrymë elektronesh, pasi ato nuk kanë dythyeshmëri dhe quhen izotropike, ose dritë, disqe (I-disqe). Në mes të tufës së filamenteve të hollë, një pllakë e hollë proteine ​​ndodhet në mënyrë tërthore, e cila rregullon pozicionin e fijeve të muskujve në hapësirë. Kjo pllakë është qartë e dukshme nën një mikroskop në formën e një linje që kalon nëpër diskun I dhe quhet Z- nje rekord.

Seksioni i miofibrilit midis 2 linjave ngjitur quhet sarkomere Gjatësia e saj është 2.5-3 mikron. Çdo miofibril përbëhet nga disa qindra sarkomera (deri në 1000).

5.4. Struktura dhe vetitë e proteinave kontraktuese

Një studim i përbërjes kimike të miofibrileve tregoi se fijet e trashë dhe të hollë përbëhen vetëm nga proteina.

Filamentet e trasha përbëhen nga proteina miozina. Miozina është një proteinë me peshë molekulare rreth 500 kDa, që përmban dy zinxhirë polipeptidikë shumë të gjatë. Këto zinxhirë formojnë një spirale të dyfishtë, por në njërën skaj këto fije ndryshojnë dhe formojnë një formacion sferik - një kokë globulare. Prandaj, molekula e miozinës ka dy pjesë - kokën globulare dhe bishtin. Filamenti i trashë përmban rreth 300 molekula miozine dhe në një seksion kryq të filamentit të trashë gjenden 18 molekula miozine. Molekulat e miozinës në filamente të trasha janë të ndërthurura me bishtin e tyre dhe kokat e tyre dalin nga filamenti i trashë në një spirale të rregullt. Ekzistojnë dy zona (qendra) të rëndësishme në kokat e miozinës. Njëri prej tyre katalizon ndarjen hidrolitike të ATP, d.m.th., korrespondon me qendrën aktive të enzimës. Aktiviteti ATPase i miozinës u zbulua për herë të parë nga biokimistët rusë Engelhardt dhe Lyubimova. Seksioni i dytë i kokës së miozinës siguron lidhjen e fijeve të trasha me proteinën e fijeve të hollë gjatë tkurrjes së muskujve - akbaltë.

Filamentet e hollë përbëhen nga tre proteina: aktin, troponin Dhe tropomiozina.

Proteina kryesore e filamenteve të hollë është aktin. Aktina është një proteinë globulare me një peshë molekulare prej 42 kDa. Kjo proteinë ka dy vetitë më të rëndësishme. Së pari, ai shfaq një aftësi të lartë për të polimerizuar me formimin zinxhirë të gjatë, thirri fibrilareaktin(mund të krahasohet me një varg rruazash). Së dyti, siç është përmendur tashmë, aktina mund të kombinohet me kokat e miozinës, gjë që çon në formimin e urave të kryqëzuara, ose ngjitjeve, midis fijeve të hollë dhe të trashë.

Baza e filamentit të hollë është një spirale e dyfishtë e dy zinxhirëve të aktinës fibrilare, që përmban rreth 300 molekula të aktinës globulare (si dy fije rruaza të përdredhura në një spirale të dyfishtë, secila rruazë korrespondon me aktinën globulare).

Një tjetër proteinë me filament të hollë - tropomyosin- gjithashtu ka formën e një spirale të dyfishtë, por kjo spirale është e formuar nga zinxhirë polipeptidikë dhe është shumë më e vogël në përmasa se spiralja e dyfishtë e aktinës. Tropomiozina ndodhet në brazdë të spirales së dyfishtë të aktinës fibrilare.

Proteina e tretë e filamentit të hollë - troponina- ngjitet në tropomyosin dhe fikson pozicionin e saj në brazdë të aktinës, e cila bllokon ndërveprimin e kokave të miozinës me molekulat e aktinës globulare të fijeve të hollë.

5.5. Mekanizmi i tkurrjes së muskujve

Tkurrja e muskujveështë një proces kompleks mekanokimik gjatë të cilit energjia kimike e ndarjes hidrolitike të ATP konvertohet në punë mekanike kryhet nga muskuli.

Aktualisht, ky mekanizëm ende nuk është zbuluar plotësisht. Por sa vijon është e sigurt:

Burimi i energjisë së nevojshme për punën e muskujve është ATP.

Hidroliza e ATP, e shoqëruar me çlirimin e energjisë, katalizohet nga miozina, e cila, siç u përmend tashmë, ka aktivitet enzimatik.

Mekanizmi nxitës për tkurrjen e muskujve është një rritje në përqendrimin e joneve të Ca në sarkoplazmën e miociteve, e shkaktuar nga një impuls nervor motorik.

Gjatë tkurrjes së muskujve, ura tërthore ose ngjitje shfaqen midis filamenteve të trasha dhe të holla të miofibrileve.

Gjatë tkurrjes së muskujve, fijet e hollë rrëshqasin përgjatë fijeve të trasha, gjë që çon në shkurtimin e miofibrileve dhe të gjithë fibrës muskulore në tërësi.

Ka shumë hipoteza që përpiqen të shpjegojnë mekanizmi molekular kontraktimi i muskujve. Më e justifikuara aktualisht është hipoteza e varkës me vozitje", ose hipoteza e "kanotazhit" të X. Huxley. Në një formë të thjeshtuar, thelbi i saj është si më poshtë.

Në një muskul në qetësi, fijet e trasha dhe të holla të miofibrileve nuk janë të lidhura me njëra-tjetrën, pasi vendet e lidhjes në molekulat e aktinës mbulohen nga molekulat tropomyosin.

Tkurrja e muskujve ndodh nën ndikimin e një impulsi nervor motorik, i cili është një valë e përshkueshmërisë së rritur të membranës që përhapet përgjatë fibrës nervore.

Kjo valë e rritjes së përshkueshmërisë transmetohet përmes kryqëzimit neuromuskular në sistemin T të retikulit sarkoplazmatik dhe në fund arrin në cisterna që përmbajnë përqendrime të larta të joneve të kalciumit. Si rezultat i një rritje të konsiderueshme të përshkueshmërisë së murit të rezervuarit, jonet e kalciumit largohen nga rezervuarët dhe përqendrimi i tyre në sarkoplazmë është shumë i lartë. një kohë të shkurtër(rreth 3 ms) rritet 1000 herë. Jonet e kalciumit, duke qenë në përqendrim të lartë, ngjiten në proteinën e fijeve të hollë - troponin - dhe ndryshojnë formën e saj hapësinore (konformacionin). Një ndryshim në konformacionin e troponinës, nga ana tjetër, çon në faktin se molekulat e tropomiozinës zhvendosen përgjatë brazdës së aktinës fibrilare, e cila formon bazën e fijeve të hollë, dhe lëshon atë pjesë të molekulave të aktinës që synohet të lidhet me kokat e miozinës. . Si rezultat, një urë kryq e vendosur në një kënd prej 90 ° shfaqet midis miozinës dhe aktinës (d.m.th., midis fijeve të trasha dhe të holla). Meqenëse fijet e trasha dhe të holla përmbajnë një numër të madh molekulash të miozinës dhe aktinës (rreth 300 secila), një numër mjaft i madh urash tërthore ose ngjitjesh formohen midis fijeve të muskujve. Formimi i një lidhjeje midis aktinës dhe miozinës shoqërohet me një rritje të aktivitetit të ATPazës së kësaj të fundit, duke rezultuar në hidrolizën e ATP:

ATP + H 2 0 ADP + H 3 P0 4 + energji

Për shkak të energjisë së çliruar gjatë zbërthimit të ATP, koka e miozinës, si një varëse ose rrema e një varke, rrotullohet dhe ura midis filamenteve të trashë dhe të hollë është në një kënd prej 45°, gjë që çon në rrëshqitje të muskujve. filamentet drejt njëri-tjetrit. Pasi të keni bërë një kthesë, urat midis fijeve të trasha dhe të holla janë thyer. Si rezultat, aktiviteti i ATPazës së miozinës zvogëlohet ndjeshëm dhe hidroliza e ATP ndalon. Por nëse motori impuls nervor vazhdon të hyjë në muskul dhe një përqendrim i lartë i joneve të kalciumit mbetet në sarkoplazmë, formohen përsëri ura të kryqëzuara, aktiviteti i ATPazës së miozinës rritet dhe hidroliza e pjesëve të reja të ATP ndodh përsëri, duke siguruar energji për rrotullimin e urave të kryqëzuara me ato të mëvonshme. këputje. Kjo çon në lëvizjen e mëtejshme të fijeve të trasha dhe të holla drejt njëri-tjetrit dhe shkurtimin e miofibrileve dhe fibrave muskulore.

arsimore - metodikekomplekseNgadisipline Nga Ngabiokimia. 2. Më pas...

Kompleksi edukativo-metodologjik për disiplinën (83)

Kompleksi i trajnimit dhe metodologjisë

Departamentet) Emri i plotë autor_____Rodina Elena Yurievna________________________________ arsimore-metodikekomplekseNgadisipline BIOLOGJIA MOLEKULARE (emërtimi) Specialiteti... me tekste shkollore Nga Biologji Molekulare janë renditur tekstet shkollore Ngabiokimia. 2. Më pas...

Lipidetkanë shumë rëndësi të madhe në metabolizmin e qelizave. Të gjitha lipidet janë përbërje organike, të patretshme në ujë, të pranishme në të gjitha qelizat e gjalla. Sipas funksionit të tyre, lipidet ndahen në tre grupe:

- lipidet strukturore dhe receptore të membranave qelizore

- "depo" e energjisë e qelizave dhe organizmave

- vitamina dhe hormone të grupit "lipid".

Baza e lipideve është acid yndyror(i ngopur dhe i pangopur) dhe alkooli organik - glicerina. Ne marrim pjesën më të madhe të acideve yndyrore nga ushqimi (kafshëve dhe bimëve). Yndyrnat shtazore janë një përzierje e acideve yndyrore të ngopura (40-60%) dhe të pangopura (30-50%). Yndyrnat bimore janë më të pasurat (75-90%) me acide yndyrore të pangopura dhe janë më të dobishmet për trupin tonë.

Pjesa më e madhe e yndyrave përdoret për metabolizmin e energjisë, zbërthyer nga enzima të veçanta - lipazat dhe fosfolipazat. Rezultati është acidet yndyrore dhe glicerina, të cilat përdoren më pas në reaksionet e glikolizës dhe ciklit Krebs. Nga pikëpamja e formimit të molekulave të ATP - yndyrnat përbëjnë bazën e rezervave energjetike të kafshëve dhe njerëzve.

Qeliza eukariote merr yndyrna nga ushqimi, megjithëse mund të sintetizojë vetë shumicën e acideve yndyrore ( me përjashtim të dy të pazëvendësueshëm– linoleik dhe linolenik). Sinteza fillon në citoplazmën e qelizave me ndihmën e një kompleksi kompleks enzimash dhe përfundon në mitokondri ose në rrjetin endoplazmatik të lëmuar.

Produkti fillestar për sintezën e shumicës së lipideve (yndyrna, steroid, fosfolipide) është një molekulë "universale" - acetil-koenzima A (acidi acetik i aktivizuar), i cili është një produkt i ndërmjetëm i shumicës së reaksioneve katabolike në qelizë.

Ka yndyrna në çdo qelizë, por ka veçanërisht shumë prej tyre në veçanti qelizat yndyrore - dhjamor, duke formuar indi dhjamor. Metabolizmi i yndyrës në trup kontrollohet nga hormonet e veçanta të hipofizës, si dhe nga insulina dhe adrenalina.

Karbohidratet(monosakaridet, disaharidet, polisaharidet) janë përbërësit më të rëndësishëm për reaksionet e metabolizmit të energjisë. Si rezultat i zbërthimit të karbohidrateve, qeliza merr pjesën më të madhe të energjisë dhe përbërjeve të ndërmjetme për sintezën e të tjerëve. komponimet organike(proteinat, yndyrnat, acidet nukleike).

Qeliza dhe trupi marrin pjesën më të madhe të sheqernave nga jashtë - nga ushqimi, por mund të sintetizojnë glukozën dhe glikogjenin nga komponimet jo karbohidrate. Nënshtresat për tipe te ndryshme Sinteza e karbohidrateve përfshin molekula të acidit laktik (laktat) dhe acidit piruvik (piruvat), aminoacideve dhe glicerinës. Këto reaksione zhvillohen në citoplazmë me pjesëmarrjen e një kompleksi të tërë enzimash - glukozë-fosfataza. Të gjitha reaksionet e sintezës kërkojnë energji - sinteza e 1 molekule glukoze kërkon 6 molekula ATP!

Pjesa më e madhe e sintezës suaj të glukozës ndodh në qelizat e mëlçisë dhe veshkave, por nuk ndodh në zemër, tru dhe muskuj (nuk ka enzima të nevojshme atje). Prandaj, çrregullimet e metabolizmit të karbohidrateve ndikojnë kryesisht në funksionimin e këtyre organeve. Metabolizmi i karbohidrateve kontrollohet nga një grup hormonesh: hormonet e hipofizës, hormonet glukokortikosteroide të gjëndrave mbiveshkore, insulina dhe glukagoni i pankreasit. Çrregullimet në ekuilibrin hormonal të metabolizmit të karbohidrateve çojnë në zhvillimin e diabetit.

Ne kemi shqyrtuar shkurtimisht pjesët kryesore të metabolizmit plastik. Ju mund të bëni një rresht përfundime të përgjithshme:

Procesi i sintezës së karbohidrateve nga yndyrat mund të përfaqësohet nga një diagram i përgjithshëm:

Figura 7 - Skema e përgjithshme për sintezën e karbohidrateve nga yndyrat

Një nga produktet kryesore të zbërthimit të lipideve, glicerina, përdoret lehtësisht në sintezën e karbohidrateve përmes formimit të gliceraldehid-3-fosfatit dhe hyrjes së tij në gluneogjenezë. Në bimë dhe mikroorganizma, përdoret po aq lehtë për sintezën e karbohidrateve dhe një tjetër produkt të rëndësishëm të zbërthimit të lipideve, acideve yndyrore (acetil-CoA), përmes ciklit glioksilat.

Por skema e përgjithshme nuk pasqyron të gjitha proceset biokimike që ndodhin si rezultat i formimit të karbohidrateve nga yndyrat.

Prandaj, ne do të shqyrtojmë të gjitha fazat e këtij procesi.

Skema për sintezën e karbohidrateve dhe yndyrave është paraqitur më e plotë në Figurën 8 dhe shfaqet në një sërë fazash.

Faza 1. Ndarja hidrolitike e yndyrës nën veprimin e enzimës së lipazës në glicerinë dhe acide yndyrore më të larta (shih paragrafin 1.2). Produktet e hidrolizës, pasi kalojnë një sërë transformimesh, duhet të kthehen në glukozë.

Figura 8 – Skema e biosintezës së karbohidrateve nga yndyrat

Faza 2. Shndërrimi i acideve yndyrore më të larta në glukozë. Acidet yndyrore më të larta, të cilat u formuan si rezultat i hidrolizës së yndyrës, shkatërrohen kryesisht nga b-oksidimi (ky proces u diskutua më herët në seksionin 1.2, paragrafi 1.2.2). Produkti përfundimtar i këtij procesi është acetil-CoA.

Cikli i glioksilatit

Bimët, disa baktere dhe kërpudha mund të përdorin acetil-CoA jo vetëm në ciklin e Krebsit, por edhe në një cikël të quajtur cikli glioksilat. Ky cikël luan një rol të rëndësishëm si një lidhje në metabolizmin e yndyrave dhe karbohidrateve.

Cikli i glioksilatit funksionon veçanërisht intensivisht në organele të veçanta qelizore - glioksizomet - gjatë mbirjes së farave të farave vajore. Në këtë rast, yndyra shndërrohet në karbohidrate të nevojshme për zhvillimin e filizit të farës. Ky proces vazhdon derisa fidani të zhvillojë aftësinë për të fotosintezuar. Kur yndyra e ruajtjes është e varfëruar në fund të mbirjes, glioksizomet në qelizë zhduken.

Rruga e glioksilatit është specifike vetëm për bimët dhe bakteret; ajo mungon në organizmat shtazorë. Aftësia e ciklit të glioksilatit për të funksionuar është për faktin se bimët dhe bakteret janë në gjendje të sintetizojnë enzimat si p.sh. izocitrate liazë Dhe malate sintaza, të cilat së bashku me disa enzima të ciklit të Krebsit marrin pjesë në ciklin e glioksilateve.

Skema e oksidimit të acetil-CoA përmes rrugës së glioksilatit është paraqitur në figurën 9.

Figura 9 – Skema e ciklit të glioksilatit

Dy reaksionet fillestare (1 dhe 2) të ciklit glioksilat janë identike me ato të ciklit të acidit trikarboksilik. Në reaksionin e parë (1), acetil-CoA kondensohet me oksaloacetat nga sintaza citrate për të formuar citrat. Në reaksionin e dytë, citrati izomerizohet në izocitrat me pjesëmarrjen e akonitat hidratazës. Reaksionet e mëposhtme specifike për ciklin e glioksilatit katalizohen nga enzima të veçanta. Në reagimin e tretë, izocitrati ndahet nga izocitrati liaza në acid glioksilik dhe acid succinic:

Në reaksionin e katërt, i katalizuar nga sintaza malat, glioksilati kondensohet me acetil-CoA (molekula e dytë acetil-CoA që hyn në ciklin e glioksilatit) për të formuar acid malik (malate):

Reaksioni i pestë më pas oksidon malatin në oksaloacetat. Ky reagim është identik me reaksionin përfundimtar të ciklit të acidit trikarboksilik; është edhe reagimi përfundimtar i ciklit të glioksilateve, sepse oksaloacetati që rezulton kondensohet përsëri me një molekulë të re acetil-CoA, duke filluar kështu një kthesë të re të ciklit.

Acidi succinic i formuar në reaksionin e tretë të ciklit glioksilat nuk përdoret nga ky cikël, por pëson transformime të mëtejshme.

Karakteristikat e organeleve 1. Membrana plazmatike 2. Bërthama 3. Mitokondria 4. Plastidet 5. Ribozomet 6. ER 7. Qendra qelizore 8. Kompleksi Golgi 9.

Lizozomet A) Transporti i substancave në të gjithë qelizën, ndarja hapësinore e reaksioneve në qelizë B) Sinteza e proteinave C) Fotosinteza D) Ruajtja e informacionit trashëgues E) Jo membranore E) Sinteza e yndyrave dhe karbohidrateve G) Përmban ADN 3) Sigurimi i qeliza me energji I) Vetëtretja e qelizës dhe tretja ndërqelizore J) Komunikimi i qelizës me mjedisin e jashtëm K) Kontrolli i ndarjes bërthamore M) E disponueshme vetëm tek bimët H) E disponueshme vetëm tek kafshët

E cila

karakteristikat e një qelize të gjallë varen nga funksionimi i membranave biologjike

A. përshkueshmëria selektive

B. shkëmbimi i joneve

B. Thithja dhe mbajtja e ujit

D. Izolimi nga mjedisi Dhe
lidhje me të

E cila
Organela lidh qelizën në një tërësi të vetme, transporton substanca,
merr pjesë në sintezën e yndyrave, proteinave, karbohidrateve komplekse:

Kompleksi B. Golgi

B. e jashtme membranë qelizore

E cila
struktura e ribozomeve është:

A. cipë e vetme

B. cipë e dyfishtë

B. Jo membranore

Si
thirrur strukturat e brendshme mitokondri:

A. grana

B. matricë

V. Krista

E cila
strukturat e formuara nga membrana e brendshme e kloroplastit:

A. stroma

B. tilakoid gran

V. Krista

G. Tilakoidet stromale

Per cilin
organizmat karakterizohen nga një bërthamë:

A. për eukariotët

B. për prokariotët

Ndryshon
sipas përbërjes kimike të kromozomeve dhe kromatinës:

Ku
Centromeri ndodhet në kromozom:

A. mbi shtrëngimin parësor

B. në belin dytësor

E cila
organelet janë karakteristike vetëm për qelizat bimore:

B.mitokondri

B. Plastidet

Çfarë
pjesë e ribozomeve:

B.lipidet

1 Dy organelet e membranës së qelizës përfshijnë:

1) ribozomi 2) mitokondri 3) retikulumi endoplazmatik 4) lizozomi
2 Në mitokondri, atomet e hidrogjenit heqin dorë nga elektronet dhe energjia përdoret për sintezën e: 1) proteinave 2) yndyrave 3) karbohidrateve 4) ATP
3 Të gjitha organelet qelizore janë të ndërlidhura nga: 1) muri qelizor 2) rrjeti endoplazmatik 3) citoplazma 4) vakuola

Zgjidhni një përgjigje të saktë. 1. Membrana e jashtme qelizore siguron a) një formë konstante të qelizës b) metabolizmin dhe energjinë në

b) presioni osmotik në qelizë d) përshkueshmëria selektive

2. Membranat celuloze, si dhe kloroplastet, nuk kanë qeliza

a) algat b) myshqet c) fieret d) kafshët

3. Në një qelizë, bërthama dhe organelet janë të vendosura në

a) citoplazma _ c) rrjetë endoplazmatike

b) Kompleksi Golgi d) vakuola

4. Sinteza ndodh në membranat e rrjetës endoplazmatike granulare

a) proteinat b) karbohidratet c) lipidet d) acidet nukleike

5. Niseshteja grumbullohet në

a) kloroplastet b) bërthama c) leukoplastet d) kromoplastet

6. Proteinat, yndyrnat dhe karbohidratet grumbullohen në

a) bërthama b) lizozomet c) kompleksi Golgi d) mitokondri

7. Merr pjesë në formimin e boshtit të ndarjes

a) citoplazma b) qendra qelizore c) vakuola d) kompleksi Golgi

8. Një organoid i përbërë nga shumë zgavra të ndërlidhura, në
të cilat grumbullojnë substanca organike të sintetizuara në qelizë - këto janë

a) Kompleksi Golgi c) mitokondri

b) kloroplast d) rrjetin endoplazmatik

9. Shkëmbimi i substancave ndërmjet qelizës dhe mjedisit të saj ndodh nëpërmjet
guaskë për shkak të pranisë në të

a) molekulat e lipideve b) molekulat e karbohidrateve

b) vrima të shumta d) molekulat e acidit nukleik

10. Substancat organike të sintetizuara në qelizë lëvizin në organele
a) me ndihmën e kompleksit Golgi c) me ndihmën e vakuolave

b) me ndihmen e lizozomeve d) neper kanalet e retikulit endoplazmatik

11.Dekolte çështje organike në një kafaz, e ndjekur nga lirimi.
energjia dhe sinteza e një numri të madh molekulash ATP ndodh në

a) mitokondritë b) lizozomet c) kloroplastet d) ribozomet

12. Organizmat qelizat e të cilëve nuk kanë një bërthamë të formuar, mitokondri,
Kompleksi Golgi, i përket grupit

a) prokariote b) eukariote c) autotrofe d) heterotrofe

13. Prokariotët përfshijnë

a) algat b) bakteret c) kërpudhat d) viruset

14. Bërthama luan një rol të rëndësishëm në qelizë, pasi ajo është e përfshirë në sintezë

a) glukoza b) lipidet c) fibrat d) acidet nukleike dhe proteinat

15. Organellë, e kufizuar nga citoplazma me një membranë, që përmban
shumë enzima që zbërthejnë substanca organike komplekse
tek monomerët e thjeshtë, kjo

a) mitokondri b) ribozomi c) kompleksi Golgi d) lizozomi

Çfarë funksionesh kryen membrana e jashtme plazmatike në një qelizë?

1) kufizon përmbajtjen e qelizës nga mjedisi i jashtëm
2) siguron lëvizjen e substancave në qelizë
3) siguron komunikim midis organeleve
4) kryen sintezën e molekulave të proteinave

Membrana e retikulit endoplazmatik të lëmuar kryen funksionin
1) sinteza e lipideve dhe karbohidrateve
2) sinteza e proteinave
3) zbërthimi i proteinave
4) zbërthimi i karbohidrateve dhe lipideve

Një nga funksionet e kompleksit Golgi
1) formimi i lizozomeve
2) formimi i ribozomeve
3) Sinteza e ATP
4) oksidimi i substancave organike

Molekulat e lipideve janë pjesë e
1) membrana plazmatike
2) ribozomet
3) membranat qelizore mykotike
4) centriolet
Faleminderit paraprakisht për këdo që mund të ndihmojë

Reaksionet e biosintezës së lipideve mund të ndodhin në rrjetën endoplazmatike të lëmuar të qelizave të të gjitha organeve. Substrat për sintezën e yndyrës de novoështë glukoza.

Siç dihet, kur glukoza hyn në qelizë, ajo shndërrohet në glikogjen, pentozë dhe oksidohet në acid piruvik. Kur furnizimi është i lartë, glukoza përdoret për të sintetizuar glikogjenin, por ky opsion është i kufizuar nga vëllimi i qelizave. Prandaj, glukoza "bie" në glikolizë dhe shndërrohet në piruvat ose drejtpërdrejt ose përmes shuntit të pentozës fosfat. Në rastin e dytë, formohet NADPH, i cili më pas do të nevojitet për sintezën e acideve yndyrore.

Piruvati kalon në mitokondri, dekarboksilohet në acetil-SCoA dhe hyn në ciklin TCA. Megjithatë, në gjendje paqen, në pushime, në prani të sasisë së tepërt energji në qelizë, reaksionet e ciklit TCA (në veçanti, reaksioni i dehidrogjenazës izocitrate) bllokohen nga teprica e ATP dhe NADH.

Skema e përgjithshme e biosintezës së triacilgliceroleve dhe kolesterolit nga glukoza

Oxaloacetati, i formuar gjithashtu nga citrati, reduktohet nga malate dehidrogjenaza në acid malik dhe kthehet në mitokondri

• nëpërmjet një mekanizmi kalimi malate-aspartat (nuk tregohet në figurë),
• pas dekarboksilimit të malatit në piruvat Enzima malik e varur nga NADP. NADPH që rezulton do të përdoret në sintezën e acideve yndyrore ose kolesterolit.