האנרגיה של החיים Flashcards
מהו מטבוליזם?
כל הריאקציות הכימיות שכוללות פירוק ובניית חומרים שיש בארגניזמים.
מהם מסלולים קטאבליים ואנאבוליים?
קאטאבולי - תהליך פירוק שבו יש שחרור של אנרגיה.
אנאבולי - בנייה של מולקולות מורכבות למולקולות פשוטות יותר, דורש השקעת אנרגיה.
מהי אנרגיה, כיצד היא משרתת תהליכים בגוף, ולאן הוא שואף?
אנרגיה היא היכולת לבצע עבודה (זירוז תגובות או להילחם באנטרופיה). היא עוברת מצורה אחת לאחרת (לא נוצרות או נעלמת), והגוף שואף למינימום אנרגיה.
מהי אנרגיה פוטנציאלית?
אנרגיה האצורה בחומר בשל המיקום או המבנה שלו.
מהי אנרגיה כימית?
האנרגיה הפוטנציאלית שאצורה במולקולה ומשתחררת בריאקציות כימיות.
באיזה סוגים של אנרגיה ניתן להשתמש לצרוך תהליכים בתא?
כימית - כן, תרמית - לא
האם אורגניזמים הם מערכת סגורה או פתוחה?
פתוחה
מהו החוק הראשון של התרמודינמיקה?
האנרגיה ביקום קבועה (חוק שימור האנרגיה).
מהו החוק השני של התרמודינמיקה?
כל מעבר או טרנספורמציה של אנרגיה, גורם לאיבוד של אנרגיה בצורה חום, ובכך מגדיל את האנטרופיה של היקום - מגדיל את האי-סדר.
העולם שואף לאי סדר.
מהי אנטרופיה?
מדד לאי סדר.
בריאקציה ספונטנית האנטרופיה גדלה.
מהי אנרגיה חופשית?
האנרגיה שזמינה לביצוע של עבודה.
בשיווי משקל האנרגיה נמצאת במינימום והאי סדר גדול.
מהי תגובה ספונטנית (אקסרגונית)?
תהליך שמתרחש ללא צורך בשימוש אנרגיה ומגדילה את האנטרופיה של היקום. מתקרבת לשיווי משקל ומינימום אנרגיה.
מהי תגובה אנדרוגנית (לא ספונטנית)?
תגובה שמובילה לירידה באנטרופיה ועלייה בסדר, תדרוש השקעת אנרגיה.
מהו דלתא G חיובי, שלילי ואפס?
השינוי באנרגיה החופשית (השינוי באנרגיה הכללית פחות אנרגיה שלא זמינה לביצוע עבודה).
חיובי הוא השקעת אנרגיה ולכן הוא לא ספונטני.
שלישי הוא שחרור אנרגיה ולכן הוא ספונטני.
אפס הוא מצב של שיווי משקל.
מהי אנתלפיה?
הארנגיה הכללית של המערכת (כוללת אנרגיה חופשית ואנרגיה שלא יכולה לבצע עבודה)
במערכת ביולוגית האנתלפיה מתארת את סך כל האנרגיה.
באיזה מצב אנרגטי על תא להיות על מנת לחיות?
תא בשיווי משקל לא יכול לבצע ריאקציות כי אין בו אנרגיה חופשית, ולכן הוא צריך להיות במצב שאינו שיווי משקל.
התא לעולם לא מגיע לשיווי משקל.
איזה סוגים של עבודה מתבצעים בתא?
עבודה כימית - עבודה לכיוון הריאקציה האנדוגנית שלא הייתה מתרחשת באופן ספונטני.
עבודת תנועה - מעבר חומרים בממרנה בניגוד לכיוון הספונטני.
עבודה מכנית - לדוגמא התכווצות שריר, תנועה של כרומוזומים.
מהו צימוד אנרגיה?
שימשו בתהליך אקסרגוני להנעת תהליך אנדרגוני.
ATP אחראי על רוב הצימודים
ממה בנויה מולקולות הATP
אדנוזין טרי-פוספט.
מורכב מריבוז, אדנין ושלוש קבוצות פוספט.
גם נוקליאוטיד (אבל לא בונה דנא או רנא)
מדוע בATP אצורה הרבה אנרגיה?
בגלל המטען של קבוצת הפוספט, ניתוק שלהם יוצר שינוי במוקולה המשחרר אנרגיה.
כיצד מפיקים אנרגיה ממולקולת ATP?
בעזרת פירוק של מולקולות פוספט אחת דרך הידרוליזה.
איך נראה מעבר מחומצה גלוטמית לגלוטמין?
צימוד של שתי ריאקציות הגורם לכך שהשינוי הכולל באנרגיה החופשית יהיה שלילית ואז התגובה כולה היא ספונטנית.
בריאקציה הראשונה משתחררת ארנגיה מATP והאנרגיה הזו משמשת לתגובה השנייה של חיבור אמוניה לחומצה.
מהו מתווך מזורחן?
מולקולה המהווה שלב ביניים בריאקציה מצומדת. מולקולה שקבוצת הפוספט מה-ATP נקשרת אליה ונהיית מעוררת ואז תעשה שימוש באנרגיה כדי לבצע את החלק השני בריאקציה, החלק האנדרגוני.
מהי אנרגיית אקטיבציה או שפעול?
בריאקציות ספונטניות, האנרגיה הדרושה על מנת ליצור או לפרק קשרים במולקולות המגיבים על מנת לשנות את צורתם. מחסום אנרגיה שיש לעבור על מנת שהריאקציה תתרחש.
מהו מצב מעבר בריאקציה?
מצב שבו מגיבים בריאקציה נמצאים במצב לא יציב כתוצאה מנוכחות של אנרגיית אקטיבציה.
כיצד אנזימים מזרזים תהליכים?
הם מורידים את אנרגיית השפעול.
מהם מרכיבי האנזים?
סובסטרט - מולקולת המגיב שהאנזים מתחבר אליה.
קומפלקס אנזים סובסטרט - מבנה זמני של האנזים והסובסטרט.
האתר הפעיל - האזור הספציפי על מבנה האנזים שנקשר לסובסטרט ויוצר שלפוחית שבה הריאקציה מתרחשת.
מהו מודל הinduced fit?
כתוצאה מהיקשרות הסובסטרט האתר הפעיל של האנזים משתנה כך שהוא נקשר בקשר חזק יותר לסובסטרט.
כיצד סובסטרטים מוחזקים בתוך האנזים?
קשרים חלשים.
כיצד האתר הפעיל באנזים מוריד את אנרגיית השפעול?
הכוונת הסובסטרטים - על ידי שינוי צורתו המותאמת לחיבור בין הסובסטרטים.
כיפוף הקשרים בין הסובסטרטים - מוריד קשרים חלשים ומקרב את הסובסטרטים למצב המעבר.
אספקת תנאים אופטימליים - סביבה יותר רצויה מהסביבה התאית.
השאלת חומצות אמינו לריאקציה - לפעמים כרוך בקשרים קוולנטיים זמניים בין הסובסטרט לקבוצת הR של חומצות האמינו של האנזים.
מה משפיע על קצב הפעילות של אנזים?
ריכוז גבוה של סובסטרט. גם לזה יש גבול עליון, שניתן לעבור אותו בעזרת ייצור של אנזימים נוספים.
איזה גורמים סביבתיים משפיעים על פעילות האנזימים?
טמפרטורה - ככל שהטמפרטורה עולה קצב הריאקציה עולה בגלל התנגשות בין האנזים לסובסטרט, עד טמפרטורה אופטימלית שלאחריה מתרחשת דנטורציה והאנזים מפסיק לפעול.
ph - צריך רמה אופטמלית, לאנזימים שונים יש רמות אופטמליות שונות. ברמה לא אופטימלית הריאקציה תתרחש בקצב נמוך. ברגע שנחצה קו מסוים הפעילות תדעך עד שהיא תפסיק לחלוטין.
מהו גורם משלים (cofactor), ואיזה שני סוגים קיימים?
חומרים (לא חלבונים) העוזרים לאנזימים לזרז תגובה כימית. מתחחלקים לאורגניים (נגיד ויטמינים) ואי אורגניים.
מהם מעכבי אנזימים, ואיזה סוגים יש?
מולקולות שנקשרות לאנזים ומורידות את הפעילות שלו.
יכול להיות הפיך או בלתי הפיך.
מעכב תחרותי - מעכבים המחקים מולקולת סובסטרט ונקשרים לאתר הפעיל ובכך חוסמים את כניסת הסובסטרט לאנזים. אפשר לסלק בעזרת העלאת ריכוז הסובסטרט. תלוי גם בחוזק הקשר. מדובר בתהליך הפיך.
מעכב לא תחרותי - נקשר במקום שאינו האתר הפעיל וגורם לאנזים לשנות את צורתו כך שהוא נהיה פחות יעיל.
באיזה דרכים ניתן לעשות בקרה על פעילות אנזים?
היא נעשית בשתי רמות -
1. ביטוי האנזים - לעכב או להגביר את הייצור בהתאם לצורך.
2. פעילות האנזים - שינוי ההרכב של האנזים בהתאם לצורך.
מהם שלושת הפרמטרים החשובים במיקרוסקופיה?
הגדלה, רזולוציה (האם ניתן להבחין בין שתי נקודות שהמרחק ביניהן מינימלי), ניגודיות (גווני בהירות וחושך)
מהו מיקרוסקופ אור?
אור נראה עובר דרך החומר ולאחר מכן דרך עדשה שמגדילה אותו.
כמעט לא בשימוש היום, בגלל רזולוציה נמוכה. מגדיל פי אלף, לא מאפשר לראות אברונים.
על מנת להגדיל את הרזולוציה ניתן להשתמש בצביעת תאים או בניגודיות.
מוגבל לאור הנראה.
מהו מיקרוסקופ קונפוקלי?
סוג מתקדם של מיקרוסקופ אור, שמצליח להגיע לרזולוציה גבוהה יותר. ניתן להשתמש בחומרים פלורצנטים.
מהו מיקרוסקופ אלקטרוני, ומה המגבלות שלו?
משתמש באורכי גל יותר קצרים ולכן מאפשר רזולוציה גבוהה יותר. יש צורך בקיבוע הדגימה ולא ניתן לבדוק דגימות חיות.
SEM - סורק את הדוגמית מבחוץ
TEM - האלקטרונים עוברים דרך הדגימה, משמש בעיקר לחקר המבנה התוך תאי.
מה זה cell fractionation?
תאים מוכנסים לצנרטריפוגות שמפרידות את החלקים הפנימיים של התא. הכבדים שוקעים וכך ניתן להפריד אותם ולחקור אותם בנפרד. מאפשר לחוקרים להפריד בין מרכיבי התא ולזהות את תפקודם.
מהן המגבלות על גודל התא?
תא גדול מדי לא מאפשר דיפוזיה.
צריך יחס מסוים בין שטח פנים לנפח כדי שיכנסו מספיק נוטריינטים בשביל כל מה שנמצא בתוך הנפח, והוא יותר גדול ככל שהתא יותר קטן.
לאיזה קבוצות יש תאים פרוקריוטים?
בקטריות וארכאה
מהם שלושת ההבדלים בין תא אאוקריוטי לפרוקריוטי?
גרעין - באאוקריוטי יש ממברנה כפולה, בפרוקריוטי יש אזור לא מגודר שנקרא נוקליאויד.
ציטופלזמה - באאקריוטים כל אברון מוגדר על ידי ממברנה, בפרוקריוטי אין אברונים.
גודל - אאוקריוטי גדולים ופרוקריוטי קטנים.
מהם הדברים המשותפים לכל התאים?
ממברנה פלזמטית
ציטופלזמה או ציטוזול
כרומוזומים
ריבוזומים
מדוע חשוב שיהיו ממברנות פנימיות לאברונים?
על מנת לאפשר את קיומן של סביבות מקומיות שונות שבהם מתרחשים תהליכים מטאבולים לצורך קיום תהליכים שונים בו זמנית
מהי מעטפת הגרעין?
ממברנה כפולה של ליפיד עם חלבונים.
מהם שני המנגנונים המאפשרים מעבר של חומרים אל ומחוץ לגרעין התא?
נקבוביות המאפשרות מעבר חומרים יעיל
חלבונים (pore complex) שמסייעים בכניסה ויציאה של חלבונים ומאקרומולקולות נוספות.
מהי למינת הגרעין?
מבנה רשתי של שרשראות פילאמנטים מסוג חלבונים ששומר על הצורה של הגרעין על ידי תמיכה מכנית של המעטפת הגרעינית.
מהו כרומטין, כיצד הוא מסודר בכל מצב, וכמה יש?
קומפלקס של מולקולת דנא וחלבונים.
חלוקת תא - כרומוזום
שגרה - מבנה מסורבל ולא מסודר
מספר הכרומוזומים אופייני למין (לאנשים יש 46 ולסוסים יש מספר אחר)
מהו הגרעינון, ומהו התהליך הקורה בו?
מבנה בתוך הגרעין שבו מסנתזים רנא ריבוזומלי.
הרנא מתאחד עם חלבונים לחתיכות קטנות וגדולות, יוצא לציטופלזמה, ומתאחה לריבוזום.
לפעמים יש יותר מאחד.
מהם ריבוזומים, ממה הם מורכבים, איזה סוג של יחידה ארגונית הם, וכמה מהם יש בכל תא?
קומפלקסים המורכבים מרנא ריבוזומלי וחלבונים המסנתזים חלבונים.
חסרי ממברנה ולכן הם לא נחשבים אברונים.
יש מספר שונה בכל תא, כתלות בכמות החלבונים שהוא צריך לייצר.
איזה הבדל בין תאי חיידקים ובני אדם מאפשר להרוג חיידקים בעזרת אנטיביוטיקה?
הריבוזומים של חיידקים שונים ולכן ניתן לפגוע בהם בעזרת האנטיביוטיקה.