3. Kafli Flashcards
Efnaskipti:
Skiptast í niðurbrot og uppbyggingu. Erum með fæðusameindir sem við brjótum niður með niðurbroti (catabolism), með því losnar frá bæði orka og hiti og við endum með margar smásameindir sem við byggjum upp með uppbyggingu (anabolism) og til þess þarf orku (fruman nýtir þessa orku til að framkvæma anabolisk efnahvörf – þá býr hún til stórsameindir úr grunnbyggingarefnum sem við höfum brotið niður í stærri einingar úr fæðunni). Þessi orka fæst frá catabolism (losnar orka) og hún er notuð til að mynda þetta mikla magn sameinda sem þarf til að mynda frumuna. (Eftir uppbyggingu fáum við stórsameindir sem mynda frumuna).
Ljóstillífun
Sólarljós er nauðsynlegur orkugjafi fyrir líf á jörðinni. Notuð í ljóstillífun.
Vinstra megin á myndinni er ljóstillífun en þar taka grænukorn platna til sín sólarljós,
vatn og koltvíoxíð og breyta því í súrefni og sykur. Hægra megin á myndinni er frumuöndun en þar taka dýrin upp sykur og koltvíoxíð og breyta því í vatn, koltvíoxíð og orku. Orkan er varðveitt í efnatengjunum (orkan
er í efnatengjum sykrunnar). – fæðan er brotin niður með hjálp súrefnis (bruni/oxun) og við það fæst orka sem við getum nýtt til að byggja eitthvað upp í frumunni. Þannig að orkan sem við fáum upprunalega frá þessum rafsegulbylgjum frá sólinni, hún er varðveitt í efnatengjum fæðunnar, svo brjótum við fæðuna niður og notum
þessa sömu orku með hjálp ATP.
Oxun og afoxun
Tvö atóm mynda skautað samgilt tengi. Annað frumefnið hefur meiri rafneikvæðni og því verður það atóm neikvætt að hluta til (-) og
afoxast. Það frumefni sem hefur minni rafneikvæðni verður jákvætt að
hluta til (+) og það oxast.
Oxun þýðir það að rafeindir eru fjarlægðar. Þumalputtareglan: þegar vetnisatóm eru fjarlægð af sameindum þá eru í rauninni rafeindir líka að fara af (þær líka fjarlægðar). Eftir því sem við oxum eh meira og meira þá erum við alltaf að taka fleiri vetnisatóm af og þar af leiðandi fjarlægja rafeindirnar. Afoxun: erum að bæta við vetnisatómum á kolefnið, bæta við rafeindum aftur á.
Ensím hvata efnahvörfin
þau lækka virkjunarorkuna (þarf ákveðinn þröskuld til að fara yfir og ensímin hvata það að fruman komist yfir þennan virkjunarþröskuld og geti komið þessum efnahvörfum áleiðis. Mynd útskýrð: molecule A er hvarfefni, svo breytist það í myndefni við ákveðið efnahvarf og það er ensím 1 sem hjálpar til við það. Síðan höfum við næsta efnahvarf sem er þá hvatað af ensími 2 þannig að B er hvarfefni og breytist í myndefnið C. Svona er þetta koll af kolli þangað til að endaafurðin er komin.
(Efnahvörf þurfa virkjunarorku til þess að eiga sér stað og það eru ensím sem hvata efnahvörfin án þess að breytast sjálf. Ensímið tekur að sér sameindir (hvarfefni) og fer með það í gegnum hvarf (hjálpar því í gegnum hvarfið) þannig að það breytist í myndefni, eftir það losnar myndefnið frá ensíminu og ensímið fer og hjálpar öðru hvarefni í gegnum hvarf).
Mynd um ensím sem hvata efnahvörf útskýrð
erum með hvarfefni, hvarfefnið fer í bindiset á þessu græna ensími. Ensímið hvatar þetta efnahvarf og við fáum í lokin þetta myndefni B. Ensímið sjálf er alveg eins eftir þetta allt (ensím hvata efnahvörfin án þess að breytast sjálf).
Catabolismi og Anabolismi
Catabolism = niðurbrot fæðu (hún er oxuð) þá er mikil orka í þessum efnatengjum sem eru brotin niður og þessi orka er nýtt, er orkulega hagstætt (gefur orku)
Anabolism = uppbygging sameinda (koma aftur skipulagi á frumuna), orkulega óhagstætt (þarf orku til að búa til þessar stórsameindir aftur). Þetta er síðan ákveðin hringrás sem gerist aftur og aftur. Miðlarinn (activated carrier) tengir catabolisma og anabolisma saman.
ATP er aðal orkumiðill/orkueining frumunnar.
ATP er
samsett úr einum basa, sykruhóp sem er bundin þremur
fosfathópum. Þessir fosfathópar eru tengdir saman með
phosphoanhydride tengjum og í þessum tengjum er mikil
orka. (þessi orka sem upphaflega kom frá sólinni er geymd
þarna í þessum tengjum). Ef að ATP er brotið niður í ADP
þá myndast mikil orka (þá er búið að klippa á þetta tengi
og einn fosfathópurinn losnar frá). Þetta er mjög orkulega hagstætt hvarf. G (frjáls orka) er minni en 0 (G<0) – það þýðir að hvörfin eru orkulega hagstæð (útvermin). Ef það væri hins vegar verið að búa til ATP úr ADP og bæta við fosfathópi hérna yfir þá myndi hvarfið vera orkulega óhagstætt, þurfa mikla orku til þess G>0 og hvarfið er innvermið.
Hringrás ATP og ADP:
Það þarf orku til að búa til ATP út ADP en til þess notum við orkuna sem við fáum úr niðurbroti matar eða sólarorku og búum til háorkutengið fosfóanhýdríðtengi.
Síðasti fosfathópur ATP getur flust á aðra sameind. Erum búin að kljúfa þetta phosphoanhydride tengi, þá náum við orkunni úr því og getum geymt það annarsstaðar (getum geymt það í öðru efnatengi). Fruman getur
því tengt efnahvörf – getur tengt útvermin og innvermin efnahvörf saman.
Nýting ATP við nýmyndun á efnum:
ef við kíkjum á endaafurðina sjáum við að við
erum með einhverskonar tvíliðu (A-B) sem er búin til úr einliðu A og einliðu B og þetta tengi þar á milli er samgilt tengi sem er mjög sterkt og erfitt að búa til þannig einhvernveginn þarf orku til þess að gera það.
Erum með einliðu B sem er tengd við hydroxilhóp (OH) og
þ.a.l við vatnsrof ATP í ADP og fosfathóp að þá má nýta
þetta háorkutengi sem var á seinasta fosfathópnum til að
skella því á þessa sameind. Þannig þá erum við komin með
þennan fosfathóp og þetta phosphoester tengi (háorkutengi)
og þannig getur einliða B tengst einliðu A (því hún er með fullt af orku í bakpokanum sínum til þess að tengjast einliðu A sem hún hefði annars ekki getað gert ef hún hefði ekki verið með þessa auka orku). Þessvegna getur þessi tvíliða A-B myndast.
Orkulega óhagstætt hvarf
(innvermið) hvarf getur verið drifið af orkulega hagstæðu (útvermið) hvarfi. Þetta efnahvarf að búa til súkrósa úr glúkósa og frúktósa myndi aldrei gerast ef það væri bara eitt og sér. Sjáum að deltaG er í plús þannig það væri mjög orkulega óhagstætt að búa til þetta efnatengi (samgilt tengi) á milli súkrósa. Þá einmitt notum við vatnsrof ATP í ADP og fosfathóps, því þar sjáum við á myndinni að deltaG er í mínus þannig þetta efnahvarf er orkulega mjög hagstætt og hægt að nota orkuna til að tengja þessi tvö hvörf saman. Skoða þetta betur í panel 3.1 á bls 95.
Vatn í efnahvörfum
þéttihvarfið – erfitt að búa til þessa tvíliðu því þetta samgilda tengi er erfitt að búa til og við notum þá orkuna sem við fáum frá vatnsrofi ATP í ADP og fosfathóp til þess að búa þetta til. Það má nota orkuna þar sem við klipptum fosphoanhydride tengið af og nota í þéttihvörf. Þannig þetta er ákveðin hringrás.
Myndun stórsameinda (fjölliðun þar sem samgild tengi myndast) þarfnast orku.
Dæmi: fjölsykrur, kjarnsýrur og prótein. Ef við ætlum að bæta einsykrunni glúkósanum við þessa fjölsykru þá sjáum við að þarna á sér stað þéttihvarf (losnar vatnssameind við þetta) – erfitt að búa þetta til og þurfum orku til þess. Sama á við um myndina af kjarnsýrum: nucleotid bætist við og akkúrrat við þetta þéttihvarf er vatnssameind sem er búin til og dettur út og við fáum
teningu nucleotiðsins við kjarnsýruna, í þessu tilfelli er kjarnsýran RNA en getur auðvitað líka verið DNA. Protein: erum með eina amínósýru sem er að bætast við vaxandi fjölpeptíðkeðjuna og aftur er þetta þéttihvarf sem þarf á orku að halda svo það geti átt sér stað.
