Share:
Notifications
Clear all

Genetica. Mitocondriile uzinele energetice ale organismului uman. Imbatranirea


Electricity
(@electricity)
Membru activ Registered
Data:: acum 6 luni
Postari: 19
Topic starter  

 

Genetica este o ştiinţă biologică fundamentală, ce studiază
proprietăţile universale ale vieţii – ereditatea, variabilitatea şi substratul lor material – moleculele de
ADN. Organismul viu este un sistem deschis, ce se autoreglează şi se
autoreproduce. Activitatea vitală este susţinută de schimbul permanent de energie, substanţe şi
informaţie.

Descifrarea informaţiei
genetice se realizează în procesul de biosinteză a diverse proteine, care reprezintă suportul tuturor
proceselor vitale ale organismului.

În anul 1966 a fost descifrat în totalitate codul genetic şi se descriu erorile înnăscute de metabolism

 

Aparatul genetic al celulelor umane este format din structuri celulare ce conţin ADN (nucleul
şi mitocondriile) şi  care intervin în realizarea funcţiilor ADN-ului (ribozomii şi centrul celular).
Nucleul conţine ~ 98% din ADN celular, iar numărul de molecule de ADN nuclear este corelat cu
numărul de cromozomi, care constituie o caracteristică de specie:
- în celulele somatice ale omului se conţin 46 molecule lungi de ADN în cei 46 de cromozomi
(set diploid = 2n cromozomi);
- în celulele sexuale 23 molecule de ADN în 23 cromozomi (set haploid = n cromozomi).
ADN-ul cromozomial este extrem de heterogen, 25 % din secvenţele polinucleotidice corespund
genelor structurale codificatoare de proteine. Totalitatea informaţiei genetice (genele) din cei 46
cromozomi ai celulelor somatice formează genotipul, fiind în proporţie de 50 % / 50% de origine
maternă şi paternă.
Mitocondriile conţin ~ 2% din ADN celular. Spre deosebire de nucleu, mitocondriile conţin cîteva
copii mici de ADN . Informaţia genetică din mitocondrii constituie plasmotipul. Transmiterea
informaţiei ereditare a mitocondriilor se face pe linie maternă.
Ribozomii reprezintă o componentă a aparatului de translaţie a informaţiei genetice, controlând
biosinteza proteinelor – expresia informaţiei genetice codificate în ADN.
Centrul celular asigură formarea aparatului de diviziune responsabil de repartizarea materialului
genetic în procesul de transmitere a informaţiei genetice de la o generaţie de celule la alte celule în timpul
mitozei, de la părinţi la copii în timp

Harta comozomiala:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK22266/

Mitocondriile -  uzinele energetice ale corpului uman

Functia de baza a mitocondriilor : producerea de adenozin trifosfat (ATP) 

Elementele chimice intră în celulă și mitocondriile le convertesc în surse de energie, cea mai important sursă fiind adenozin-trifosfatul.

În mitocondri, zahărul și alti nutrienti sunt transformati în adenozin trifosfat (ATP) folosind oxigen. ATP servește ca principala sursa de energie pentru celulele organismului uman.

Celulele cu particularităţi în solicitarea de energie, de către organism, cum ar fi celulele muşchilor, au mai multe mitocondrii ca oricare altă celulă.

 

Declinul funcției respiratorii și creșterea stresului oxidativ la mitocondrii sunt doi factori despre care se crede că au un rol important în procesul de imbătrânire.

 

Peter Mitchell a câștigat Premiul Nobel în 1978, pentru descrierea procesului numit chemiosmoza. Teoria sa explică modul în care energia din arderea zaharurilor și a acizilor grași duce la producerea ATP. Participanții în procesul cu mai multe etape care necesită o cantitate mare de oxigen, își transferă energia unii altora, în timp ce hidrogenul este pompat în spațiul dintre membranele exterioare și interioare din mitocondrii.

 

Hidrogenul se întoarce apoi în matrice și dă puterea finală enzimei care efectuează sinteza ATP. Eficiența procedeului este o funcție a activității chimice și a tensiunii membranelor în mitocondrii, toate ca funcție a concentrației de hidrogen. Pe lângă apă și dioxid de carbon, mitocondria produce și radicali reactivi de oxigen în plus, acestea fiind produse secundare.

Iată defalcarea producției net ATP:

  • Glicoliza: 2 ATP 
  • ciclul Krebs : 2 ATP
  • Fosforilarea oxidativă (lanțul de transport electronic / chemiosmoza): 28 ATP 
  • Fermentarea: 2 ATP

Deci, fosforilarea oxidativă este ciclul metabolic care produce cel mai net ATP pe moleculă de glucoză.

Fosforilarea este adăugarea chimică a unei grupări fosforil (PO - ) la o molecula organică.

Fosforilarea oxidativa : 

Pe scurt, reacția redox trece electronii din proteine ​​și alte molecule de-a lungul lanțului de transport al electronilor din membrana interioară a mitocondriilor, eliberând energie care este utilizată pentru a produce adenozin trifosfat (ATP) în chimiozmoză. Fosforilarea oxidativă este modul în care o celulă stochează și eliberează energie chimică.

Materiile prime din fosforilarea oxidativă sunt moleculele NADH și FADH2 care au fost generate în timpul glicolizei și al ciclului Krebs. Evenimentele de fosforilare oxidativă au loc în mitocondrii, mai exact în 5 tipuri de complexe proteice care pun în legătură spațiul dintre matricea mitocondrială și spațiul intermembranar. Acești complecși proteici sunt purtători de electroni, iar unii acționează și ca pompe de ioni.

La începutul lanțului de transport al electronilor, NADH și FADH2 sunt prezenți în interiorul mitocondriilor, ambele purtând molecule cu energie ridicată. NADH renunță la moleculele sale de energie ridicată (H +) într-o reacție de oxidare la Complexul Proteic 1, în timp ce FADH2 își pierde electronii în timpul unei reacții de oxidare similare în Complexul Proteic 2. NADH devine NAD + și FADH2 devine FAD. Practic, energia electronilor este utilizată pentru a pompa protonii (H +) în spațiul intermembranar, departe de matricea mitocondrială. Aceasta va crea un gradient, adică o concentrație mai mare de protoni în spațiul intermembranar decât în ​​interiorul mitocondriilor. Acest gradient funcționează ca un depozit temporar pentru energia transformată înainte de a putea fi utilizată. 

Electronii pierduți în timpul reacției de oxidare a NADH și FADH2 sunt apoi transferați în Complexul Proteic 3 de-a lungul lanțului de transport al electronilor, ajutați de Coenzima Q. Complexul Proteic 3 este o altă pompă de ioni, folosind electronii pentru a pompa mai mulți ioni de hidrogen din mitocondrii. Citocromul C transferă apoi electroni din complexul proteic 3 în complexul proteic 4.

După ce se deplasează prin numeroase complexe proteice și alimentează diferite reacții, electronii se află la un nivel de energie mult mai scăzut până când termină de deplasat prin Complexul Proteic 4. În acest moment, electronii se combină cu protoni și oxigen din mitocondrii pentru a forma apă (H2O ). Aceasta este o reacție de reducere, spre deosebire de reacțiile de oxidare care au avut loc în complexele proteice anterioare. Oxigenul este ultimul acceptor de electroni din fosforilarea oxidativă. Intregul proces se realizeaza doar in prezenta oxigenului. 

 

 

Fosforilarea glucozei : 

Glucoza si alte zaharuri sunt adesea fosforilate. Glicoliza D-glucozei este conversia sa în D-glucoză-6-fosfat.  Fosforilarea formează o moleculă mai mare care nu poate intra cu ușurință în țesut. Deci, fosforilarea este critică pentru reglarea concentrației de glucoză din sânge.

 

Fosforilarea proteinelor : 

Fosforilarea proteinelor are loc atunci când gruparea fosforil este adăugată la un aminoacid. O reacție de esterificare în care o grupare fosfat reacționează cu gruparea hidroxil (-OH) 

 

CONCLUZIE : 

 

Fiecare celulă foloseşte ATP ca sursă primară de energie, pentru îndeplinirea funcţiilor sale caracteristice. Energia este inmagazinata sub forma unor legaturi chimice. 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Acest subiect a fost modificat acum 5 luni 4 ori de Electricity

Quote
Share: