Развернутое определение метаболизма.

Метаболизм – это совокупность клеточных процессов превращения энергии и субстратов, не являющийся обменом, т.е. пространственным распределением вещества, предпосылкой и последствием которого является транспорт вещества (его поступление в клетку из среды и перемещение вещества во внеклеточное пространство), включающий ассимиляцию и диссимиляцию веществ.

Ассимиляция и диссимиляция.

Ассимиляция – процесс «получения собственника» «ничьим» энергоносителем и строительным материалом и интеграция их в клетку, что обязательно связано с их преобразованием.

Диссимиляция – противоположно направленный процесс, когда энергоноситель и строительный материал теряют свою биологическую индивидуальность, переходя в абиотическое состояние.

Два способа ассимиляции энергии.

Ассимиляция энергии -это активное преобразование свободной энергии внешних поливариантных энергоносителей в свободную энергию внутреннего унифицированного энергоносителя. Ассимилированная энергия расходуется на биосинтезы и совершение осмотической/механической/иной полезной работы.

Живые организмы ассимилируют только энергию квантов эл.-маг. поля (световую) и энергию электронов в атомах или молекулах химических субстратов (химическую).

Механизм ассимиляции энергии при фототрофии.

Фототрофия -ассимиляция энергии квантов электромагнитного поля. Способы ассимиляции световой энергии:

1)Биотрансформатор-молекула интегрального белка хромопротеина, с кот. ковалентно связана молекула каротиноида. Молекула каротинопротеида поглощает квант видимого света и преобразует полученную свободную энергию в Pmf (она совмещает функции фоторецептора и электрогенератора; археи и некоторые бактерии)

2)Биотрансформатор-мультиполипептидный фотосинтетический аппарат. Он состоит из хромопротеинов и/или белков, ковалентно связывающих пигмент, а также бесцветных полипептидов и небелковых кофакторов. Фоторецептор(=светособирающая антенна, интегральный или периферический комплекс, состоит из пигментов, связанных с белками=азопротеинами) и электрогенератор(две соединенные последовательно друг с другом электрон-транспортные цепи, одна внутри интегральной частицы=реакционного центра, другая представляет собой цитохромный комплекс)-разные структуры.

Развернутое определение дыхания.

Дыхание – это такой тип хемотрофии, когда энергия ассимилируется в форме Pmf и/или Smf при переносе электронов по электрон-транспортной цепи от субстрата, частично или полностью окисляемого с помощью растворимых или мембраносвязанных дегидрогеназ, на экзогенный или эндогенный акцептор, с последующим использованием первично ассимилированной энергии для поддержания эндергонических процессов (в частности, мембранного фосфорилирования). Отличие от брожения:первоначально энергия запасается в виде Pmf, а не АДФ, и лишь потом ассимилируется фосфорилированием АДФ.

Развернутое определение брожения.

Брожение – это такой тип хемоорганотрофии, когда энергия ассимилируется путем фосфорилирования АДФ на уровне субстрата при окислении последнего циклическими дегидрогеназами, причем электроны передаются эндогенному или экзогенному (не)органическому акцептору, который превращается в специфический побочный продукт. Первично энергия ассимилируется в виде фосфагена, затем АДФ фосфорилируется на уровне субстрата.

Два способа ассимиляции углерода.

Углерод может усваиваться организмами из:

1) Неорганических соединений=автотрофия, использование одноуглеродных соединений в разных (окисленных или нет) состояниях (СО, СО2, НСОН, НСООН, СН3ОН, СН3-Х-R). Существуют самые разнообразные циклы восстановления углерода в этих соединениях и создания углеродных цепочек. Самый неэффективный путь. (При ассимиляции СО2 ключевая реакция (цикл Кальвина) – карбоксилирование RuBiSCO)

2) Органических соединений=гетеротрофия