ครูไวยุ์
พลังงานส่วนใหญ่ของเซลล์ได้มาจากกระบวนการออกซิเดชันสารจำพวกคาร์โบไฮเดรต ซึ่งกลูโคสเป็นคาร์โบไฮเดรตที่ใช้บ่อยที่สุด กระบวนการสลายกลูโคสแบ่งได้สองประเภท คือ การหายใจโดยการสลายน้ำตาลอย่างสมบูรณ์และกระบวนการหมัก
1. การหายใจแบบใช้ออกซิเจน (Aerobic respiration)
3. การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic respiration)
In biochemistry metabolic pathways are series of chemical reactions occurring within a cell In each pathway,a principal chemical is modified by a series of chemical reactions.Enzymes catalyze these reactions,and often require dietary minerals, vitamins, and other cofactors in order to function properly. Because of the many chemicals (metabolites) that may be involved, metabolic pathways can be quite elaborate. In addition, numerous distinct pathways co-exist within a cell. This collection of pathways is called the metabolic network. Pathways are important to the maintenance of homeostasis within an organism. Catabolic (break-down) and Anabolic (synthesis) pathways often work interdependently to create new biomolecules as the final end-products.
ในทางชีวเคมี วิถีเมแทบอลิซึม (metabolic pathway) เป็นชุดของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ ในแต่ละวิถี สารเคมีหลักจะเกิดปฏิกิริยาเคมีและเปลี่ยนไปเป็นสารอื่น โดยมีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิริยาและมักต้องอาศัยแร่ธาตุ วิตามิน และโคแฟกเตอร์อื่น ๆ จึงจะดำเนินไปอย่างเหมาะสม เพราะมีสารเคมีจำนวนมาก (เมแทบอไลต์) เข้ามาเกี่ยวข้อง วิถีเมแทบอลิซึมจึงอาจค่อนข้างซับซ้อน ยิ่งไปกว่านั้น วิถีซึ่งแตกต่างกันจำนวนมากเกิดร่วมกันในเซลล์ หมู่วิถีนี้เรียกว่า เครือข่ายเมแทบอลิซึม วิถีเมแทบอลิซึมสำคัญต่อการรักษาดุลภาพ (homeostasis) ในสิ่งมีชีวิต วิถีแคืแทบอลิซึมแลแอแนบอลิซึมมักทำงานพึ่งพาอาศัยกันเพื่อสร้างโมเลกุลชีวภาพใหม่เป็นผลิตภัณฑ์สุดท้าย
A metabolic pathway involves the step-by-step modification of an initial molecule to form another product. The resulting product can be used in one of three ways:
- To be used immediately,
- To initiate another metabolic pathway, called a flux generating step
- To be stored by the cell
A molecule called a substrate enters a metabolic pathway depending on the needs of the cell and the availability of the substrate. An increase in concentration of anabolic and catabolic intermediates and/or end-products may influence the metabolic rate for that particular pathway.
วิถีเมแทบอลิซึมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นทีละขั้นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มานั้นสามารถนำไปใช้ได้สามทาง คือ
- นำไปใช้ทันที
- เป็นสารตั้งต้นในวิถีเมแทบอลิซึมอื่น เรียกว่า flux generating step
- เซลล์นำไปเก็บสะสมไว้
โมเลกุลที่เป็นสารตั้งต้นเข้าสู่วิถีเมแทบอลิซึม ขึ้นอยู่กับความต้องการของเซลล์และการพร้อมใช้งานของสารตั้งต้น การเพิ่มความเข้มข้นของสารตัวกลางแอแนบอลิซึมและแคแทบอลิซึม และ/หรือ ผลิตภัณฑ์อาจส่งผลต่ออัตราเมแทบอลิซึมในแต่ละวิถีนั้น ๆ
Cellular respiration is the set of the metabolic reactions and processes that take place in the cells of orgnaisms to convert biochemical energy from nutrients into adenosine triphosphate (ATP), and then release waste products.The reactions involved in respiration are catabolic reactions. which break large molecules into smaller ones, releasing energy in the process as they break high-energy bonds. Respiration is one of the key ways a cell gains useful energy to fuel cellular activity.
การหายใจระดับเซลล์ (cellular respiration) เป็นชุดปฏิกิริยาและขบวนการทางเมแทบอลิซึม ที่เกิดในเซลล์สิ่งมีชีวิต เพื่อเปลี่ยนแปลงพลังงานชีวเคมีจากสารอาหารเป็น อะดีโนไซน์ไทรฟอสเฟต (ATP) และปล่อยผลิตภัณฑ์ของเสียออกมา ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องในการหายใจมีปฏิกิริยาแคแทบอลิซึมที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ (หมายถึง มีทั้งปฏิกิริยาออกซิเดชันและรีดักชัน) การหายใจเป็นหนึ่งในวิธีการหลักที่เซลล์จะได้รับพลังงานที่มีประโยชน์เพื่อเป็นเชื้อเพลิงการเปลี่ยนแปลงของเซลล์
Nutrients that are commonly used by animal and plant cells in respiration include sugar amino acids and fatty acids,and a common oxidizing agent (electron acceptor) is molecular oxygen (O2). The energy stored in ATP can then be used to drive processes requiring energy,including biosynthesis, locomotion or transportation of molecules across cell membranes.
สารอาหารซึ่งเซลล์สัตว์และพืชมักใช้ในการหายใจ มีน้ำตาล กรดอะมิโนและกรดไขมัน ตลอดจนตัวออกซิไดซ์ทั่วไป (ตัวรับอิเล็กตรอน) ในโมเลกุลแก๊สออกซิเจน (O2) แบคทีเรียและอาร์เคียยังเป็นลิโธโทรฟ (lithotroph) คือ อาจหายใจได้โดยใช้โมเลกุลอนินทรีย์หลากชนิดเป็นตัวให้และรับอิเล็กตรอน เช่น กำมะถัน ไอออนโลหะ มีเทน และไฮโดรเจน สิ่งมีชีวิตซึ่งใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้ายในการหายใจเรียกว่า สิ่งมีชีวิตต้องการออกซิเจน (aerobic) ส่วนสิ่งมีชีวิตที่ไม่ใช้ออกซิเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย เรียกว่า สิ่งมีชีวิตที่ไม่ต้องการออซิเจน (anaerobic)
กระบวนการสลายสารอาหารเพื่อให้ได้พลังงาน มี 4 ขั้นตอน
1.1 ไกลโคไลซิส (Glycolysis)
1.2 ออกซิเดทีฟดีคาร์บอกซิเลชันของไพรูเวต (Oxidative decarboxylation of pyruvate)
1.3 วัฏจักรเครปส์ (Krebs cycle)
1.4 ออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน (Oxidative phosphorylation)
2. การหมัก (Fermentation)3. การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน (Anaerobic respiration)
รูปที่ 1 กระบวนการไกลโคลิซีสที่เกิดในไซโทซอลส่งผลผลิต คือ ไพรูเวตเข้าไปในไมโทคอนเดรีย เพื่อถูกเปลี่ยนเป็นแอซีติล โคเอเพื่อเข้าสู่วัฏจักรเครบส์ซึ่งเกิดการออกซิไดซ์ให้ เป็น CO2 ส่วน NADH และ FADH2 ที่ได้จากวัฏจักรเครบส์จะเข้าสู่ขั้นตอนที่สามคือ ส่งอิเล็กตรอนให้ระบบถ่ายทอดอิเล็กตรอนที่อยู่บนเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรีย ซึ่งจะทำหน้าที่ถ่ายทอดอิเล็กตรอน และเกิดการดึงโปรตอนข้ามจาก matrix ออกไปภายนอกเยื่อหุ้มชั้นในเพื่อทำให้เกิดศักยภาพในการสร้าง ATP
(oxidative phosphorylation) ส่วนใหญ่ของ ATP ที่ได้จากกระบวนการหายใจระดับเซลล์เกิดมาจากขั้นตอนที่สาม
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น