Zelulen Mintza: Funtzioak, Garraioa eta Metabolismoa

Enviado por Comunidad Xuletas y clasificado en Biología

Escrito el en euskera con un tamaño de 12,56 KB

Mintz Plasmatikoa:

Mintz biologikoen oinarri estrukturala lipido anfipatikoak —batez ere, fosfolipidoak— dituen lipido geruza bikoitz bat da. Geruza bikoitz horri elkartuta, proportzio aldakorretan eta modu irregularrean ezarrita, kolesterola eta proteinak daude (lehena animalia mintzetan soilik). Proteina hidrofoboak (integralak) lipido geruza bikoitzean txertatzen dira; hidrofiloak (periferikoak), berriz, geruza bikoitzaren gainazaleko kokaleku batzuetan jartzen dira.

Mintz Plasmatikoaren Funtzioak

Hainbat funtzio betetzen ditu zelulan, osagai dituen biomolekulen bitartez. Funtzioak honako hauek dira:

  1. Zelularen formari konstante eusten dio, mintz proteinak zitoeskeletoko harizpietara edo zelulaz kanpoko matrizearen osagaietara ainguratzeko leku espezifikoen bidez.
  2. Lipido geruza bikoitzaren inguru hidrofoboak substantzia gehienen hedapen askea eragozten du, eta horrek iragazkortasun selektiboa eta zelularen barruko eta kanpoko inguruneen artean transmintzeko proteinen bidez (kanal proteinak eta permeasak) substantzien trukea doitzeko gaitasuna ematen dio mintz plasmatikoari.
  3. Bere proteinei esker, esku hartzen du zelularen kanpo eta barrualdearen arteko seinaleen transferentzian eta erreakzio metabolikoen katalisian.
  4. Glukokalizeko oligosakaridoen bidez, molekulen, birusen, bakterioen eta mintz plasmatikoa duten bestelako zelulen ezagutza, identifikazioa, ainguraketa eta elkarrekintza espezifikoa ahalbidetzen ditu.
  5. Alboz alboko zelulen arteko itsaspena edo komunikazioa errazten du, mintz proteinen bidezko zelulen arteko lotura espezializatuen bidez.

Hiru garraio mota daude:

  1. Garraio Pasiboa
    • Energia gasturik gabe
    • Gradiente elektrokimikoaren alde: molekulak kontzentrazio handiena dagoen eremutik txikiena dagoen eremura barreiatzen dira.
    • Barreiadura abiadura zenbat eta handiagoa izan, mintzaren bi aldeen arteko gradientea HANDIAGOA da.
    • Bi barreiadura mota:
    1. Barreiadura Sinplea
      • Molekulek libreki zeharkatzen dute mintz plasmatikoa.
      • Lipidotan disolba daitezkeen molekulek baliatzen dute garraio modu hau, hau da, molekula polar txikiek, hala nola etanolak, eta gasek, besteak beste, oxigenoak (O₂) eta karbono dioxidoak (CO₂).
    2. Barreiadura Erraztua
      • Ioiek eta molekula polarrek edo kargatuek ezin dute zeharkatu geruza bikoitzaren eremu hidrofobikoa; hori dela eta, proteina hauek laguntzen diete, energia gastatu gabe:
      1. Kanal proteinak edo porinak. Mintzean, irekiera erregulagarriko poroak eratzen dituzte. Ioiak (ioi kanalen bidez) eta ura (akuaporinen bidez) garraiatzeko modua da. Garraio mota honetan, urak osmosi bidez zeharkatzen du geruza bikoitza ingurune diluitutik kontzentratura, zelula mintza erdiiragazkorra delako.
      1. Permeasak edo carrier proteinak. Mintzaren alde batean lotzen zaizkie molekulei. Ondoren, konformazioa era itzulgarrian aldatzen dute eta, horri esker, molekulek mintza zeharkatu dezakete. Azkenean, mintzaren beste aldean askatzen dituzte molekulok. Monosakaridoak, aminoazidoak eta nukleosidoak garraiatzeko modua da.
  2. Garraio Aktiboa
    • Energia gastua dago
    • Gradiente elektrokimikoaren kontra: molekulak kontzentrazio txikiena dagoen eremutik handiena dagoen eremura barreiatzen dira.
    • Proteina batzuk ponpatu: ATPasa (ATP kontsumitu egiten dute)
    • ATPasa horiek ATParen hidrolisiaren bidez lortzen dute garraioa gradientearen aurka egiteko behar duten energia.

Ioi Ponpak: (Na⁺–K⁺) Sodio-Potasio Ponpa

Ioiak mintzean zehar aktiboki garraiatzen espezializatuta dauden ATPasa batzuk dira ioi ponpak.

Garrantzitsuena Na⁺–K⁺ ponpa da (Na⁺–K⁺ ATPasa). Animalia zelulen mintz guztietan dago.

Ponpa horren bidez, zelula barruan K⁺ kontzentrazio handiagoa eta zelula kanpoan Na⁺ kontzentrazio handiagoa manten daiteke; izan ere, hidrolizatutako ATP bakoitzeko hiru Na⁺ katioi ponpatzen ditu zelularen kanpoaldera, eta bi K⁺ katioi sartzen ditu barrura.

Na⁺-K⁺ ponparen oinarrizko funtzioak:

  1. Oreka osmotikoari eta zelularen bolumenari eustea. Zelulako zitoplasmak molekula organikoen kontzentrazio handia du eta, hori konpentsatzeko, etengabe ponpatzen dira Na⁺ katioiak kanpora.
  2. Zelula mintzaren potentzial elektrikoa sortzea eta mantentzea. Potentzialaren balioa –90 mV inguru da, zelularen kanpoaldeak karga positiboa baitu barruarekin alderatuta.
  3. Besikula Bidezko Garraioa
    • Endozitosia
      • Partikulak zelulako zitoplasmara sartzen dira, mintz plasmatikoan eratutako besikula batzuen bidez.
      1. Fagozitosia: Zelulan, partikula handiak sartzen dira (mantenugaiak, mikroorganismoak edo zelula hondakinak), mintzez inguratutako luzapen zitoplasmatiko batzuen bitartez. Pseudopodo esaten zaie. Partikula inguratzen dute eta zelula barruan uzten dute, besikula handi baten barruan sartuta. Besikula hori, fagosoma, lisosoma batekin elkartuko da gero, partikula digeritzeko.
      2. Pinozitosia: Zelulaz kanpoko fluidoak edo makromolekulak mintz plasmatikoaren inbaginazio baten bidez barneratzean datza. Hala, sakonune txiki batzuk eratzen dira, kabeolak, konposatuok bilduko dituztenak. Kabeolen eraketan, mintzeko proteina integral batzuek hartzen dute parte: kabeolinek. Gero, inbaginazioa estutu eta itxi egiten da, eta pinozitosi besikula gisa geratzen da zelula barruan.
      3. Errezeptore Bidezkoa: Makromolekula jakin batzuk, estekatzaileak, selektiboki barneratzeko mekanismo bat da: makromolekulak zelula gainazaleko errezeptore espezifiko batzuei lotzean datza. Errezeptoreak harizpi itxurako proteina batez, klatrinaz, barrutik estalitako sakonune batzuetan metatzen dira, zeinak, estekatzailea lotutakoan, inbaginatu, eta besikulak eratzen baitituzte, endosomak.
    • Exozitosia

Exozitosian, partikulak zelulatik kanpo ateratzen dira, besikula batean sartuta. Partikula horiek zelulak ekoitzitako hondakin substantziak edo metabolitoak izan daitezke (hormonak, neurotransmisoreak), eta beste zelula batzuen funtzionamendua erregulatzeko erabiltzen dira, hain zuzen ere. Substantzia exozitosi besikulan sartu eta gero, besikula zelularen gainazalera joaten da, eta gainazal horretan, mintz plasmatikoarekin elkartzen da. Une horretan, zelularen mintzak eta besikularenak bat egiten dute eta, horren ondorioz, besikula barruko edukia zelularen kanpoaldera askatzen da eta besikularen mintza mintz plasmatikoan txertatuta geratzen da.

*Mintz plasmatikoaren tamaina handitu.

Bakterioen Arnasketa Anaerobikoa

  • O₂ gabe energia sortzen dute.
  • Akzeptore elektroniko alternatiboak: Nitratua (NO₃⁻), sufrea (SO₄²⁻), karbono dioxidoa (CO₂).
  • Adibidea: Clostridium (botulismoa eragiten duena).

Hipotesi Kimiosmotikoa (Mitokondrioan)

  • Peter Mitchell-ek proposatu zuen.
  • Elektroi-garraio katean H⁺-ak mintz mitokondrialen artean ponpatzen dira.
  • Protoi-gradientea ATP sintasa-ren bidez ATP bihurtzen da.

Elektroi-Garraio Fotosmotikoa eta Fosfotilazioa

  • Tilakoideetako mintzean gertatzen da (kloroplastoetan).
  • Protoi-gradientearen bidez ATP ekoizten da (fotofosforilazioa).
  • Fotosistema I eta II erabiltzen dira.

Glukosaren Degradazioa

1. Glukolisia (Zitosolean gertatzen da)

Glukolisiaren bidez, glukosa (C₆H₁₂O₆) degradatzen da, bi pirubato (C₃H₄O₃) molekula sortuz.

  • Erreakzio nagusia: Glukosa + 2ATP + 2NAD⁺ → 2Pirubato + 4ATP + 2NADH + 2H₂O
  • Emaitza:
    • 2 ATP (energia)
    • 2 NADH (energia gordetzeko molekulak)
    • 2 pirubato (hurrengo etapara pasatuko dira)

2. Krebs Zikloa (Mitokondrioan gertatzen da)

Pirubatoa mitokondrioaren matrizean sartzen da eta azetil-CoA bihurtzen da. Ondoren, Krebs zikloan sartzen da, eta horrek hainbat molekula energetiko sortzen ditu.

  • Erreakzio nagusia (zirkulu batean gertatzen diren hainbat erreakziorekin): Azetil-CoA + 3NAD⁺ + FAD + ADP + Pi → 2CO₂ + 3NADH + FADH₂ + ATP
  • Emaitza (1 glukosaren kasuan, hau da, 2 pirubato molekularen degradazioa):
    • 2 ATP
    • 6 NADH
    • 2 FADH₂
    • 4 CO₂ (zelulatik kanporatzen da)

3. Kate Oxidatiboa eta ATP sintesia (Mitokondrioaren mintz barnekoan gertatzen da)

Hemen, NADH eta FADH₂ molekuletan metatutako energia erabiltzen da ATP sintetizatzeko. Elektroiak garraiatzaile-molekulen bidez oxigenorantz mugitzen dira, eta azkenean ur molekulak (H₂O) sortzen dira.

  • Erreakzio nagusia: NADH + FADH₂ + O₂ → H₂O + 34ATP
  • Emaitza:
    • 34 ATP
    • H₂O (bukaerako produktua)
    • O₂ beharrezkoa da (horregatik da prozesu aerobikoa)

Energia Balantzea (ATP ekoizpena)

Ondorioak:

  • O₂ badago → Errespirazio aerobikoa egiten da (mitokondrioan), eta glukosatik energia maximoa ateratzen da.
  • O₂ ez badago → Glukolisiaren ondoren hartzidura gertatzen da (adibidez, azido laktikoa sortuz muskuluetan).

ATP/ADP eta Desfosforilazio Mota Nagusiak

  1. Substratu-mailako fosforilazioa: Entzimen bidez, ATP zuzenean sortzen da.
  2. Fosforilazio oxidatiboa: Mitokondrioetan, elektroi-garraio katearen bidez.
  3. Fotofosforilazioa: Kloroplastoetan, fotosintesian ATP sortzeko.

Hartzidura (oxigenorik ez dagoenean)

  • Mota nagusiak:
  1. Alkoholikoa (etanola): Hartzidura alkoholikoa mikroorganismoek, batez ere bakterioek eta legamiak (batez ere Saccharomyces cerevisiae) burutzen duten prozesu anaerobiko bat da, non glukosa edo beste karbohidrato batzuk alkoholean eta CO₂ bihurtzen diren. Prozesu hau energia ekoizpen mekanismo bat da, eta oxigenorik ez dagoenean gertatzen da, zeinek oxidazio prozesuetan erabiltzen baitira normalean substratuak.
    • Hartzidura alkoholikoaren helburua ATP (energia molekula) sortzea da, oxigenoa ez dagoenean, eta, aldi berean, alkohola (etanola) eta oxigeno bidezko beste produktu batzuk sortzen dira.

    A) Glikolisiaren Fasea (Azukrearen Eraldaketa)

    • Glikolisiak glukosa (C₆H₁₂O₆) bi molekula piruvatotan (C₃H₄O₃) banatzen ditu. Horretarako, glukosa molekula 10 erreakzio desberdinetan eraldatzen da, eta prozesu hau energiaren bilketa gisa funtzionatzen du, bi ATP eta NADH (energia molekula) sortzen direlarik.
    • Glukosa → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH

    B) Pirubatoa Etanola bihurtzeko Fasea (Dekarboksilazioa eta Erreduktiboa)

    • Pirubatoa etanol bihurtzeko, bi erreakzio nagusi gertatzen dira:
    1. Dekarboksilazioa: Piruvatoa lehenik acetaldehido bihurtzen da, CO₂ askatuz.
      • Piruvatoa → Acetaldehido + CO₂
    2. Erreduktiboa: Acetaldehidoa, ondoren, etanol bihurtzen da, NADH oxidatuz eta NAD⁺ berriz sortuz.
      • Acetaldehido + NADH → Etanol + NAD⁺
  2. Laktikoa (azido laktikoa, giharren kasuan).

Gantz Azidoen Aktibazioa

  • Beta-oxidazioa mitokondrioan gertatzen da.
  • Gantz azidoak Azetil-CoA bihurtzen dira, gero Krebs zikloan erabiltzeko.

Oxigenasa

  • Entzima bat, oxigeno molekulak (O₂) erreakzio kimikoetan sartzen ditu.
  • Metabolismoan, toxinen degradazioan eta biosintesian garrantzitsua.

Estromen Itxiera: Lehortea + Fotosintesiaren Errendimenduaren Jaitsiera

  • Lehortean, landareek estomak ixten dituzte, ur galera murrizteko.
  • CO₂ gutxiago sartzen da → Fotosintesiaren errendimendua jaisten da.
  • C3 landareak gehiago kaltetzen dira C4 eta CAM landareak baino.

Kimiosintesia

Kimiosintesia prozesu metaboliko bat da, non zenbait organismo energia kimikoa erabiltzen duten materia organikoa sintetizatzeko, eguzki-argirik behar izan gabe. Hau bakterio eta arkebakterio zenbaitetan gertatzen da, batez ere ingurune muturretan, hala nola sumendi azpiko bentsetan, haitzuloetan edo lurpeko akuiferoetan.

1. Kimiosintesiaren Oinarriak

  • Eguzki-argirik gabe gertatzen da.
  • Energia kimikoa erabiltzen du, inorganikoen oxidazioaren bidez.
  • Molekula organikoak ekoizten dira, fotosintesiaren antzera, baina argi-iturri baten beharrik gabe.
  • Kimiosintesi egiten duten organismoak:
    • Kimioautotrofoak: Karbono-iturri gisa CO₂ erabiltzen dute.
    • Bakterio kimiosintetikoak: Burdinazko bakterioak, sufrezko bakterioak, nitrifikazio bakterioak, etab.