рк ответы биохим. рк БХ2. 236 ом бх рк2 атымтай аружан, жаксылыкова айсауле, нуртулеу жансая, шымкентбай данагуль
 Скачать 1.07 Mb.
|
|
236 ОМ БХ РК2 АТЫМТАЙ АРУЖАН, ЖАКСЫЛЫКОВА АЙСАУЛЕ, НУРТУЛЕУ ЖАНСАЯ, ШЫМКЕНТБАЙ ДАНАГУЛЬ 1.Зат алмасу бағыттарының негізгі кезеңдері.Катаболизм және анаболизмнің функциясы мен анықтамасы Зат алмасу немесе метаболизм – бұл организмнің тіршілігі үшін қажетті заттар мен энергия алмасуын қамтамасыз ететін химиялық реакциялардың жиынтығы. Метаболизм қарама-қарсы бағыттағы екі фазадан: катаболизм және анаболизмнен тұрады. Катаболизм – күрделі заттардың қарапайым құрамбөліктеріне ыдырау үрдісі. Нәтижесінде күрделі органикалық молекулалар соңғы өнімдерге: СО2, Н2О дейін ыдырайды. Катаболизм реакциялары энергия бөле жүретін болғандықтан экзергониялық болады. Анаболизм – қарапайым заттардан күрделі қосылыстардың синтезделуі. Анаболизм реакциялары энергия қабылдау арқылы өтетіндіктен эндергониялық болады. Амфиболизм – бұл катаболизм мен анаболизмнің аралығындағы фаза. Ол бір заттың ыдырауында басқа заттың синтезделуі қосарланып жүретін үрдіс. Метаболдық айналым – осы үрдіске қосылған қосылыстың соңғы өнімінің келесі реакцияның бастапқы өнімі ретінде болып түзілуі. Метаболдық жол – ағзадағы белгілі бір заттың химиялық реакцияларының кезектескен реті мен сипаттамасы. Метаболизм барысында түзілген аралық өнімдер – метаболиттер, ал метаболдық жолдағы соңғы қосылыс – соңғы өнім.Метаболизмнің қарқындылығы жасушаның белгілі бір затқа немесе энергияға қажеттілігімен айқындалады және келесі төрт жолмен реттеледі: 1) белгілі бір метаболиттік жолы реакцияларының жиынтық жылдамдығы бұл жолдағы әр ферменттің концентрациясына, ортаның рН мәніне, бұл жолдағы аралық өнімдердің жасуша ішілік концентрациясына, кофактор және кофермент концентрацияларына тәуелді; 2) зат алмасу жолының бастапқы және соңғы сатыларын катализдейтін реттеуші (аллостерлік) ферменттердің белсенділігіне байланысты; 3) қандайда бір реакцияға қатысушы ферменттің синтез жылдамдығын айқындаушы гендік бақылау бойынша; 4) гормондық реттелу. Кейбір гормондар метаболдық жолдың ферменттерін активтендіруге немесе тежеуге қабілетті. Анаболизм немесе биосинтез - бұл кіші компоненттерден молекулалар құратын биохимиялық реакциялар жиынтығы. Анаболикалық реакциялар эндергоникалық сипатқа ие, демек олар прогресске энергияны қажет етеді және өздігінен емес. Әдетте анаболикалық және катаболикалық реакциялар бір-бірімен байланысады, катаболизм анаболизмнің активтену энергиясын қамтамасыз етеді. Аденозин трифосфатының (ATP) гидролизі көптеген анаболикалық процестерге ықпал етеді. Тұтастай алғанда, конденсация және тотықсыздану реакциялары анаболизмнің механизмі болып табылады. Глицерин май қышқылдарымен әрекеттесіп, липидтер түзеді: CH2OHCH (OH) CH2OH + C17Н35COOH → CH2OHCH (OH) CH2OOCC17Н35 Қарапайым қант дисахаридтер мен су түзеді: C6Н12О6 + C6Н12О6 → C12Н22О11 + H2О Катаболизм - күрделі молекулаларды қарапайым заттарға бөлетін биохимиялық реакциялар жиынтығы. Катаболикалық процестер термодинамикалық жағымды және өздігінен жүреді, сондықтан жасушалар оларды энергияны өндіру немесе анаболизмді отынға айналдыру үшін пайдаланады. Катаболизм - бұл эксонергиялық, ол жылуды шығарады және гидролиз бен тотығу арқылы жұмыс істейді. Жасушалық тыныс алу кезінде глюкоза мен оттегі көмірқышқыл газы мен судың шығуына жауап береді C6Н12О6 + 6О2 → 6CO2 + 6H2О Гидроксид пероксиді жасушаларда суға және оттегіне ыдырайды: 2Н2О2 → 2H2O + O2 2.Зат алмасу мен энергия арасындағы байланыс. Макроэргиялық қосылыстар.Цикл АДФ-АТФ. Зат алмасу ағзаның барлық жасушаларында, ұлпаларында, органдарында жүреді. Ол адам өмірін сақтауға және ішкі ортаның тұрақтылығын сақтауға әсерін тигізеді. Зат алмасу процесі кезінде пайда болған заттар жасушалар мен тканьдерді құру үшін қажет. Зат алмасудың мынадай түрлері болады: су, минералды заттардың, витаминдердің, ақуыздардың, майлардың, көмірсулардың алмасуы. Зат алмасу процестері бір – бірімен күрделі биохимиялық реакциялар арқылы тығыз байланысты. Бұл реакциялардың бәрі орталық жүйке жүйесі арқылы, гармондардың көмегімен реттеліп отырады. Зат алмасу процесі кезінде бөлініп шыққан энергия адам ағзасындағы биохимиялық реакциялардың жүруіне және жылу мен механикалық энергия жоғалтуына кетеді. Зат алмасу кезінде ағза жоғалтқан энергиясының орнын толтырады. Энергия адам ағзасына өмір сүру үшін қажет. Зат алмасу бір – біріне қарама қарсы екі түрлі процеспен анықталады. Ассимиляция және диссимиляция, бұл процестер ағза мен қоршаған орта арасындағы қарым- қатынасты үздіксіз тоқтатпай жүргізіп тұрады. Ассимиляция дегеніміз ағзаға керекті қоректік заттардың синтезделуі. Олар ағзаның өсуіне және жетілуіне қолданылады. Бұл заттар күнделікті тағамдармен түсіп отырады. Ассимиляция көзі тамақ болып табылады. Диссимиляция дегеніміз заттардың ыдырауы, олардың оттегінің көмегімен тотығып, қышқылданып, ағзадан шығарылуы. Бұл екі процесс ағзада үздіксіз жүріп тұрады және бір – бірімен өте тығыз байланысты. Өмірдің кейбір кезеңдерінде бұл тепе – теңдік бұзылады. Өсіп, жетіліп келе жатқан балалар мен жасөспірімдер ағзасында ассимиляция процесі, диссимиляция процесіне қарағанда басым болады. Энергия – калория немесе джоульмен өлшенеді. Энергия көзі – тамақ болып табылады. МАКРОЭРГИЯЛЫҚ ҚОСЫЛЫСТАР- гидролитикалық жолмен ыдырағанда бос энергия бөледі. Арығарай бос энергия белгілі жұмысқа пайдаланады биосинтез, зат тарды мембрана ар қылы белсенді та сымалдау және т. б. АТФ әсері бірнеше сатыдан тұрады: 1. АТФ үш Na+ ионың қосады. Бұл ферментті қосады. 2. Белсенді фермент АТФ ты ыдыратады. Фосфаттық қалдық АТФ ағзаға қосылады. 3. АТФ фосфорлану нәтижесінде конформациялық өзгерістер жүреді, каналдар мембрананың ішкі жағынан жабылып, сыртқы жағынан ашылады. Натрийй ионын байланыстырушы орталықтың байланыстыру қабілеті азаяды. Na+ иондары мембрана сыртына шығады. 4. Натрий иондарынан босаған фермент калий иондарымен байланысады. Калий иондары, ферменті өзгеретіні соншалықты ферменттен фосфаттық қалдық гидролизденіп бөлініп шығады. 5. Ферменттің конформациялық өзгерістері нәтижесінде ионды канал сыртқы жағынан жабылып, ішкі жағынан ашылады, калий иондарын байланыстыру қабілеті төмеңдеп олар цитозольге босайды. 3. Биологиялық тотығу туралы түсінік.\ Кинетикалық энергияның бір түріне жататын Күн сәулесінің энергиясы потенциалдық энергияның бір түрі болып табылатын химиялық байланыстардың энергиясына айналады. Биоорганикалық молекулалардың химиялық байланыстарында шоғырланған энергия тіршіліктің негізін қалайтын алмасу реакцияларының немесе метаболиттік процестердің барысында бөлініп шығады. Өсімдіктермен қоректенетін ағзаларда ұсақ молекулалардың, мысалы, көмірсулардың энергиясы биологиялық тотығудың барысында бөлінеді және оның мөлшері осы заттардың жасыл өсімдіктерде жүретін фотохимиялық реакциялардың нәтижесінде түзілуіне кеткен энергиясына тең болады. Биологиялық тотығуда түзілген энергияның бір бөлігі әрі қарай пайдалануға болатын АТФ т.б. трифосфаттардың фосфаттық байланыстарының макроэргтік энергиясына айналады, ал екінші бөлігі әрі қарай пайдаға аспайтын жылуға айналады.Макроэргтік фосфаттық байланыстар түзіле жүретін процестер жасушалардың митохондрияларында орындалады. Ағза АТФ-тың макроэргтік байланыстарының химиялық энергиясын әртүрлі биологиялық қызметтерді орындау үшін, яғни жаңа молекулалардың синтезі, химиялық жұмыс, молекулаларды осмос және иондық градиентке қарсы тасымалдау, мембраналық потенциалдарды сақтау, электр импульстерін өндіру т.б. қызметтер үшін пайдаланады.Физикалық қозғалыстарда тотығу процестерінің белсенділігі жоғарылайды, бұл жағдай АТФ-тың әжептәуір мөлшерде жиналуына байланысты болады. Биологиялық тотығу жүйе мен қоршаған ортаның арасындағы қарым қатынасты суреттейтін маңызды кезеңдердің бірі болып есептеледі. 4. Коферменттердің құрылысы-протондар мен электрондарды тасымалдаушылар Коферменттер немесе Коэнзимдер (лат. Ко - «бірге» жəне фермент) — құрамында белок жоқ органикалық қосылыстар, олар апорферментепен тығыз байланысқан.Ферменттің мықты байланысқан кофакторы простетикалық топ. Көптеген ферменттердің активтігі үшін екі фактордың да - металл иондарының да, простетикалық топтың да (немесе коферменттердің) болуы қажет. Коферменттер немесе Коэнзимдер (лат. Ко - «бірге» жəне фермент) — құрамында белок жоқ органикалық қосылыстар, олар апорферментепен тығыз байланысқан. Ферменттің мықты байланысқан кофакторы простетикалық топ. Көптеген ферменттердің активтігі үшін екі фактордың да - металл иондарының да, простетикалық топтың да (немесе коферменттердің) болуы қажет. Витаминді коферменттер Коферменттерге активті тобы бар витаминдер - тиаминпирофосфат (В1 витаминінің туындысы), никотинамидті коферменттер (РР витамині бар) жатады. В2, В6, В12, витаминдері жəне басқа да витаминдер кіреді. Сондықтан да витаминнің жеткіліксіз болуы коферменттердің синтезін бұзады, соның салдарынан тиісті ферменттердің түзілуі тежеледі. Осыдан кейін зат алмасу бұзылады жəне адам мен жануарлар организмі бірқалыпты тіршілік ете алмайды. Витамінсіз коферменттер Витаминдік емес коферменттер де бар. мысалы, металлпорфириндер (цитохромдағы гемдер), нуклеотидтер (УДФ-глюкоза), пептидтер (глутатион), т.б. осындай коферменттер. Мұндай коферменттер зат алмасудың аралық өнімдерінен түзіледі жəне əрқашан да организмде болады. Витаминді коферменттер • Коферменттерге активті тобы бар витаминдер тиаминпирофосфат (В1 витаминінің туындысы), никотинамидті коферменттер (РР витамині бар) жатады. В2, В6, В12, витаминдері жəне басқа да витаминдер кіреді. Сондықтан да витаминнің жеткіліксіз болуы коферменттердің синтезін бұзады, соның салдарынан тиісті ферменттердің түзілуі тежеледі. Осыдан кейін зат алмасу бұзылады жəне адам мен жануарлар организмі бірқалыпты тіршілік ете алмайды. Витамінсіз коферменттер Витаминдік емес коферменттер де бар. мысалы, металлпорфириндер (цитохромдағы гемдер), нуклеотидтер (УДФ-глюкоза), пептидтер (глутатион), т.б. осындай коферменттер. Мұндай коферменттер зат алмасудың аралық өнімдерінен түзіледі жəне əрқашан да организмде болады. I.Витаминдық коферменттер: • 1.Никотинамиднуклеотидтік (НАД,НАДФ) • 2.Флавиндік(ФАД,ФМН) • 3.Тиаминдық(ТМФ,ТДФ,ТТФ) • 4.Кобамидтық (метилкобаламин, дезоксикобаламин) • 5.Пиродиксиндік(ПАЛФ,ПАМФ) • 6.Фолаттық(ТГФК) • 7.Хинондық(убихинон,пластохинон) • II. Витаминдік емес коферменттер: • 1.Нуклеотидтер(УДФ-глюкоза,көмірсутектердің, • спирттердің нуклеотидтық туындылары ж/е т.б) • 2.Моносахаридтердің фосфаттары(глюкоза-1,6дифосфат,2,3-дифосфоглицерат) • 3.Металлпорфириндер(гемдер,хлорофилдер) • 4.Пептидтер(глутатитон) 5. ПЖҚ-ның тотыға декарбоксилденуі – катаболизмнің жалпы жолдарының бірінші кезеңі Катаболизм жалпы үш сатыға бөлінеді. Катаболизмнің бастапқы сатысы немесе спецификалық жолы әр кластағы ферменттердің қатысуымен өтеді. Нәтижесінде көп мөлшердегі бастапқы заттардан аралық өнімдер арқылы пируват және ацетил-АКо түзіледі. Ацетил-АКо пируваттың тотығып, декарбоксилденуі мен дегидрленуінен түзіледі. Екінші және үшінші сатының реакциялары катаболизмнің жалпы жолдары деп аталады. Ол заттардың ыдырап, пируваттан соңғы өнімдер: СО2, Н2О және АҮФ түзілуінен тұрады. Екінші сатының реакциясы – пируваттың тотығып, декарбоксилденуі. Үшінші сатының реакциялары – Кребс айналымы. Катаболизмнің жалпы жолдарында ғана дегидрлену реакцияларына арналған субстраттардың негізгі массасы түзіледі. Пирожүзiм қышқылының тотығуы пируватдегидрогеназа ферменттiк комплексiнiң қатысуымен жүредi. Осы процестiң нәтижесiнде пирожүзiм қышқылының құрамындағы карбоксил тобы көмiрқышқыл газы түрiнде бөлiнiп шығады, ал ацетил тобы ацетил-КоА-ның құрамына енедi. Пирожүзiм қышқылынан бөлiнген бiр сутегi атомы және HSKoA-дан алынған бiр сутегi атомы НАДНН+ түзуге жұмсалып, сонан соң, бұл протондар мен электрондар тасымалдау тiзбегi бойынша молекулалық оттегiге жеткiзiледi. ПЖҚ тотығып декарбоксилденуiне 3 фермент және 5 кофермент қатысады. Ферменттер: Пируватдегидрогеназа (Е1) (ПДГ). Дигидролипоилацетилтрансфераза (Е2) (ДГЛАТ). Дигидролипоилдегидрогеназа (Е3) (ДГЛДГ). ПИРОЖҤЗIМ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ТОТЫҒА ДЕКАРБОКСИЛДЕНУI 1-кезеңде пирожүзiм қышқылы пируватдегидрогеназамен байланысқан ТДФ әрекеттесiп өзiнiң карбоксил тобынан айрылады 2-кезеңде пируватдегидрогеназа ферментi бiрiншi кезеңде түзiлген гидроксиэтил -ТДФ-тың құрамындағы сутегi атомымен ацетил тобын дигидролипоилтрансферазаның құрамындағы липоамидке берiп екiншi кезеңдегi реакцияны да жүргiзуге қатысады 3-кезеңде HS–KoA коферментi дигидролипоилацетилтрансферазаның ацетил туындысымен әрекеттесiп, нәтижесiнде ацетилКоА және липоамидтiң тотықсызданған түрi түзiледi. 4-кезеңде дигидролипоилацетилтрансферазаның тотықсызданған күйiне дигидролипоилдегидрогеназа ферментi әсер етiп липоил қышқылының құрамындағы сутегi атомдарының өзiнiң коферментi болып табылатын ФАД-пен байланысуына әкеп соқтырады 5-кезеңде тотықсызданған ФАД сутегi атомдарын НАД-қа жеткiзедi Пирожүзiм қышқылының тотығып декарбоксилденуi тiрi клеткаларда қайтымсыз процесс. В1 дәруменiнiң жетiспеушiлiгi бери-бери ауруын туғызады. В1 дәруменi жетiспесе пирожүзiм қышқылының тотыға декарбоксилденуi тежеледi, ал осы қышқылдың концентрациясының артуы адам миының жұмыс iстеуiн нашарлатады. Орталық жүйке жүйесi тез зақымданады, полиневрит дамиды. Жүрек жұмысы, асқазан, ішек-қарын жұмыстары да нашарлайды. 6. ҮКҚЦ – катаболизмнің жалпы жолдарының 2 кезеңі. ҮКҚЦ- үш карбон қышқылдарының циклы. Кребец цикл Пирожүзiм қышқылының тотыға декарбоксилденуi нәтижесiнде түзiлген Ацетил-КоА үш карбон қыщқылдарының циклiне қатысады. Бұл цикл ацетил-КоА-ның ацетил құрамында төрт көмiртегi атомы бар оксалоацетатқа берiп, алты көмiртектi лимон қышқылының түзiлуiнен басталады. КРЕБС ЦИКЛІ Түзілген оксалоацетат ацетил-КоА-ның жаңа молекуласымен қосылып үш карбон қышқылының циклiн қайтадан бастайды. Циклдiң бiр қайталануына ацетил-КоА-ның құрамындағы бiр ацетил тобы қатысып екi СО2 молекуласы түзiлiп отырады. Үш карбон қышқылы циклiнiң төрт кезеңiнде дегидрлену реакциясының нәтижесiнде төрт жұп сутегi атомы бөлiнiп, оның үш жұбы НАД+ - тың үш тотыққан молекуласын тотықсыздандырып НАДН Н+ айналдырса, бiр жұбы ФАД-ты тотықтырып ФАДН2 айналдырады. КРЕБС ЦИКЛІ Төрт жұп протондар мен электрондар оттегiнiң екi молекуласын тотықсыздандырып судың төрт молекуласын түзуге жұмсалады. Төрт дегидрлену реакциясы жоғарғы энергиялы электрондардың ағысын туғызып, бұл электрондар тыныс алу тiзбегiне түсiп, тотыға фосфорлану нәтижесiнде АТФ-тың 11 молекуласының түзiлуiн қамтамасыз етедi. Бiр моль АТФ субстратты фосфорлану нәтижесiнде түзiлiп, яғни сукцинил-КоА–синтетаза ферментiнiң қаты-суымен: сукцинил–КоА сукцинатқа айналады, сукцинил–КоА-ның құрамындағы макроэргтiк байланыс үзiлiп, бос энергия пайда болады. КРЕБС ЦИКЛІ Бұл энергия ГДФ+Н3РО4ГТФ реакциясына жұмсалады. ГТФ+АДФАТФ+ГДФ. Мiне, осылай бiр моль АТФ субстратты фосфорлану нәтижесiнде түзiледi, ГДФ реакцияға қайта оралады. Сонымен, лимон қышкылына айналған әрбiр ацетил–КоА молекуласы жоғарғы реакциялардың нәтижесiнде 12 моль АТФ түзед Катаболизм жалпы үш сатыға бөлінеді. Катаболизмнің бастапқы сатысы немесе спецификалық жолы әр кластағы ферменттердің қатысуымен өтеді. Нәтижесінде көп мөлшердегі бастапқы заттардан аралық өнімдер арқылы пируват және ацетил-АКо түзіледі. Ацетил-АКо пируваттың тотығып, декарбоксилденуі мен дегидрленуінен түзіледі. Екінші және үшінші сатының реакциялары катаболизмнің жалпы жолдары деп аталады. Ол заттардың ыдырап, пируваттан соңғы өнімдер: СО2, Н2О және АҮФ түзілуінен тұрады. Екінші сатының реакциясы – пируваттың тотығып, декарбоксилденуі. Үшінші сатының реакциялары – Кребс айналымы. Катаболизмнің жалпы жолдарында ғана дегидрлену реакцияларына арналған субстраттардың негізгі массасы түзіледі 7. ТАТ мен катаболизмнің жалпы жолдары арасындағы байланыс. Катаболизмнің жалпы жолдары реакциясының энергетикалық шығымы. 8.Катаболизмнің жалпы жолдарының реттелуі. ТАТ пен катаболизмнің жалпы жолдарының жалпы реттелуі. Катаболизм – күрделi органикалық молекулалардың қарапайым, кiшi молекулалы заттарға дейiн ыдырауы. Мысалы, тамақпен түскен көмiрсу, май, ақуыз --- сүт қышқылы, су, СО2 және аммиак сияқты кіші молекулалық заттарға дейiн ыдырайды, нәтижесінде молекулалардың байланыстарында сақталған энергияның босауы жүредi. Катаболизмнің жалпы жолпы-Ағзаға тамақпен түскен көмiрсу, ақуыз, май және көптеген амин қышқылдары үш карбон қышқылдарының циклiнен өтiп, тотығу нәтижесiнде көмiр қышқыл газы (СО2) және (Н2О) су түзедi. Катаболизмнің жалпы жолына жатады: Пируваттың тотыға декарбоксилденуі Лимон қышқылының циклі Пируваттың тотыға декарбоксилденуі Басқаша пирожүзім қышқылының тотығып декарбоксилденуі д.а. Пируваттың тотыға декарбоксилденуі митохондрия матриксінде жүреді. Реакцияның нәтижесінде карбоксил тобы СО2 түрінде бөлінеді, ал ацетил тобы ацетил КоА құрамына кіреді. Реакциясы:  Пируваттың тотыға декарбоксилденуі пируватдегидрогеназа ферменттік комплексінің қатысуымен жүреді. Пирожүзiм қышқылынан бөлiнген бiр сутегi атомы және ацетил KoA-дан алынған бiр сутегi атомы НАДНН+ түзуге жұмсалып, сонан соң, бұл протондар мен электрондар тасымалдау тiзбегi бойынша молекулалық оттегiге жеткiзiледi. Пирожүзім қышқылының тотыға декарбоксилденуіне 3 фермент қатысады: Пируватдегидрогеназа-Е1, (ПДГ) Дигидролипоилацетилтрансфераза-Е2, (ДГЛАТ) Дигидролипоилдегидрогеназа-Е3, (ДГЛДГ) |