Metabolismul celulelor

• Produse

Metabolismul celulelor

Metabolismul este un set de procese de biosinteză și de divizare a substanțelor organice complexe în celulă și corp.

Anabolismul - metabolismul plastic, asimilarea, biosinteza substanțelor organice (substanțele organice sunt sintetizate - proteine, grăsimi, carbohidrați), energia este consumată (ATP este consumată), fotosinteza, chemosinteza, biosinteza proteinelor.

Catabolismul - metabolismul energetic, disimilarea, descompunerea substanțelor organice (substanțele organice sunt împărțite în CO2 și H2O, energia este eliberată și stocată sub formă de ATP, respirație celulară (metabolismul energetic în celulă)).

Tipuri de nutriție (metode de obținere a energiei de ATP)

Autotrofii - capabili să creeze substanțe organice din anorganice.

Există fototrofe (utilizați energia solară pentru biosinteză, plante și algele albastre-verde - cianobacterii) și chemotrofele (folosiți energia legăturilor chimice pentru biosinteză, bacterii de sulf, bacterii de fier, azotat, nitrificator și bacterii pe bază de hidrogen).

Heterotrofe - folosiți substanțe organice gata preparate.

Există saprotrofe (utilizarea substanțelor organice ale corpurilor moarte sau a deșeurilor de organisme vii, bacterii saprotrofice, animale (saprophagi) și ciuperci) și paraziți (trăind în detrimentul unui alt organism viu, hrănindu-i sucurile, țesuturile sau alimentele digerate, în mod repetat fără a ucide permanent sau temporar utilizarea organismului gazdă ca habitat, bacterii, fungi, plante, animale și viruși).

Kirilenko A. A. Biologie. Examen de stat unificat. Secțiunea "Biologie moleculară". Teorie, sarcini de instruire. 2017.

Metabolism (metabolism) - un set de reacții chimice care apar într-un organism viu pentru funcționarea sa normală.

Metabolismul constă în defalcarea substanțelor (metabolismul energetic) și asamblarea substanțelor (metabolismul plastic).

Metabolismul metabolic (anabolism, asimilare) este o combinație a reacțiilor de sinteză care apar cu consumul de energie ATP.

Rezultat: din nutrienții care intră în celulă, proteinele, grăsimile, carbohidrații, care sunt utilizați pentru a crea celule noi, organele lor și substanța intercelulară, sunt caracteristice organismului.

Metabolismul energetic (catabolism, disimilare) - un set de reacții de dezintegrare, care se produc de obicei cu eliberarea de energie sub formă de căldură și sub formă de ATP.

Rezultat: substanțele complexe se descompun în simplificare (diferențiere) sau oxidare a unei substanțe.

Metabolismul vizează conservarea și autoproducerea sistemelor biologice.

Aceasta include intrarea substanțelor în organism în procesul de nutriție și respirație, metabolismul intracelular și eliberarea de produse finale ale metabolismului.

Metabolismul este indisolubil legat de transformarea unor tipuri de energie în altele. De exemplu, în procesul de fotosinteză, energia luminoasă este stocată sub formă de legături chimice de molecule organice complexe, iar în procesul de respirație se eliberează și se consumă pe sinteza de noi molecule, lucrări mecanice și osmotice, disipate sub formă de căldură etc.

Enzimele sunt catalizatori biologici de natură proteică care controlează reacțiile chimice în organismele vii.

Enzimele reduc energia de activare a reacțiilor chimice, accelerând în mod semnificativ apariția lor sau făcându-le fundamental posibilă.

Enzimele pot fi fie proteine ​​simple, fie complexe, care, pe lângă partea proteică, includ nonproteină - cofactor sau coenzima.

Enzimele diferă de catalizatorii neproteici prin specificitatea lor ridicată de acțiune: fiecare enzimă catalizează transformările specifice ale unui anumit tip de substrat.

Activitatea enzimelor din organismele vii este reglementată de mai multe mecanisme:

- prin interacțiunea cu proteine ​​de reglare, regulatori cu greutate moleculară mică și ioni

- prin schimbarea condițiilor de reacție, cum ar fi pH-ul compartimentului

Etapele metabolismului energetic

1. Pregătitoare

Se efectuează prin enzime ale tractului gastrointestinal, enzime lizozomale. Energia eliberată este disipată sub formă de căldură. Rezultat: împărțirea macromoleculelor la monomeri: grăsimi la acizi grași și glicerină, carbohidrați la glucoză, proteine ​​la aminoacizi, acizi nucleici la nucleotide.

2. Stadiul anaerob (anoxic) sau glicoliza (cel mai adesea substratul reacției este glucoza)

Locul de desfășurare: citoplasma celulelor.

Rezultatul: scindarea monomerilor la produsele intermediare. Glucoza pierde patru atomi de hidrogen, adică este oxidat, cu formarea a două molecule de acid piruvic, două molecule de ATP și două molecule de NADH + H + reînnoită.

Cu o lipsă de oxigen, acidul piruvic format este transformat în acid lactic.

3. Stadiul aerobic (oxigen) sau respirația tisulară (celulară)

Oxidarea compușilor intermediari la produsele finale (CO2 și H2O) cu eliberarea unei cantități mari de energie.

Ciclul Krebs: esența transformărilor constă în decarboxilarea treptată și dehidrogenarea acidului piruvic, în timpul căruia se formează ATP, NADH și FADH2. În reacțiile ulterioare, NADH bogat în energie și FADH2 își transferă electronii în lanțul de transport al electronilor, care este un complex multienzimic al suprafeței interioare a membranelor mitocondriale. Datorită mișcării electronului de-a lungul lanțului transportor, se formează ATP. 2C3H6O3 + 6O2 + 36F + 36 ADP → 6CO2 + 42H2O + 36ATF

Acidul acid piruvic (acid lactic) reacționează cu acid oxaloacetic (oxaloacetat) pentru a forma acid citric (citrat), care suferă o serie de reacții consecutive, fiind transformat în alți acizi. Ca urmare a acestor transformări, se formează acid oxaloacetic (oxaloacetat), care reacționează din nou cu acid piruvic. Hidrogenul combinat liber cu NAD (nicotinamidadenin dinucleotida) pentru a forma compusul NADH.

Sursa: "Biologie în scheme, termeni, tabele" M.V. Zheleznyak, G.N. Deripasco, Ed. "Phoenix"

Sursa: Biologie. Cele mai importante 100 de subiecte ale lui V.Yu. Jameev 2016

Informații genetice în celulă

Biosinteza proteinei și a acizilor nucleici

Genomul - un set de materiale ereditare conținute în celula corpului.

Informațiile genetice (ereditare) sunt codificate ca o secvență de nucleotide ADN, iar în unele virusuri - ARN.

Genomul eucariot este localizat în nucleu, mitocondriile și în plante chiar și în plastide.

Mitochondria și plastidele sunt relativ autonome, totuși, o parte a proteinelor mitocondriale și plastidice sunt codificate de genomul nuclear.

O genă este o unitate elementară de informații genetice. O genă este o regiune ADN care codifică o secvență de proteine ​​(polipeptide) sau ARN funcțional.

Proprietățile codului genetic

Codul genetic

1) triplet - fiecare aminoacid corespunde unui codon de ADN triplu nucleotid (ARN); 2) lipsită de ambiguitate - un triplet codifică numai un aminoacid;

3) degenerate - mai multe triplete diferite pot codifica un aminoacid;

4) universală - una pentru toate organismele care există pe Pământ;

5) nu se suprapune - codonii se citesc unul după altul, dintr-un anumit punct dintr-o direcție (o nucleotidă nu poate fi parte a celor două tripleți adiacente în același timp);

6) între gene există "semne de divizare" - zone care nu poartă informații genetice, ci doar separă unele gene de celelalte. Ele sunt numite distanțiere.

Codonii stop de UAAA, UAG, UGA denotă terminarea sintezei unui lanț polipeptidic, tripletul AUG determină locul debutului sintezei următorului.

Surse: Biologia celor mai importante 100 de subiecte ale lui V.Yu. Jameev 2016

"Biologie în scheme, termeni, tabele" M.V. Zheleznyak, G.N. Deripasco, Ed. "Phoenix"

Referință vizuală. Biologie. 10-11 ore. Krasil'nikova

Ce este metabolismul?

Nu te-ai gandit niciodata de ce unii oameni mananca totul (nu uita de chifle si produse de patiserie), in timp ce arata ca si cum nu au mancat cateva zile, in timp ce altii, dimpotriva, contin numar caloriilor, stau pe diete, hale și încă nu poate face față cu aceste kilograme în plus. Deci, care este secretul? Se pare că totul se referă la metabolism!

Deci, ce este metabolismul? Și de ce oamenii care au o rată ridicată a reacțiilor metabolice nu suferă niciodată de obezitate sau supraponderali? Vorbind despre metabolism, este important să observăm următoarele: acesta este un metabolism care apare în organism și toate schimbările chimice, începând cu momentul în care nutrienții intră în organism, până când sunt eliminați din organism în mediul extern. Procesul metabolic reprezintă toate reacțiile care au loc în organism, datorită cărora sunt construite elementele structurale ale țesuturilor, celulelor, precum și toate procesele prin care organismul primește energia necesară pentru întreținerea normală.

Metabolismul joacă un rol imens în viața noastră, deoarece, datorită tuturor acestor reacții și schimbări chimice, obținem tot ce ne trebuie din produsele alimentare: grăsimi, carbohidrați, proteine, precum și vitamine, minerale, aminoacizi, fibre sănătoase, acizi organici etc. d.

Potrivit proprietăților sale, metabolismul poate fi împărțit în două părți principale - anabolismul și catabolismul, adică procesele care contribuie la crearea tuturor substanțelor organice necesare și la procesele distructive. Adică procesele anabolice contribuie la "transformarea" moleculelor simple în cele mai complexe. Toate aceste procese de date sunt asociate cu costurile energiei. Procesele catabolice, pe de altă parte, eliberează corpul de produsele finale de descompunere, cum ar fi bioxidul de carbon, ureea, apa și amoniacul, ceea ce duce la eliberarea de energie, adică putem spune că metabolismul urinar apare.

Ce este metabolismul celular?

Ce este metabolismul celular sau metabolismul celular? Este bine cunoscut faptul că fiecare celulă vie din corpul nostru este un sistem bine coordonat și organizat. Celula conține diferite structuri, macromolecule mari, care îi ajută să se dezintegreze datorită hidrolizei (adică divizarea celulei sub influența apei) în cele mai mici componente.

În plus, celulele conțin o cantitate mare de potasiu și un pic de sodiu, în ciuda faptului că mediul celular conține o mulțime de sodiu, iar potasiul, dimpotrivă, este mult mai puțin. În plus, membrana celulară este proiectată astfel încât să ajute la penetrarea atât a sodiului cât și a potasiului. Din păcate, diferite structuri și enzime pot distruge această structură raționalizată.

Și celula însăși este departe de raportul dintre potasiu și sodiu. O astfel de "armonie" se realizează numai după moartea unei persoane în procesul autolizei muritoare, adică digestia sau descompunerea organismului sub influența propriilor enzime.

Ce este energia pentru celule?

Mai întâi de toate, energia celulelor este pur și simplu necesară pentru a susține activitatea sistemului, care este departe de echilibru. Prin urmare, pentru ca o celulă să se afle într-o stare normală pentru ea, chiar dacă este departe de echilibru, trebuie să primească fără întârziere energia necesară pentru ea. Și această regulă este o condiție indispensabilă pentru funcționarea celulară normală. În același timp, există și o altă lucrare care vizează interacțiunea cu mediul.

De exemplu, dacă există o reducere a celulelor musculare sau în celulele renale și chiar începe să se formeze urină sau apar impulsuri nervoase în celulele nervoase și în celulele responsabile pentru tractul gastrointestinal, secreția de enzime digestive a început sau a început secreția de hormoni în celule glandele endocrine? Sau, de exemplu, celulele glowworm au început să strălucească, iar în celulele de pește, de exemplu, au existat evacuări de electricitate? Pentru toate acestea nu a fost, pentru aceasta și de nevoie de energie.

Care sunt sursele de energie?

În exemplele de mai sus vedem. Că celulele folosesc pentru activitatea sa energia obținută datorită structurii adenozin trifosfatului sau (ATP). Datorită ei, celula este saturată de energie, a cărei eliberare poate veni între grupurile de fosfați și poate servi în continuare. Dar, în același timp, cu ruperea hidrolitică simplă a legăturilor fosfatice (ATP), energia rezultată nu va deveni disponibilă pentru celulă, în acest caz, energia va fi irosită ca căldură.

Acest proces constă din două etape succesive. În fiecare astfel de etapă, este implicat un produs intermediar, care este desemnat drept HF. În ecuațiile următoare, X și Y denotă două substanțe organice complet diferite, litera F înseamnă fosfat, iar abrevierea ADP se referă la adenozin difosfat.

Normalizarea metabolismului - acest termen este acum stabilit în viața noastră și, în plus, a devenit un indicator al greutății normale, deoarece tulburările proceselor metabolice în organism sau metabolismul sunt adesea asociate cu creșterea în greutate, excesul de greutate, obezitatea sau insuficiența acesteia. Identificați rata de procese metabolice în organism poate fi din cauza testului pe baza de schimb.

Care este schimbul principal? Acesta este un indicator al intensității producției de energie a organismului. Acest test se efectuează dimineața pe stomacul gol, în timpul pasivității, adică în repaus. Un tehnician calificat măsoară (O2) absorbția de oxigen, precum și excreția de către organism (CO2). Când comparați datele, aflați câte procente corpul arde nutrienții care intră.

De asemenea, sistemul hormonal, glandele tiroidiene și glandele endocrine influențează activitatea proceselor metabolice, prin urmare, atunci când detectează tratamentul bolilor metabolice, medicii încearcă, de asemenea, să identifice și să țină seama de nivelul de activitate al acestor hormoni în sânge și de bolile disponibile ale acestor sisteme.

Principalele metode de studiere a proceselor metabolice

Studiind metabolismul unuia (oricarui) nutrient, toate schimbările sale (care apar cu acesta) sunt observate dintr-o formă care intră în organism până la starea finală, la care este excretată din corp.

Metodele de cercetare metabolică de astăzi sunt extrem de diverse. În plus, în acest scop, se utilizează o serie de metode biochimice. O metodă de a studia metabolismul este metoda de utilizare a animalelor sau a organelor.

Animalul testat este injectat cu o substanță specială și apoi, prin urină și excremente, sunt detectate posibile produse de modificare (metaboliți) ale substanței. Informațiile cele mai exacte pot fi colectate prin examinarea proceselor metabolice ale unui anumit organ, de exemplu, creier, ficat sau inimă. Pentru a face acest lucru, această substanță este injectată în sânge, după care metaboliții îi ajută să o identifice în sânge venind din acest organ.

Această procedură este foarte complexă și plină de risc, deoarece, de multe ori, prin astfel de metode de cercetare, ele utilizează metoda de înțepare subțire sau fac secțiuni ale acestor organe. Astfel de secțiuni sunt plasate în incubatoare speciale, unde sunt ținute la o temperatură (similară temperaturii corporale) în substanțe solubile speciale, cu adăugarea substanței a cărei metabolizare este studiată.

Cu această metodă de cercetare, celulele nu sunt deteriorate, datorită faptului că secțiunile sunt atât de subțiri încât substanța pătrunde ușor și liber în celule și apoi le lasă. Se întâmplă că există dificultăți cauzate de trecerea lentă a unei substanțe speciale prin membranele celulare.

În acest caz, pentru a distruge membranele, țesuturile sunt de obicei zdrobite, astfel încât substanța specială să incubheze pulpa celulară. Astfel de experimente au demonstrat că toate celulele vii ale corpului sunt capabile să oxideze glucoza la dioxidul de carbon și apă și numai celulele țesutului hepatic pot sintetiza ureea.

Utilizați celule?

În funcție de structura lor, celulele reprezintă un sistem foarte complex organizat. Este bine cunoscut faptul că o celulă constă dintr-un nucleu, o citoplasmă și în citoplasmul din jur există mici organisme numite organele. Sunt diferite în ceea ce privește dimensiunea și textura.

Datorită tehnicilor speciale, va fi posibilă omogenizarea țesuturilor celulelor și apoi o separare specială (centrifugare diferențială), obținându-se astfel medicamente care vor conține numai mitocondriile, numai microzomii, precum și plasmă sau lichid limpede. Aceste medicamente sunt incubate separat cu compusul al cărui metabolism este în studiu, pentru a determina exact care structuri subcellulare particulare sunt implicate în modificările succesive.

Au fost cazuri în care reacția inițială a început în citoplasmă și produsul său a fost supus unor modificări în microzomi și după aceea s-au observat schimbări cu alte reacții cu mitocondriile. Incluziunea substanței studiate cu un omogenat de țesut sau celule vii cel mai adesea nu dezvăluie niciun fel de etape separate legate de metabolism. Următoarele, după alte experimente, în care una sau o altă structură subcelulară este utilizată pentru incubație, ajută la înțelegerea întregului lanț al acestor evenimente.

Cum se utilizează izotopii radioactivi

Este necesară studierea acestor sau a altor procese metabolice ale unei substanțe:

• utilizarea metodelor analitice pentru determinarea substanței și a metaboliților acesteia;
• Este necesar să se utilizeze metode care să permită diferențierea substanței introduse de aceeași substanță, dar deja prezente în acest preparat.

Respectarea acestor cerințe a fost principalul obstacol în timpul studierii proceselor metabolice în organism, până în acel moment până când au fost descoperite izotopi radioactivi și 14C, un carbohidrat radioactiv. Și după apariția lui 14C și a instrumentelor care permit măsurarea chiar a radioactivității slabe, toate dificultățile de mai sus au luat sfârșit. După aceea, cazul cu măsurarea proceselor metabolice a mers, așa cum se spune, pe deal.

Acum, când un acid gras marcat cu 14C este adăugat la un preparat biologic special (de exemplu, suspensii mitocondriale), atunci după aceea nu sunt necesare analize speciale pentru a determina produsele care afectează transformarea sa. Și pentru a determina rata de utilizare, acum a devenit posibilă măsurarea pur și simplu a radioactivității fracțiilor mitocondriale obținute secvențial.

Această tehnică nu numai că ajută la înțelegerea modului de a normaliza metabolismul, dar și datorită faptului că se poate distinge cu ușurință moleculele acidului gras radioactiv introdus experimental, de la moleculele de acizi grași deja prezente în mitocondriile la începutul experimentului.

Electroforeza și. cromatografia

Pentru a înțelege ce și cum normalizează metabolismul, adică modul în care este normalizat metabolismul, este de asemenea necesar să se utilizeze astfel de metode care să contribuie la separarea amestecului, care includ substanțe organice în cantități mici. Una dintre cele mai importante astfel de metode, care se bazează pe fenomenul de adsorbție, este considerată metoda de cromatografie. Datorită acestei metode are loc separarea amestecului de componente.

Când se întâmplă acest lucru, separarea componentelor amestecului, care se realizează fie prin adsorbție pe sorbent, fie datorită hârtiei. În separarea prin adsorbție pe sorbent, adică atunci când încep să umple astfel de tuburi speciale de sticlă (coloane), cu eluție treptată și ulterioară, adică cu leșierea ulterioară a fiecăruia dintre componentele disponibile.

Metoda de separare a electroforezei depinde direct de prezența semnelor, precum și de numărul încărcăturilor ionizate ale moleculelor. Electroforeza se efectuează, de asemenea, pe oricare dintre purtătorii inactivi, cum ar fi celuloza, cauciucul, amidonul sau, în sfârșit, pe hârtie.

Una dintre metodele cele mai sensibile și eficiente pentru separarea unui amestec este cromatografia de gaz. Această metodă de separare este utilizată numai dacă substanțele necesare separării sunt în stare gazoasă sau, de exemplu, în orice moment pot intra în această stare.

Cum este eliberarea enzimelor?

Pentru a afla cum sunt eliberate enzimele, este necesar să înțelegem că acesta este ultimul loc din această serie: un animal, apoi un organ, apoi o secțiune de țesut, apoi o fracțiune de organeluri celulare și un omogenat care ia enzime catalizate de o anumită reacție chimică. Izolarea enzimelor în formă purificată a devenit o direcție importantă în studiul proceselor metabolice.

Combinarea și combinarea metodelor de mai sus au permis căile metabolice principale în majoritatea organismelor care locuiesc pe planeta noastră, inclusiv pe oameni. În plus, aceste metode au contribuit la stabilirea răspunsurilor la întrebarea cum procedează procesele metabolice în organism și, de asemenea, au contribuit la clarificarea consecvenței principalelor etape ale acestor căi metabolice. Astăzi, există mai mult de o mie din toate tipurile de reacții biochimice care au fost deja studiate și, de asemenea, au fost studiate enzimele implicate în aceste reacții.

Deoarece apariția oricărei manifestări în celulele vieții necesită ATP, nu este surprinzător faptul că rata proceselor metabolice ale celulelor grase este în primul rând orientată spre sinteza ATP. Pentru a realiza acest lucru, se folosesc reacții secvențiale variabile în complexitate. Astfel de reacții folosesc în principal energia potențială chimică, care este conținută în moleculele de grăsimi (lipide) și carbohidrați.

Procesele metabolice dintre carbohidrați și lipide

Un astfel de proces metabolic între carbohidrați și lipide, într-un mod diferit, se numește sinteza ATP, un metabolism anaerob (deci fără oxigen).

Principalul rol al lipidelor și al carbohidraților este acela că sinteza ATP furnizează compuși simpli, în ciuda faptului că aceleași procese au avut loc în cele mai primitive celule. Doar într-o atmosferă lipsită de oxigen, oxidarea completă a grăsimilor și a carbohidraților la dioxid de carbon a devenit imposibilă.

Chiar și aceste celule primitive au folosit aceleași procese și mecanisme prin care a avut loc restructurarea structurii moleculei de glucoză în sine, care a sintetizat cantități mici de ATP. Cu alte cuvinte, astfel de procese în microorganisme se numesc fermentație. Astăzi, "fermentarea" glucozei la starea de alcool etilic și dioxid de carbon în drojdie este în special bine studiată.

Pentru a finaliza toate aceste schimbări și pentru a forma un număr de produse intermediare, a fost necesar să se efectueze unsprezece reacții consecutive, care, în cele din urmă, au fost prezentate în parlament de produse intermediare (fosfați), adică esteri ai acidului fosforic. Această grupă de fosfați a fost transferată la adenozin difosfat (ADP) și, de asemenea, cu formarea de ATP. Doar două molecule au constituit randamentul net al ATP (pentru fiecare dintre moleculele de glucoză obținute ca urmare a procesului de fermentație). Procese similare s-au observat și în toate celulele vii ale corpului, deoarece acestea au furnizat energia necesară funcționării normale. Astfel de procese sunt deseori numite respirație celulară anaerobă, deși acest lucru nu este complet corect.

La mamifere și la om, acest proces se numește glicoliză, iar produsul final este acid lactic, nu dioxid de carbon (CO2) și nu alcool. Cu excepția ultimelor două etape, întreaga secvență de reacții de glicoliză este considerată a fi aproape identică cu procesul care are loc în celulele de drojdie.

Metabolismul aerobic înseamnă utilizarea oxigenului

Evident, odată cu apariția oxigenului în atmosferă, datorită fotosintezei plantelor, datorită Mamei Natura, a apărut un mecanism care a permis oxidarea completă a glucozei în apă și CO2. Un astfel de proces aerobic a permis producția pură de ATP (din treizeci și opt de molecule, bazate pe fiecare moleculă de glucoză, numai oxidat).

Un astfel de proces de utilizare a oxigenului de către celule, pentru apariția compușilor cu energie, este astăzi cunoscut ca respirația aerobă, celulară. O astfel de respirație se realizează prin enzime citoplasmatice (spre deosebire de anaerobi), iar procesele oxidative au loc în mitocondrii.

Aici, acidul piruvic, care este un produs intermediar, după format în faza anaerobă, după starea oxidată datorită CO2 șase reacții succesive în cazul în care fiecare pereche de reacție de electroni este transferat la acceptor total de dinucleotid coenzima nicotinamida adenina, prescurtat (NAD). Această secvență de reacții se numește ciclul acidului tricarboxilic, precum și ciclul acidului citric sau ciclul Krebs, ceea ce conduce la faptul că fiecare moleculă de glucoză formează două molecule de acid piruvic. În timpul acestei reacții, douăsprezece perechi de electroni se îndepărtează de molecula de glucoză pentru oxidarea ulterioară.

În cursul sursei de energie vorbesc. lipide

Se pare că acizii grași pot acționa, de asemenea, ca sursă de energie, precum și carbohidrați. oxidarea acizilor grași se datorează secvența de scindare a unui acid gras (sau mai degrabă molecula) fragment două carbon, cu apariția de acetil coenzima A, (cu alte cuvinte, este acetil-CoA) și transmiterea simultană a două perechi de electroni de transfer de lanț în sine.

Astfel, acetil CoA obținut este aceeași componentă a ciclului acidului tricarboxilic, a cărui evoluție suplimentară nu este foarte diferită de acetil CoA, care este furnizat prin metabolismul carbohidratului. Aceasta înseamnă că mecanismele care sintetizează ATP în timpul oxidării atât a metaboliților de glucoză cât și a acizilor grași sunt aproape identice.

Dacă energia care intră în organism este obținută aproape numai datorită unui singur proces de oxidare a acizilor grași (de exemplu, în timpul postului, cu o boală ca diateza zahărului etc.), atunci în acest caz, intensitatea acetil-CoA va depăși intensitatea oxidării sale în ciclul de acizi tricarboxilici. În acest caz, moleculele de acetil CoA (care sunt redundante) vor începe să reacționeze una cu cealaltă. Prin acest procedeu vor apărea acizi acetoacetic și b-hidroxibutiric. Astfel de acumulare poate provoca cetoza, este unul dintre tipurile de acidoza, care poate provoca diabet sever si chiar moarte.

De ce rezervați energie?

Pentru a cumpăra cumva rezerve suplimentare de energie, de exemplu, pentru animalele care nu se hrănesc în mod neregulat și nu în mod sistematic, este pur și simplu necesar să cumpărați într-o anumită măsură energia necesară. Astfel de rezerve de energie sunt produse de rezervele alimentare, care includ toate aceleasi grasimi si carbohidrati.

Se pare acizii grași pot merge în rezervă sub formă de grăsimi neutre, care sunt conținute atât în ​​țesutul adipos, cât și în ficat. Și carbohidrații, atunci când sunt ingerați în cantități mari în tractul gastrointestinal, încep să hidrolizeze la glucoză și alte zaharuri, care, atunci când sunt eliberate în ficat, sunt sintetizate în glucoză. Iar acolo, polimerul gigant începe să fie sintetizat din glucoză prin combinarea reziduurilor de glucoză și, de asemenea, prin desprinderea moleculelor de apă.

Uneori cantitatea reziduală de glucoză din moleculele de glicogen ajunge la 30 000. Și dacă există o nevoie de energie, atunci glicogenul începe să se descompună din nou la glucoză în timpul unei reacții chimice, produsul acestuia din urmă fiind fosfat de glucoză. Acest fosfat de glucoză se află pe calea procesului de glicoliză, care face parte din calea responsabilă de oxidarea glucozei. Fosfatul de glucoză poate suferi, de asemenea, reacție de hidroliză în ficat, iar glucoza formată în acest mod este furnizată celulelor corpului împreună cu sângele.

Cum este sinteza carbohidratilor in lipide?

Îți plac alimentele cu carbohidrați? Se pare că, în cazul în care cantitatea de carbohidrați primită de la un anumit moment de alimente depășește rata admisă, în acest caz, carbohidrații sunt transferați în "stoc" sub formă de glicogen, consumul de carbohidrați în exces este transformat în grăsimi. La început, acetil CoA este format din glucoză și apoi începe să fie sintetizat în citoplasma celulei pentru acizi grași cu lanț lung.

Acest proces de "transformare" poate fi descris ca un proces normal de oxidare a celulelor grase. După aceea, acizii grași încep să fie depozitați sub formă de trigliceride, adică, grăsimi neutre care sunt depuse (în principal zone cu probleme) în diferite părți ale corpului.

Dacă organismul are nevoie urgent de energie, atunci grăsimile neutre suferă hidroliză, iar acizii grași încep să curgă în sânge. Aici sunt saturate cu molecule de albumină și globulină, adică proteine ​​plasmatice, și apoi încep să fie absorbite de alte celule foarte diferite. Animalele nu au un astfel de mecanism care să poată efectua sinteza glucozei și acizilor grași, dar plantele le au.

Sinteza compușilor de azot

La animale, aminoacizii sunt utilizați nu doar ca biosinteză a proteinelor, ci și ca materie primă gata pentru sinteza anumitor compuși care conțin azot. Un aminoacid cum ar fi tirozina devine precursorul hormonilor cum ar fi norepinefrina și adrenalina. Și glicerina (cel mai simplu aminoacid) este materialul de ieșire pentru biosinteza purinelor, care fac parte din acidul nucleic, precum și porfirinele și citocromii.

Precursorul pirimidinei acizilor nucleici este acidul aspartic, iar grupul de metionină începe să fie transmis în timpul sintezei creatinei, sarcozinei și colinei. Precursorul acidului nicotinic este triptofanul și din valină (care se formează în plante) se poate sintetiza o vitamină cum ar fi acidul pantotenic. Și acestea sunt doar câteva exemple de utilizare a sintezei compușilor de azot.

Cum are metabolismul lipidic

În mod normal, lipidele intră în organism ca trigliceride ale acizilor grași. Odată ajuns în intestin sub influența enzimelor produse de pancreas, ele încep să sufere hidroliză. Aici sunt sintetizate din nou ca grăsimi neutre, după care ajung fie în ficat, fie în sânge și pot fi de asemenea depozitate ca rezervă în țesutul adipos.

Am mai spus că acizii grași pot fi re-sintetizați din precursorii carbohidraților prezenți anterior. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, în ciuda faptului că în celulele animale se poate observa includerea simultană a unei duble legături în molecule de acizi grași cu catenă lungă. Aceste celule nu pot include a doua și chiar a treia conexiune dublă.

Și din moment ce acizii grași cu trei și două legături duble joacă un rol important în procesele metabolice ale animalelor (inclusiv al oamenilor), în esență ele sunt elemente nutritive importante, cum ar fi vitaminele. De aceea, linolenicul (C18: 3) și linoleicul (C18: 2) sunt de asemenea numiți acizi grași esențiali. De asemenea, sa constatat că în celulele din acidul linolenic se poate implica și legătura dublă. Datorită prelungirii lanțului de carbon, poate apărea un alt participant important în reacțiile metabolice ale acidului arahidonic (C20: 4).

În timpul sintezei lipidelor, pot fi observate reziduuri de acizi grași, care sunt asociate cu coenzima A. Datorită sintezei, aceste reziduuri sunt transferate în esterul glicerol fosfat de glicerină și acid fosforic. Ca urmare a acestei reacții, se formează un compus de acid fosfatidic, în care unul dintre compușii săi este glicerol esterificat cu acid fosforic, iar ceilalți doi sunt acizi grași.

Când apar grăsimile neutre, acidul fosforic va fi îndepărtat prin hidroliză, iar în locul acestuia va fi acidul gras rezultat dintr-o reacție chimică cu acil-CoA. Coenzima A în sine poate apărea datorită vitaminei cu acid pantotenic. Această moleculă conține o grupare sulfhidril care reacționează la acizi odată cu apariția tioesterilor. La rândul său, acidul fosfolipid fosfatidic reacționează la bazele azotate, cum ar fi serina, colina și etanolamina.

Astfel, toate steroizii găsiți la mamifere (cu excepția vitaminei D) pot fi sintetizați independent de organismul însuși.

Cum apare metabolismul proteic?

Se demonstrează că proteinele prezente în toate celulele vii constau din douăzeci și unu de tipuri de aminoacizi, care sunt conectate în diferite secvențe. Acești aminoacizi sunt sintetizați de organisme. O astfel de sinteză duce, de obicei, la apariția acizilor α-ceto. Anume acid a-ceto sau acid a-ketoglutaric și participă la sinteza azotului.

Corpul uman, ca și organismul multor animale, a reușit să-și păstreze capacitatea de a sintetiza toți aminoacizii disponibili (o excepție este unii aminoacizi esențiali), care trebuie să provină în mod necesar din alimente.

Cum se face sinteza proteinelor

Acest proces se desfășoară de obicei după cum urmează. Fiecare aminoacid din citoplasma celulei reacționează cu ATP și apoi se alătură grupului final al moleculei de acid ribonucleic, care este specific pentru acest aminoacid. Apoi, molecula complicată este legată de ribozom, care este determinată în poziția moleculei de acid ribonucleic mai alungită, care este conectată la ribozom.

După ce toate moleculele complexe se aliniază, există un decalaj între aminoacid și acidul ribonucleic, aminoacizii învecinați încep să fie sintetizați și astfel se obține proteina. Metabolizarea normalizată apare datorită sintezei armonioase a proceselor metabolice ale proteinelor-carbohidrați-grași.

Deci, care este metabolismul materiei organice?

Pentru a înțelege și înțelege mai bine procesele metabolice, precum și pentru a restabili sănătatea și a îmbunătăți metabolismul, trebuie să respectați următoarele recomandări privind normalizarea și restaurarea metabolismului.

• Este important să înțelegeți că procesele metabolice nu pot fi inversate. Descompunerea substanțelor nu se desfășoară niciodată pe calea simplă de circulație a reacțiilor de sinteză. Alte enzime, precum și unele produse intermediare, sunt implicate neapărat în această descompunere. Foarte des, procese direcționate în direcții diferite încep să curgă în diferite compartimente ale celulei. De exemplu, acizii grași pot fi sintetizați în citoplasma unei celule atunci când sunt expuși la un anumit set de enzime, iar procesul de oxidare în mitocondrii poate avea loc cu un set complet diferit.
• Un număr suficient de enzime sunt observate în celulele vii ale organismului pentru a accelera procesul de reacții metabolice, dar în ciuda acestor procese metabolice nu se procedează întotdeauna rapid, astfel indică existența unor mecanisme de reglare în celulele noastre care afectează procesele metabolice. Până în prezent, anumite tipuri de astfel de mecanisme au fost deja descoperite.
• Unul dintre factorii care influențează scăderea ratei proceselor metabolice ale unei substanțe date este consumul unei anumite substanțe în celula în sine. Prin urmare, reglementarea proceselor metabolice poate fi îndreptată spre acest factor. De exemplu, dacă luăm insulină, funcția căreia, după cum știm, este asociată cu facilitarea penetrării glucozei în toate celulele. Rata de "transformare" a glucozei, în acest caz, va depinde de viteza cu care a ajuns. Dacă luăm în considerare calciul și fierul, atunci când intră în sânge din intestin, atunci rata reacțiilor metabolice, în acest caz, va depinde de multe, inclusiv de procesele de reglementare.
• Din păcate, nu toate substanțele se pot mișca liber dintr-un compartiment celular în altul. Există, de asemenea, o presupunere că transferul intracelular este monitorizat în mod constant de anumiți hormoni steroizi.
• Oamenii de știință au identificat două tipuri de servomecanisme care sunt responsabile în procesele metabolice pentru feedback negativ.
• Chiar și bacteriile au fost remarcate prin exemple care demonstrează prezența oricăror reacții secvențiale. De exemplu, biosinteza uneia dintre enzime inhibă aminoacizii, atât de necesari pentru a obține acest aminoacid.
• Studiind cazurile individuale de reacții metabolice, sa arătat că enzima, a cărei biosinteză a fost afectată, a fost responsabilă de stadiul principal al căii metabolice care a condus la sinteza aminoacizilor.
• Este important să se înțeleagă faptul că un număr mic de blocuri de construcție sunt implicate în procesele metabolice și biosintetice, fiecare dintre acestea începe să se utilizeze pentru sinteza multor compuși. Astfel de compuși includ: acetil coenzima A, glicina, glicerofosfatul, carbamil fosfatul și altele. Din aceste componente mici se construiesc apoi compuși complexi și diferiți care se pot observa în organismele vii.
• Foarte rar sunt compuși organici simpli implicați direct în procesele metabolice. Astfel de compuși pentru a-și arăta activitatea vor trebui să se alăture oricăror compuși care sunt implicați activ în procesele metabolice. De exemplu, glucoza poate incepe procesele oxidante numai dupa ce este expusa la eterificarea acidului fosforic, iar pentru alte schimbari ulterioare trebuie sa fie esterificata cu difosfat de uridina.
• Dacă luăm în considerare acizi grași, aceștia nu pot lua parte la modificări metabolice atâta timp cât ele formează esteri cu coenzima A. În același timp, orice activator devine legat de oricare dintre nucleotidele care fac parte din acidul ribonucleic sau sunt formate din ceva de vitamina. Prin urmare, devine clar de ce avem nevoie de vitamine numai în cantități mici. Acestea sunt consumate prin coenzime, fiecare moleculă de coenzime fiind folosită de mai multe ori pe tot parcursul vieții, spre deosebire de substanțele nutritive ale căror molecule se utilizează odată (de exemplu, moleculele de glucoză).

Și ultimul! Încheind acest subiect, aș vrea să spun că termenul "metabolism" însuși însemna sinteza proteinelor, carbohidraților și grăsimilor din organism, dar acum este folosit ca o desemnare a câtorva mii de reacții enzimatice care pot reprezenta o imensă rețea de căi metabolice interconectate.

Metabolismul celulelor. Metabolismul energetic și fotosinteza. Reacțiile de sinteză a matricei.

Conceptul de metabolism

Metabolismul este totalitatea tuturor reacțiilor chimice apărute într-un organism viu. Valoarea metabolismului constă în crearea substanțelor necesare organismului și furnizarea de energie.

Există două componente ale metabolismului - catabolism și anabolism.

Componente ale metabolismului

Procesele de metabolism plastic și energetic sunt legate în mod inextricabil. Toate procesele sintetice (anabolice) au nevoie de energia furnizată în timpul reacțiilor de disimilare. Reacțiile de clivaj (catabolismul) au loc numai cu participarea enzimelor sintetizate în procesul de asimilare.

Rolul FTF în metabolism

Energia eliberată în timpul descompunerii substanțelor organice nu este utilizată imediat de celulă, ci este stocată sub formă de compuși cu energie ridicată, de obicei sub formă de adenozin trifosfat (ATP). Prin natura sa chimică, ATP se referă la mononucleotide.

ATP (acid adenozin trifosfat) este o mononucleotidă constând din adenină, riboză și trei resturi de acid fosforic care sunt legate între ele prin legături macroergice.

În aceste conexiuni, energia stocată care este eliberată atunci când se rupe:
ATP + H₂O → ADP + H₃PO₄ + Q₁
ADP + H₂O → AMP + H₃PO₄ + Q₂
AMF + H₂O → Adenin + Riboză + H₃PO₄ + Q₃,
unde ATP este adenozin trifosfat; ADP - acid adenozin difosforic; AMP - acid adenozin monofosforic; Q₁ = Q₂ = 30,6 kJ; Q₃ = 13,8 kJ.
Starea de ATP din celulă este limitată și reumplută datorită procesului de fosforilare. Fosforilarea este adăugarea unui reziduu de acid fosforic la ADP (ADP + F → ATP). Apare cu intensitate diferită în timpul respirației, fermentației și fotosintezei. ATP este actualizat extrem de rapid (la om, durata de viață a unei singure molecule ATP este mai mică de 1 minut).
Energia stocată în moleculele ATP este utilizată de organism în reacții anabolice (reacții de biosinteză). Molecula ATP este păstorul universal și transportatorul energiei pentru toate ființele vii.

Schimbul de energie

Energia necesară pentru viață, majoritatea organismelor sunt obținute ca urmare a oxidării substanțelor organice, adică ca urmare a reacțiilor catabolice. Cel mai important compus care acționează ca un combustibil este glucoza.
În ceea ce privește oxigenul liber, organismele sunt împărțite în trei grupe.

Clasificarea organismelor în raport cu oxigenul liber

În aerobii obligați și anaerobii facultativi în prezența oxigenului, catabolismul are loc în trei etape: preparatoriu, fără oxigen și oxigen. Ca rezultat, materia organică se descompune la compușii anorganici. În anaerobe obligatorii și anaerobe facultative cu o lipsă de oxigen, catabolismul are loc în două etape: pregătitor și fără oxigen. Ca rezultat, se formează compuși organici intermediari, încă bogați în energie.

Etape de catabolism

1. Prima etapă - pregătitoare - constă în scindarea enzimatică a compușilor organici complexi în compuși simpli. Proteinele sunt descompuse la aminoacizi, grăsimi la glicerol și acizi grași, polizaharide la monozaharide, acizi nucleici la nucleotide. În organismele multicelulare, acest lucru se întâmplă în tractul gastrointestinal, în organismele unicelulare - în lizozomi sub acțiunea enzimelor hidrolitice. Energia eliberată este disipată sub formă de căldură. Compușii organici care rezultă sunt fie mai oxidați, fie utilizați de celulă pentru a-și sintetiza propriii compuși organici.
2. A doua etapă - oxidarea incompletă (lipsită de oxigen) - este descompunerea suplimentară a substanțelor organice, este efectuată în citoplasma celulei fără participarea oxigenului. Principala sursă de energie din celulă este glucoza. Oxidarea anoxică, incompletă a glucozei se numește glicoliză. Ca rezultat al glicolizei unei molecule de glucoză, se formează două molecule de acid piruvic (PVC, piruvat) CH.₃COCOOH, ATP și apă, precum și atomi de hidrogen, care sunt legați de molecula vectorului de transport NAD + și depozitate ca NAD-H.
Formula glicoliză totală este după cum urmează:
C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2ADF + 2 NAD + 2C₃H₄O₃ + 2H₂O + 2ATP + 2NAD · H.
Apoi, în absența oxigenului în mediu, produsele de glicoliză (PVK și NAD-H) fie sunt prelucrate în alcool etilic - fermentație alcoolică (în drojdii și celule de plante cu lipsa de oxigen)
CH₃COCOOH → CO₂ + CH₃DREAM
CH₃DREAM + 2NAD · N → C₂H₅HE + 2NAD +,
fie în acid lactic - fermentație lactică (în celulele animale cu lipsă de oxigen)
CH₃COCOOH + 2NAD · N → C₃H₆O₃ + 2nad +.
În prezența oxigenului în mediu, produsele de glicoliză suferă o descompunere suplimentară la produsele finale.
3. A treia etapă - oxidarea completă (respirația) - este oxidarea PVC-ului la dioxid de carbon și apă, se efectuează în mitocondriile cu participarea obligatorie a oxigenului.
Se compune din trei etape:
A) formarea acetil coenzimei A;
B) oxidarea acetil coenzimului A în ciclul Krebs;
B) fosforilarea oxidativă în lanțul de transport al electronilor.

A. În prima etapă, PVC este transferat de la citoplasmă la mitocondrie, unde interacționează cu enzimele matricei și formează 1) dioxid de carbon, care este îndepărtat din celulă; 2) atomi de hidrogen, care sunt transportați de molecule purtătoare către membrana interioară a mitocondriilor; 3) acetil coenzima A (acetil CoA).
B. În a doua etapă, acetil coenzima A este oxidat în ciclul Krebs. Ciclul Krebs (ciclul acidului tricarboxilic, ciclul acidului citric) este un lanț de reacții consecutive în care o moleculă de acetil-CoA formează 1) două molecule de dioxid de carbon, 2) o moleculă ATP și 3) patru perechi de atomi de hidrogen transferate în molecule transportatori - NAD și FAD. Astfel, ca rezultat al glicolizei și ciclului Krebs, molecula de glucoză se împarte la CO₂, iar energia eliberată în timpul acestui proces este folosită pentru sinteza a 4 ATP și se acumulează în 10 NAD · H și 4 FAD · H₂.
B. În a treia etapă, atomii de hidrogen cu NAD-H și FAD-H₂ oxidată cu oxigen molecular O₂ cu formarea apei. Un NAD · N este capabil să formeze 3 ATP și un FAD · H₂-2 ATP. Astfel, energia eliberată în acest caz este stocată sub forma a încă 34 ATP.
Acest proces are loc după cum urmează. Atomii de hidrogen se concentrează în jurul părții exterioare a membranei interioare mitocondriale. Ei pierd electroni care sunt transferați de-a lungul lanțului de molecule purtătoare (citocromii) lanțului de transport al electronilor (ETC) spre partea interioară a membranei interioare, unde se combină cu moleculele de oxigen:
oh₂ + e - → o₂ -.
Ca rezultat al activității enzimelor lanțului de transfer de electroni, membrana interioară a mitocondriilor este încărcată negativ din interior (datorită₂ - ) și în afara - pozitiv (datorită lui H +), astfel încât să se creeze o diferență de potențial între suprafețele sale. În membrana interioară a mitocondriilor sunt inserate molecule ale enzimei ATP sintetază, care posedă un canal ionic. Atunci când diferența potențială pe membrană atinge un nivel critic, particule H + încărcate pozitiv cu o forță de câmp electric împinge prin canalul ATPazei și, o dată pe suprafața interioară a membranei, interacționează cu oxigenul pentru a forma apă:
1/20₂ - +2H + H₂O.
Energia ionilor de hidrogen H +, transportată prin canalul ionic al membranei interioare a mitocondriilor, este utilizată pentru fosforilarea ADP la ATP:
ADP + F → ATP.
O astfel de formare a ATP în mitocondriile cu participarea oxigenului se numește fosforilare oxidativă.
Ecuația totală de divizare a glucozei în procesul de respirație celulară:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 38H₃PO₄ + 38ADF → 6CO₂ + 44h₂O + 38ATP.
Astfel, în timpul glicolizei, se formează 2 molecule ATP, în timpul respirației celulare, alte 36 de molecule ATP, în general, cu oxidarea completă a glucozei, 38 de molecule ATP.

Schimb de plastic

Schimbul de plastic sau asimilarea reprezintă un set de reacții care asigură sinteza compușilor organici complexi din cele mai simple (fotosinteza, chemosinteza, biosinteza proteinelor etc.).

Organismele heterotrofice își construiesc propriile materii organice din componentele alimentare ecologice. Asimilarea heterotrofică în esență se reduce la rearanjarea moleculară:
alimente organice simple (aminoacizi, acizi grași, monozaharide) → macromolecule corporale (proteine, grăsimi, carbohidrați).
Organismele autotrofice sunt capabile să sintetizeze în întregime materia organică din moleculele anorganice consumate din mediul extern. În procesul de fotosinteză și chemosinteză, are loc formarea compușilor organici simpli, din care macromoleculele sunt sintetizate în continuare:
substanțe anorganice (CO₂, H₂O) → molecule simple organice (aminoacizi, acizi grași, monozaharide) → macromolecule corporale (proteine, grăsimi, carbohidrați).

fotosinteză

Fotosinteza - sinteza compușilor organici din anorganici datorită energiei luminii. Ecuația totală a fotosintezei:

Fotosinteza are loc cu participarea pigmenților fotosintetici, care au proprietatea unică de a converti energia soarelui în energia unei legături chimice sub formă de ATP. Fotosinteticele pigmenți sunt substanțe proteice. Cel mai important pigment este clorofila. În eucariote, pigmenții fotosintetici sunt încorporați în membrana interioară a plastidelor, în procariote - în invagnarea membranei citoplasmice.
Structura cloroplastei este foarte asemănătoare cu structura mitocondriilor. Membrana interioară a granului thylakoid conține pigmenți fotosintetici, precum și proteine ​​din lanțul de transfer de electroni și molecule de enzime ATP-sintetază.
Procesul de fotosinteză constă în două faze: lumină și întuneric.
1. Faza ușoară a fotosintezei are loc numai în lumina membranelor de thylakoide grana.
Aceasta include absorbția de clorofil a quantei ușoare, formarea unei molecule ATP și fotoliza apei.
Sub acțiunea unui cuantum de lumină (hv), clorofila pierde electroni, trecând în stare excitată:

Acești electroni sunt transferați de către purtători la suprafața exterioară, adică suprafața membranei tylakoid care se află în fața matricei, unde se acumulează.
În același timp, fotoliza apei are loc în interiorul tilacoidelor, adică descompunerea sa sub acțiunea luminii:

Electronii care rezultă sunt transferați prin purtători la moleculele de clorofil și le restabilește. Moleculele de clorofil revin la o stare stabilă.
Protonii de hidrogen formați în timpul fotolizării apei se acumulează în interiorul thylakoidului, creând un rezervor H +. Ca urmare, suprafața interioară a membranei tialacoid este încărcată pozitiv (în detrimentul H +), iar suprafața exterioară este negativă (în detrimentul e -). Odată cu acumularea de particule încărcate opus pe ambele părți ale membranei, diferența de potențial crește. Când se atinge diferența de potențial, forța câmpului electric începe să împingă protonii prin canalul de sinteză ATP. Energia eliberată în timpul acestui proces este utilizată pentru fosforilarea moleculelor ADP:
ADP + F → ATP.

Formarea ATP în timpul fotosintezei sub acțiunea energiei luminoase se numește fotofosforilare.
Ioniunile de hidrogen, care au apărut pe suprafața exterioară a membranei tiolacoide, se întâlnesc acolo cu electroni și formează hidrogen atomic, care se leagă de molecula purtătorului de hidrogen NADP (nicotinamidadenin dinucleotid fosfat):
2H + + 4e - + NADF + → NADF · N₂.
Astfel, în timpul fazei ușoare de fotosinteză, apar trei procese: formarea de oxigen datorată descompunerii apei, sinteza ATP și formarea atomilor de hidrogen sub formă de NADPH₂. Oxigenul difuzează în atmosferă și ATP și NADF · H₂ participa la procesele din faza intunecata.
2. Faza întunecată a fotosintezei are loc în matricea cloroplastică atât în ​​lumină, cât și în întuneric și reprezintă o serie de transformări succesive ale CO₂, venind din aer, în ciclul lui Calvin. Se efectuează reacțiile fazei întunecate datorate energiei ATP. În ciclul de Calvin CO₂ se leagă de hidrogen de la NADPH₂ cu formarea de glucoză.
În procesul de fotosinteză, în plus față de monozaharide (glucoză etc.), se sintetizează monomeri ai altor compuși organici - aminoacizi, glicerol și acizi grași. Astfel, datorită fotosintezei, plantele se oferă pe sine și toată viața pe pământ cu substanțe organice esențiale și oxigen.
Caracteristicile comparative ale fotosintezei și respirației eucariotelor sunt prezentate în tabel.