Исследования на целых организмах, органах, срезах тканей, гомогенатах, субклеточных структурах и на молекулярном уровне.

Тут вспоминаем все что проходили и начинаем философствовать.
Какие исследования можно провести на целом организме? Исследование сердечно-сосудистой системы, измерение АД, пульса. Сердечно-дыхательный синхронизм, теплорегуляции и другое. Вспоминаем примеры из личного опыта.

На органах - исследование выделительной способности почек, ЭКГ сердца, объемы и емкости легких, ЭЭГ головного мозга и так далее.

Срезы тканей - стандартная гистология, строение и клеточный состав тканей.

Гомогенаты - измельчить печень до однородного состояния, изучить ферментативные системы.

Субклеточные структуры - функционирование клеток, биохимические реакции.

Молекулярный - та же биохимия и генетика.

Эндэргонические и экзэргонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения. Примеры.

В биологических системах (та же клетка) термодинамически невыгодные (эндергонические) реакции могут протекать только за счет энергии экзергонических реакций. Такие реакции называются энергетически сопряженными. Многих из этих реакций происходят при участии аденозинтрифосфата (АТФ), который играет роль сопрягающего фактора.

Пример – реакция фосфорилирования глюкозы свободным фосфатом с образование глюкого-6-фосфата происходит с затратами энергии (Δ G= +13, 8 кДж/моль). Для этого вполне подойдет реакция расщепления АТФ до АДФ и фосфорной кислоты (Δ G= -30, 5 кДж/моль). В этих условиях первая реакция протекает бодренько и односторонне в физиологических условиях.

Дегидрирование субстрата и окисление водорода (образование Н2О) как источник энергии для синтеза АТФ. НАД- и ФАД-зависимые дегидрогеназы, убихинон-дегидрогеназа, цитохромы и цитохромоксидаза.

Энергия для синтеза АТФ поступает от субстратов, содержащих высокоэнергетические электроны в ходе их дегидрирования. Электроны высоких энергий извлекаются из субстратов в ходе гликолиза (в цитозоле), при преобразовании пирувата в ацетил-КоА и в цикле трикарбоновых кислот (в митохондриальном матриксе). Молекулы НАДН и ФАДН2 переносят эти электроны в дыхательную цепь, локализованную во внутренней митохондриальной мембране.

НАД-зависимые дегидрогеназы. В качестве кофермента содержат НАД и НАДФ. Элементарно, мой дорогой Ватсон.

Пиридиновое кольцо никотинамида способно присоединять электроны и протоны водорода. Данный тип гидрогеназ играет следующую роль – присоединяя протоны и электроны от различных субстратов, служит главным коллектором энергии окисляемых веществ и главным источником электронов, обладающих высоким энергетическим потенциалом для ЦПЭ.

Флавиновые дегидрогеназы содержат в качестве коферментов FAD или FMN. Эти коферменты образуются в организме человека из витамина В2/ Флавиновые коферменты прочно связаны с апоферментами. Рабочей частью FAD и FMN служит изоаллоксазиновая сопряжѐ нная циклическая система. FAD служит акцептором электронов от многих субстратов. Большинство FAD-зависимых дегидрогеназ - растворимые белки, локализованные в матриксе митохондрий.

Цитохромная система. Среди оксидаз очень важную роль играют железосодержащие ферменты и переносчики, относящиеся к цитохромной системе. В нее входят цитохромы и цитохромоксидаза. Включаясь в определенной последовательности в процесс переноса электронов, они передают их от флавопротеинов на молекулярный кислород.

Все компоненты цитохромной системы содержат железопорфириновую простетическую группу.

При переносе электронов цитохромами железо обратимо окисляется и восстанавливается, отдавая или приобретая электрон и изменяя таким образом свою валентность. В дыхательной цепи направление транспорта электронов определяется величиной окислительно-восстановительного потенциала цитохромов.

В этой системе передавать электроны непосредственно на кислород способна только цитохромоксидаза (цит. а + а3). Из всех известных оксидаз она имеет наибольшее сродство к кислороду. Ингибиторами цитохромоксидазы являются СО, цианид, азид.

39. Окислительное фосфорилирование, коэффициент Р/О. Строение митохондрий и структурная организация дыхательной цепи. Трансмембранный электрохимический потенциал.

Окисли тельное фосфорилирование — метаболический путь, при котором энергия, образовавшаяся при окислении питательных веществ, запасается в митохондриях клеток в виде АТФ. При окислительном фосфорилировании происходит перенос электронов от соединений-доноров к соединениям-акцепторам в ходе окислительно-восстановительных реакций.

Коэффициент Р/О показывает число молекул неорганического фосфата (Фн), которое перешло в органические (АТФ) в расчете на каждый поглощенный атом кислорода. Фактически он равняется числу молекул АТФ, которые образуются при транспортировке 2-х электронов по дыхательной цепи на один атом кислорода.

Строение митохондрий. Наружная, внутренняя мембрана. Между ними комплекс ферментов.

Дыхательная цепь.

Трансмембранный потенциал:
Хемиосмотическая теория Митчелла. В сопрягающих мембранах отсутствует прямая связь ферментов дыхательной цепи с ферментами фосфорилирования. Сопряжение дыхания и фосфорилирования осуществляется через мембрану.

При переносе протонов через мембрану она переходит в энергетизованное состояние, возникшими градиентов концентрации протонов и разностью электрических потенциалов поперек мембраны. При переходе сопрягающей мембраны в энергетизованное состояние возникают силы, стремящиеся возвратить протоны в матрикс. Под влиянием этих сил протоны проходят по каналу фермента F0 из внешней области к ферменту F1, расположенному на внутренней стороне мембраны. Энергия перемещения двух протонов используется этим ферментов для синтеза молекулы АТФ в матриксе.

Проще говоря, для северных оленей. Электроны идут по дыхательной цепи, часть энергия от этих перемещений расходуется для закачивания протонов в межмембранное пространство. Возникают СИЛЫ которые хотят исправиться несправедливость, чем пользуется ферменты F0 и F1, превращая кинетическую энергию движущегося протона в макроэргическую- фосфорилированием АДФ!