mi az energiakapcsolás? Hogyan működik valójában? Itt van egy teljes útmutató mindent, amit tudni kell az energia kapcsolási.

a kémiai reakciók különböző formákat ölthetnek. Míg ezeknek a reakcióknak egy része energiát igényel, mások viszont energiát termelnek. Például a katabolizmus kémiai reakció az, amely energiát termel, míg az anabolizmus reakció az, amely energiát igényel.

Szóval, mi az energia kapcsolási? Ebben a cikkben mélyebben megvizsgáljuk, hogy mit jelent az energiacsatlakozás, valamint hogyan működik.

de először is. Először nézzük meg az energiakapcsolás meghatározását.

mi az Energiakapcsolás?

amikor energiakapcsolásról beszélünk, az energiaátadás folyamatára utal, a katabolizmus reakciójától az anabolizmus kémiai reakciójáig. Egyszerűen arra utal, hogy egy exergonikus folyamatot használnak az endergonikus folyamat megkönnyítésére.

Ez azt jelenti, hogy az exergonikus folyamat felszabadulását az endergonikus folyamat engedélyezésére használják. Ebben a folyamatban ATP szükséges. Az ATP az energiakapcsolási folyamat energia pénznemeként működik.

lényegében az ATP-t különböző kémiai reakciókban használják, amelyeknek energiára van szükségük, mint ezeknek a reakcióknak az erősítője.

az organizmusokban az energiakapcsolást jellemzően az ATP-termelés és a hidrolízis alapján mutatják ki. A katabolikus reakciók generálják az ATP-t, míg az ATP előállított, elősegíti az anabolikus reakciókat.

az elektronika területén az energiacsatlakozás vagy kívánatos, vagy nemkívánatos energiaátvitelre utal egyik közegből a másikba — például energiaátvitel optikai szálból vagy fémkábelből egy másik közegbe. A tengelykapcsoló utalhat az elektromos energia átvitelére is egy másik szegmensből egy másik áramköri szegmensbe.

Tehát mi az ATP szerepe ebben a folyamatban?

mielőtt belemennénk, hogy az ATP milyen szerepet játszik az energiakapcsolásban, értsük meg néhány kifejezés jelentését ebben a témában.

• endergonikus reakció: A kifejezést olyan kémiai reakció leírására használják, amely energiát (hőt) vesz fel a környezetből.
• exergonikus reakció: ez olyan reakciót ír le, amely energiát generál vagy bocsát ki a környezetbe.
• Gibbs szabad energia: ez a rendelkezésre álló maximális erőkifejtés mennyisége, amely állandó nyomás és hőmérséklet alatt álló rendszerből származik.
• hidrolízis: ez egy kémiai bomlási folyamat, amely magában foglalja a kötés víz hozzáadásával történő felosztását.
• ATP (adenozin-trifoszfát): Olyan kémiai vegyület (szerves), amelyet az élő szervezetek sejtjeiben számos folyamatot meghajtó energia biztosítására használnak. Ezek közé tartoznak például az idegimpulzus terjedése, az izomösszehúzódások, a kémiai szintézis stb.

hogyan játszik szerepet az ATP az Energiakapcsolásban

Nos, az ATP-t a sejtes folyamatokban általában az energia pénznemének tekintik. Mind az endergonikus (energiafogyasztó) reakciókhoz, mind az exergonikus (energiatermelő) reakciókhoz szükséges energiát kínálja, amelyek aktiválásához kis energiabevitelre van szükség.

az ezekhez a reakciókhoz szükséges energia akkor keletkezik, amikor egy reakció megszakítja az ATP kémiai kötéseit. A reakcióból származó energia felhasználható a sejtes folyamatok vezetésére. Jó megjegyezni, hogy minél több kötés van jelen egy molekulában, annál nagyobb az energiapotenciálja.

és mivel ezek a kötések az ATP-ben könnyen megszakíthatók és átalakíthatók, az ATP úgy működik, mint egy akkumulátor (újratölthető), hogy különböző sejtfolyamatokat hajtson végre a fehérjeszintézistől a DNS-replikációig.

fontos megjegyezni, hogy az ATP molekula nagyon instabil. Ezért a lehető leggyorsabban kell dolgozni, legalábbis disszociál. Az ATP molekula természetesen leválasztódik, hogy ADP + Pi-t képezzen, így a folyamat során a szabad energiát hő formájában szabadítja fel.

az a folyamat, amelyen keresztül az ATP ezen kötésein belüli energiát hasznosítják, az, amit energiakapcsolásnak nevezünk. Ez azt jelenti, hogy az ATP az energiacsatlakozás hajtóereje.

de mennyi energia (szabad energia) keletkezik természetesen az ATP hidrolízis folyamatából? És mennyi ez az energia hasznos a celluláris munkához?

Nos, egy ATP-molekula pontosan egy móljának hidrolízise, amelyet úgy számolnak ki, hogy a G (szabad energia) -7,3 kcal/MOL (-30,5 kJ/mol). Ez csak szabványos körülmények között lehetséges.

másrészt az élő sejtben a hidrolízishez szükséges oxigén (szabad energia) majdnem megduplázza a mennyiséget normál beállításoknál. Ez 14 kcal / MOL (-57 kJ/mol).

hogyan működik az Energiacsatlakozás

nátrium-kálium szivattyúk

a nátrium-kálium szivattyúk kiváló példát mutatnak az energiakapcsolásra. Itt a sejtek exergonikus reakciót (ATP hidrolízist) kombinálnak egy celluláris folyamat endergonikus reakciójával.

például az idegsejtekben jelen lévő transzmembrán ion szivattyúk, az ionokat a sejtmembránokon keresztül pumpálják, hogy az ATP-ből származó szabad energia felhasználásával akciós potenciált hozzanak létre. A nátrium-kálium szivattyú kiszorítja a nátriumot (Na) a sejtből, a káliumot (K) pedig a sejtbe.

az ATP molekula hidrolizálása elősegíti a gamma-foszfát foszforilezési folyamaton keresztül történő átvitelét a fehérjeszivattyúba. A nátrium-kálium-szivattyú megkapja a szabad energia), amely lehetővé teszi, hogy konformációs változáson menjen keresztül, amely három nátriumionot szabadít fel a sejt külsejére.

két extracelluláris káliumion (K+), amelyek a fehérjéhez kötődnek, megváltoztatják a fehérje alakját és a foszfát kisülését. Amikor szabad energiát adományoznak a nátrium-kálium szivattyúhoz, endergonikus reakció lép fel.

Energiakapcsolás és anyagcsere

a sejtek anyagcseréjében vagy a tápanyagok szintézisében és lebontásában a specifikus molekulákat kissé át kell alakítani, hogy a reakciósorozat következő lépéseihez szükséges szubsztrátokká váljanak.

a sejtlégzés kezdeti lépései során glikolízis (glükóz lebontása) történik. Itt az ATP szükséges a glükóz foszforilációs folyamathoz, amely instabil, de nagy energiájú köztiterméket hoz létre.

a foszforilezési reakció transzformációs változást hoz létre, amelyen keresztül a “foszforilezett glükózmolekula” enzimekkel “foszforilezett cukor fruktózvá” alakul.

Ez a fruktóz fontos köztitermék a glikolízis folyamatában. Itt az ATP-hidrolízis, amely exergonikus reakció, endergonikus reakcióval (glükóz átalakításával) párosul, amelyet az anyagcserében kell alkalmazni.

az Energiakapcsolás fontossága

bármely ATP molekula hidrolízis folyamata megkönnyíti a nagy energiájú kötések (foszfátkötések) lebontását. A folyamat során nagy mennyiségű energiát szabadítanak fel exergonikus formában. A kapcsolási folyamat elősegíti a keletkező energia endergonikus formává történő átalakítását, biztosítva, hogy az energia ne vesszen el hő formájában.

A kapcsolás gyakran kölcsönös köztiterméken keresztül történik. Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos reakció végtermékét reagensként egy másik reakcióban veszik fel és használják fel.

amikor a kapcsolási folyamat ATP molekulát foglal magában, a közös közbenső termék a legtöbb esetben foszforilezett molekula. Jó példa arra, hogy a folyamat hogyan működik a szacharóz fruktózból és glükózból történő előállításában.

ebben az esetben a szacharóz képződéséhez energiabevitelre van szükség: a szokásos körülmények között a CG körülbelül +27kj/mol. Másrészt egy ATP-hidrolízis körülbelül-30kJ/mol-t eredményez a standard beállításokon belül.

Ez azt jelenti, hogy a folyamat által generált energia elegendő ahhoz, hogy kielégítse a szacharózmolekula szintézisének energiaigényét.

itt általában két reakció van, beleértve:

• köztitermék (foszforilezett glükóz) képződése energiaigényes reakció révén.
• a glükóz köztitermék és a fruktóz közötti reakció szacharóz előállítására a második. Mivel a glükóz-P meglehetősen instabil, ez a reakció spontán és energiát generál.

következtetés az Energiakapcsolásról

egyes reakciók előfordulnak és energiát szabadítanak fel, például egy ATP molekula hidrolízise. Másrészt néhány más reakcióhoz némi energiára van szükség.

Energiakapcsolás szükséges annak biztosításához, hogy az első reakció során keletkező energia ne pazaroljon hő formájában.

ehelyett üzemanyagként használható a második reakcióhoz, amely energiát igényel.

kapcsolódó források

• minden, amit tudni kell a növény-és állatvilágról
• 19 + energiatakarékossági módszerek: Környezetbarát módon csökkenti az energia
• a végleges útmutató épület energiagazdálkodási rendszerek

Green Coast egy megújuló energia és a zöld élő közösség középpontjában segít másoknak élni egy jobb, fenntarthatóbb életet.

úgy gondoljuk, hogy az energia és a Zöld élet túlságosan összetetté vált, ezért számos különböző útmutatót hoztunk létre, hogy fenntartható alapot építsünk a jövőnk számára.

Kövess minket Twitteren és Facebook-on.