Системы регуляции клеточного метаболизма

АТФ

3. Превращение энергии при использовании химической энергии макроэргичесих связей АТФ для «работы»: транспорта – передвижения молекул против градиента концентраций; химической – синтеза молекул в процессе роста и т.д

Часть энергии при превращениях рассеивается в виде тепла. В основе энергетичесих процессов лежат химические реакции. Химическая реакции – это изменения молекулярной структуры одного или нескольких веществ. При этом одно вещество превращается в другое с новыми свойствами. Эти процессы сопровождаются поглощением или выделением энергии. Реакции, происходящие с выделением энергии, называются экзотермическими, с поглощением – эндотермическими. В живом организме экзотермические процессы сопряжены с эндотермичесими.

Целостность всякого организма обеспечивается системами регуляции, управления и интеграции. Регуляция обеспечивает гомеостаз организма, т.е. сохранение параметров внутренней среды, а также создает условия для его развития (эпигенеза). На всех уровнях организации гомеостаз обеспечивается «-«обратными связями, эпигенез – преимущественно «+» обратными связями.

В ходе эволюции сначала должны были возникнуть внутриклеточные системы регуляции. К ним относится регуляция на уровне ферментов, генетическая и мембранная регуляция. Все системы регуляции тесно взаимосвязаны. Кроме того, в основе всех форм внутриклеточной регуляции лежит единый первичный принцип – рецепторно-конформационный. Это значит, что молекула белка (фермента, рецептора, регуляторного белка и т.д.) «узнает» специфический для нее фактор, и взаимодействуя с ним, изменяет свою конфигурацию. В мультикомпонентных комплексах конформационные изменения молекул-рецепторов кооперативно передаются на весь комплекс, влияя на его функциональную активность.

Межклеточные системы регуляции включают в себя гормональную, трофическую, электрофизиологическую системы.

Внутриклеточные системы регуляции рассмотрим подробнее.

1. Регуляция активности фермента. Это первичный механизм регуляции, работающий

на уровне биохимических реакций.

2. Генетическая система регуляции включает в себя регуляцию на уровне репликации, транскрипции, процессинга и трансляции. Молекулярные механизмы регуляции - рН, ионы, модификация молекул, белки-регуляторы. Транскрипция – синтез и-РНК на матрице ДНК. Трансляция - синтез белка на матрице и-РНК с участием р-РНК и т-РНК. Процессинг – модификация биополимеров (и-РНК, белка) – фрагментация, удаление участков и т.д.

Для извлечения в нужный момент необходимой информации из хромосом в клетке существует сложная система регуляции. Этот вопрос пока изучен не всесторонне.

3. Мембранная регуляция осуществляется благодаря сдвигам в мембранном транспорте, связыванию или освобождению ферментов и регуляторных белков и путем изменения активности мембранных ферментов. Все функции мембран (транспортная, осмотическая, энергетическая и др.) – одновременно являются и различными сторонами механизма регуляции клеточного метаболизма. Особое значение имеют мембранные хемо-, фото-, механорецепторы, которые позволяют клетке оценивать изменения во внешней и внутренней среде и, в соответствии с этим, менять свойства мембран.

Дата добавления: 2014-01-20