Hujayraviy nafas olish va boshqa yoʻllar oʻrtasidagi bogʻlanishlar

Biz siz bilan glyukozaning parchalanishi xususida koʻp marotaba gaplashdik. Har safar tushlikka oʻtirganingizda, kurkali sandvich, sabzavotli vegger yoki salat isteʼmol qilasiz, ammo hech qachon bir kosa toʻla glyukozani tatib koʻrishni xohlamaysiz. Unday boʻlsa qanday qilib taom tarkibidagi boshqa moddalar yaʼni oqsillar, lipidlar, glyukozasiz uglevodlar, ATP hosil qilishda ishtirok etadi?

Tekshirishlardan maʼlum boʻlishicha, biz koʻrib chiqqan hujayra nafas olishi jarayonida elektron hosil boʻlishi uchun ushbu molekulalarning barchasi muhim oʻrin tutar ekan. Aminokislotalar, lipidlar va boshqa koʻplab uglevodlar, glikoliz va sitrat sikli jarayonining turli oraliq qismlariga aylanishlari mumkin. Bu, oʻz navbatida, ularga, hujayra nafas olishi jarayoniga turli yon tomonlardan qoʻshilish imkonini beradi. Ular ushbu jarayonga qoʻshilgach, NADH, FADH$_2$start subscript, 2, end subscript va ATP hosil qilib, boshqa bosqichlarni bosib oʻtadilar.

Ammo hujayra nafas olishi jarayoniga qoʻshilgan molekulalarning barchasi ham jarayonning soʻnggi bosqichigacha yetib bormaydi. Turli molekulalar turli xil oraliqlarda hujayra nafas olishini oziqlantirgani kabi, glikoliz va sitrat sikli paytida ular olib tashlanishi va oʻrnilariga yangi molekulalar hosil boʻlishi mumkin. Misol uchun, glikoliz va sitrat sikli vositasida amino kislotalar$^1$start superscript, 1, end superscript hosil boʻladi.

Quyidagi boʻlimlarda biz qanday qilib glyukoza boʻlmagan turli molekulalar, hujayra nafas olishi jarayoniga qoʻshilishini koʻrib chiqamiz.

Koʻplab uglevodlar hujayraning nafas olish jarayoniga glikoliz paytida qoʻshiladilar. Baʼzi holatlarda esa jarayonga qoʻshilish uchun glyukoza polimerlarini, mustaqil glyukoza molekulalariga aylantiriladi. Misol uchun, glyukozaning glikogen deb nomlanuvchi polimeri, tanamizning jigar va muskul hujayralarida vujudga keladi va yashaydi. Agar qonda shakar miqdori pasayib ketsa, glikogen glyukoza-fosfat molekulalariga boʻlinib, glikolizga osongina kirib oladi.

Glyukozasiz monosaharidlar ham glikolizga qoʻshilishlari mumkin. Misol uchun, saharoza, glyukoza va fruktozadan kelib chiqadi. Ushbu shakarning parchalanishi orqali fruktoza glikolizga osongina kirib oladi: bunda fosfat guruhining qoʻshilishi uni fruktoza-6-fosfatga yaʼni glikoliz jarayonidagi$^2$squared uchinchi molekulaga aylantiradi. Natijada ushbu modda jarayonning eng soʻnggi bosqichiga yaqin boʻlgani uchun hujayra nafas olishida glyukoza qancha miqdorda ATP hosil qilsa, fruktoza ham shuncha miqdorda hosil qiladi.

Siz oqsillarni taomingiz tarkibida isteʼmol qilsangiz, tanangizdagi hujayralar ulardan foydalanishdan oldin aminokislotalarga parchalanadilar. Koʻp holatlarda aminokislotalardan yangi oqsillarni hosil qilish uchun foydalaniladi.

Ammo organizmda aminokislotalar keragidan ortiq miqdorda boʻlsa va hujayralarning ularga ehtiyoji boʻlsa, ular hujayraning nafas olish jarayonida ishtirok etib energiyaga parchalanadilar. Hujayra nafas olishi jarayoniga qoʻshilish uchun aminokislotalar, birinchi navbatda, oʻz aminoguruhlarini yoʻq qilishlari kerak. Ushbu bosqich ammiakni $(\text {NH}_3)$left parenthesis, start text, N, H, end text, start subscript, 3, end subscript, right parenthesis chiqindiga aylantiradi, odamlarda va boshqa sutemizuvchilarda ammiak karbamidga aylanib, siydik bilan tanadan chiqariladi.

Shundan soʻng aminokislotalar hujayraning nafas olish jarayoniga turli bosqichlarda qoʻshiladilar. Har bir aminokislotaning kimyoviy xususiyati uni qaysi bosqichda aylantirishni belgilaydi.

Misol uchun, karboksil kislota zanjiriga ega boʻlgan aminokislotali glutamat moddasi sitrat siklining α-ketoglutarat oraligʻiga aylanadi. Glutamatning aynan ushbu oraliqqa kirishining eng katta sababi shuki, ikkisining ham bir xil tuzilishga ega karboksil guruhidan iborat molekulasi borligidadir$^3$cubed.

Yogʻlar, koʻpincha biz ularni triglitserid deb nomlaymiz, ikki tarkibiy qismga boʻlinib, hujayraning nafas olish jarayoniga turli bosqichlarda kirishlari mumkin. Triglitserid "glitserol" deb nomlangan uch karbonli molekuladan va glitserolga biriktirilgan uchta yogʻ kislotasidan tashkil topgan. Glitserol glikolizning glitseraldegid-3-fosfat vositachisiga aylanib, hujayra nafas olishi jarayonida ishtirok etishni davom ettirishi mumkin.

Yogʻ kislotasi, boshqa tomondan, mitoxondriya matritsasida sodir boʻluvchi beta-oksidlanish jarayonida ham parchalanishi mumkin. Beta-oksidlanish jarayonida, yogʻ kislotasi ikkita uglerod birikmalariga parchalanib, atsetil CoA hosil qilish uchun A enzemaga birikadi. Hosil boʻlgan atsetil CoA moddasi sitrat siki jarayoniga asta-sekin qoʻshiladi.

Biz molekulalar qanday qilib hujayra nafas olishi jarayoniga kirishi haqida koʻp gaplashdik, ammo ularning ushbu jarayondan qanday qilib chiqib ketishlarini bilishimiz ham juda muhimdir. Molekulalar hujayra nafas olishi jarayonidan turli bosqichlarda chiqib ketib, aminokislotalar, nukleotidlar, lipidlar va uglevodlarni hosil qilishda ishtirok etishlari mumkin.

Misol uchun, atsetil CoA moddasi sitrat sikli jarayonidan chiqarilib, lipid xolesterolni hosil qilish uchun ishlatilishi mumkin. Xolesterol bizning tanamizda testosteron va estrogenlar kabi steroid gormonlarning orqa miya qismini hosil qiladi.

Molekulalarning hujayra nafas olishi jarayoniga kirib quvvat hosil qilgani yaxshimi yoki boshqa molekulalarni hosil qilishda ishtirok etgani yaxshimi degan savolga hujayraning holatidan kelib chiqib javob beriladi. Bunday holatda qaysi molekuladan foydalanish ham muhim ahamiyat kasb etadi.