If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Biologiya

Course: Biologiya > Unit 9

Lesson 6: Hujayraviy nafas olish turlari
Tabiiy fanlar
Biologiya
Hujayraviy nafas olish
Hujayraviy nafas olish turlari
© 2023 Khan AcademyFoydalanish shartlariMaxfiylik siyosatiCookie Notice

Hujayraviy nafas olishning boshqarilishi

Google sinfxona
Hujayraviy nafas olish qanday qilib tezlashtiriladi yoki sekinlashtiriladi? Asosiy fermentlar va qaytar ingibirlash.

Kirish

Sizda juda koʻplab yaxshi narsalarga ega chiqish imkoni bor. Misol uchun, muzqaymoqli sendvichlarni olaylik. Ular sizga juda yoqishi bois doʻkondan juda koʻp miqdorda sotib olgandirsiz. Ayniqsa, qorningiz och boʻlsa, bu juda yaxshi tanlov: chunki ular erib ketmasidan oldin barchasini yeb tugatishingiz mumkin. Agar unchalik och boʻlmasangiz, bu tanlovni yaxshi deya olmaymiz. Chunki barchasini yeyishga ulgurmasingizdan oldin ularning bir qismi erib ketishi mumkin, natijada pulingizni bekorga sarflagan boʻlasiz.
Hujayralar ham xuddi shunday muammoga duch kelishi mumkin. Ayniqsa, ATF hosil qilish uchun glyukoza kabi energiya beruvchi molekulalarni parchalash davomida. Agar hujayra tarkibida ATF miqdori kam boʻlsa, ATF oʻrnini toʻldirish uchun glyukoza parchalanish jarayonini imkoni boricha tezroq “ishga tushirish” toʻgʻri. Ammo ATF miqdori koʻp boʻlsa, glyukozani yuqori suratlarda oksidlash yaxshi samara bermaydi. ATF barqaror modda hisoblanmaydi, agar u hujayrada uzoq vaqt toʻplanib qolsa, qaytadan ADFga gidrolizlanishi mumkin. Bu xuddi muzaqaymoqli sendvich bilan bogʻliq holatga oʻxshaydi: agar hujayra ATF hosil qilish uchun koʻp glyukoza sarflasa, bu ATFning bekorga paydo boʻlganini bildiradi.
Hujayra uchun energiya molekulalarini oʻta ehtiyotkorlik bilan parchalash juda muhim hisoblanadi. Quyida biz ATF va boshqa metabolik signallarga koʻra, hujayraviy nafas olishning “tezlashishi” yoki “sekinlashishi” bilan tanishib chiqamiz.

Allosterik fermentlar va jarayonning nazorat qilinishi

Qanday qilib jarayonni nazorat qilish mumkin? Ushbu vaziyatda jarayon uning har bir bosqichlarini katalizlovchi fermentlar tomonidan nazorat qilinadi. Agar ferment maʼlum bir bosqichda faol boʻlsa, oʻsha bosqich tezda amalga oshiriladi, agar ferment nofaol boʻlsa, bosqich ham sekinlashadi yoki butunlay toʻxtaydi. Agar hujayra metabolik jarayonni (yoʻllar) nazorat qilmoqchi boʻlsa, ushbu jarayondagi bir yoki bir nechta fermentlarning faoliyatini boshqarishi kerak.
Biokimyoviy jarayonni boshqarishning asosiy nishonlaridan biri jarayonning birinchi yakunlangan bosqichini katalizlovchi ferment hisoblanadi. Shu bilan birgalikda bir narsani yodda saqlashimiz kerak: hujayraviy nafas olishdan tashqari boshqa koʻplab oʻzaro kesishuvchi metabolik yoʻllar mavjudligi bois bosqichning yakunlanishi biroz qiyin kechishi mumkin.
Metabolik yoʻllarni boshqaruvchi fermentlar qanday nazorat qilinadi? Hujayraviy nafas olishning bir qancha fermentlari bir yoki bir nechta allosterik saytga regulyator molekulalarning bogʻlanishi orqali nazorat qilinadi. (Allosterik sayt bu faol saytdan tashqari ikkinchi darajali sayt hisoblanadi.) Regulyator molekulaning allosterik saytga bogʻlanishi natijasida fermentning tuzilishi oʻzgarib, uning faolligi ortadi yoki kamayadi.
Hujayraviy nafas olish fermentlariga bogʻlanuvchi molekulalar signal vazifasini bajaradi, yaʼni ular fermentga hujayraning energetik ahvoli haqida maʼlumot beradi. Hujayraviy nafas olish fermentlarining regulyator molekulalari qatoriga ATF, ADF va NADH kabilar kiradi. Misol uchun, ATP molekulalari “stop” signal vazifasini bajaradi: yaʼni ushbu modda hujayra tarkibida yetarlicha boʻlsa, fermentga boshqa ATF ishlab chiqarmaslik haqida xabar beradi. Bu xuddi ingibirlovchi qaytar javobga oʻxshaydi, yaʼni jarayon natijasida hosil boʻlgan mahsulot jarayonning yuqori bosqichlari davom etmasligini taʼminlaydi.
Ushbu diagrammada hujayraviy nafas olish jarayonining yakuniy mahsuloti hisoblangan ATFning glikoliz, piruvat oksidlanishi va uch karbon kislota sikliga ingibirlovchi qaytar javob orqali taʼsir etishi tasvirlangan.

Glikolizni boshqarish

Glikoliz turli bosqichlarda boshqariladi. Ammo ushbu jarayonning eng muhim nazorat nuqtasi uchinchi bosqich hisoblanadi. Bu bosqich fosfofruktokinaza (FFK) fermenti tomonidan katalizlanadi. Aynan ushbu reaksiya ilk yakunlangan bosqich boʻlib, fosfofruktokinaza fermentini butun glikoliz jarayoni boshqaruvining nishoniga aylantiradi.
FFK boshqaruvi ADFdan hosil boʻlgan AMF va ATF molekulalari, shuningdek, sitrat va boshqa molekulalar tomonidan amalga oshiriladi.
  • ATF. ATF manfiy boshqaruvchi hisoblanadi. Agar hujayrada yetarli miqdorda ATF molekulasi boʻlsa, bu glikoliz orqali boshqa ATF hosil qilmaslik kerakligidan dalolat beradi.
  • AMP. Adenozin monofosfat esa musbat boshqaruvchi hisoblanadi. Agar hujayrada ATF miqdori kamaysa, hujayra ADF molekulalaridan ATF va AMF hosil qilish orqali hujayra uchun kerakli boʻlgan ATFni yetkazib bera boshlaydi. (ADF + ADF right arrow ATF + AMF). AMF koʻp miqdorda boʻlishi hujayraning energiyaga ehtiyoji yuqori ekanligini va glikoliz tezroq ATF molekulasini hosil qilishi kerakligini bildiradi.
  • Sitrat. Sitrat siklining birinchi mahsuloti boʻlgan sitrat FFK fermentini ingibirlashi mumkin. Agar sitrat molekulasi toʻplana boshlasa, bu glikolizning sekinlashishi kerakligidan dalolatdir. Chunki bu sitrat siklining yetarlicha amalga oshirilgani va boshqa energiyaga ehtiyoj yoʻq ekanligidan darak beradi.
Ushbu diagrammada fosfofruktokinaza (FFK) fermenti orqali glikolizning qanday boshqarilishi keltirilgan. FFK fermenti fruktoza-6-fosfatning fruktoza-1,6-bifosfatga aylanishini taʼminlaydi. FFK fermenti ATF va sitrat taʼsirida ingibirlanadi va AMF taʼsirida musbat boshqariladi.

Piruvat oksidlanishi

Glikolizdan keyin keluvchi navbatdagi nazorat nuqtasi piruvatning atsetil CoA ga aylanishida roʻy beradi. Ushbu bosqich koʻplab organizmlarda qaytmas jarayon hisoblanadi va qancha miqdor atsetil CoA sitrat sikliga kirishini nazorat qiladi. Reaksiyani katalizlovchi ferment piruvat degidrogenaza deb ataladi.
  • ATF va NADH ferment faoliyatini susaytiradi, ADF esa oshiradi. Shunday qilib, energiya manbalari kamayganda koʻproq atsetil CoA hosil qilinadi.
  • Piruvat degidrogenaza oʻzining substrati boʻlgan piruvat taʼsirida faollashtiriladi, jarayon mahsuloti boʻlgan atsetil CoA taʼsirida esa ingibirlanadi. Bundan shuni xulosa qilish mumkinki, atsetil CoA faqatgina ehtiyoj tugʻilganda (va piruvat yetarlicha boʻlganda) hosil qilinadistart superscript, 4, end superscript.
Ushbu diagrammada piruvat oksidlanish jarayonining boshqaruvi aks ettirilgan. Piruvat degidrogenaza fermenti piruvatning atsetil CoA ga aylanishini katalizlaydi. ATF, atsetil CoA va NADH piruvat degidrogenazani ingibirlaydi, ADF esa uni faollashtiradi.

Sitrat sikli

Sitrat sikliga kirish atsetil CoA hosil qiluvchi ferment – piruvat degidrogenaza tomonidan nazorat qilinadi. Shu bilan birgalikda ushbu boshqaruv jarayonining ikki bosqichi mavjud. Bu ikki bosqichning birinchisida karbonat angidrid molekulalari hosil boʻladi, ikkinchisida esa ilk ikki NADH molekulalari hosil boʻladi.
  • Izotsitrat degidrogenaza ushbu ikki bosqichdan birini boshqaradi, olti uglerodli molekulani besh uglerodli molekulaga aylantiradi. Ushbu ferment ATF va NADH taʼsirida ingibirlanadi, ADF taʼsirida faollashtiriladi.
  • α-ketoglutarat degidrogenaza esa ushbu ikki bosqichning ikkinchisini boshqaradi, yaʼni oldingi bosqichda hosil boʻlgan besh uglerodli molekulani CoA bogʻlangan toʻrt uglerodli molekulaga (suksinil CoA) aylantiradi. Ushbu ferment ATF, NADH va yana bir qancha molekulalar, jumladan, suksinil CoA taʼsirida ingibirlanadi.
Ushbu diagrammada sitrat siklining boshqaruvi keltirilgan. Izotsitratning α-ketoglutaratga aylanishi izotsitrat degidrogenaza fermenti orqali katalizlanadi, α-ketoglutaratning suksinil CoA ga aylanishi esa α-ketoglutarat degidrogenaza fermenti tomonidan katalizlanadi.
Izotsitrat degidrogenaza ATF va NADH molekulalari taʼsirida ingibirlanadi, ADF taʼsirida esa faollashtiriladi.
α-ketoglutarat esa ATF, NADH va suksinil CoA molekulalari taʼsirida ingibirlanadi.

Barchasini birga qoʻyish

Bundan tashqari, hujayraviy nafas olish jarayonini tartibga soluvchi koʻplab boshqa mexanizmlar ham bor. Misol uchun, elektron transport zanjiri ADF, ATF va boshqa fermentlar tomonidan boshqariladi. Nima boʻlganda ham, ushbu maʼlumotlar sizga hujayra metabolik jarayonni qanday qilib boshqarishi toʻgʻrisida kichik boʻlsa ham tasavvur hosil qilish uchun xizmat qildi degan umiddamiz.
Har bir bosqichda biz bir xil elementlarni koʻrishimiz mumkin. Masalan, koʻplab bosqichlarda, turli jarayonlarning turli darajalarida va yakka reaksiyalar davomida qaytar ingibirlanishni koʻrishimiz mumkin. Yana bir keng tarqalgan xususiyat – hujayraning energiya holatini ATF, ADF, AMF va NADH kabi molekulalar miqdori orqali ham kuzatishdir.
Quyidagi diagrammada biz tanishib chiqqan fermentlar umumlashtirilgan holatda berilgan.
Ushbu diagrammada glikoliz, piruvat oksidlanishi va sitrat sikli boshqaruvining yakuniy tasviri aks ettirilgan. (Bu diagramma yuqoridagi uchta diagrammani umumiylashtirib, bitta diagramma holatida aks ettiradi.)

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish
Hozircha izohlar yoʻq.
Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.