Modda va energiya almashinuvining umumiy tavsifi

4. Oziq moddalardan energiya ajralish bosqichlari. Hujayra ixtiyoridagi energetik zahiralar uning energetik talabini qondirish uchun ishlatiladi. Energetik zahiralarga monosaxaridlar, aminokislotalar, glisterin va yog’ kislotalari kirib, ular hujayraning plazmatik membranasi orqali o’ta oladilar va to’g’ridan-to’g’ri energiya manbai sifatida sarflanadilar yoki biopolimerlar (polisaxaridlar, lipidlar, oqsillar tarkibiga kirgan holda hujayra ichki energetik deposini tashkil etishi mumkin. Ehtiyojga qarab hujayra ichki biopolimerlari energiya hosil qilish uchun sarflanadi. Umuman, hayvon hujayrasi, qorong’ilikdagi o’simlik hujayralari va ko’plab mikroorganizmlar katabolizmida oziq moddalardan ajralgan energiya hisobiga o’z energetik ehtiyojlarini qoplaydilar.
Turli xil substratlardan energiya ajralishini shartli ravishda 3 ta bosqichga bo’lish mumkin. Birinchi bosqich – tayyorgarlik bosqichi. Bu bosqichda ovqat bilan birga kirgan yoki hujayraning ichida bo’lgan biopolimerlar energiya ajralishi uchun qulay bo’lgan monomer shakliga o’tishi kerak. Bu bosqich ichaklarda yoki hujayra ichida gidrolaza fermentlari ishtirokida amalga oshadi. Hujayra ichidagi gidroliz sitoplazma yoki lizosomada boradi. Bosqich energetik jihatdan qimmatga ega emas, chunki bunda substrat energiyasining atigi 1% i ajraladi va u issiqlik shaklida tarqalib ketadi.
Ikkinchi bosqich – monomerlarning asosiy oraliq mahsulotlari – atsetil-KoA va Krebs siklining bir nechta kislotalari, masalan, oksaloatsetat va 2-oksoglutaratga qisman parchalanishidan iborat. 2-bosqichda boshlang’ich substratlarning soni 3 martaga qisqaradi. Bu bosqich anaerob sharoitda substratda mavjud bo’lgan energiyaning 20% i ajralib chiqishi kuzatiladi. Bu energiyaning bir qismi ATF ning fosfat bog’larida to’planadi, bir qismi esa issiqlik shaklida tarqaladi. Monomerlarning parchalanishi gialoplazmada, yakunlovchi reaktsiyalar esa mitoxondriyalarda boradi.
Uchinchi bosqich – moddalarning kislorod ishtirokida oxirgi mahsulotlar CO₂ va H₂O gacha parchalanishi. Bu bosqich – moddalarning aerob biologik oksidlanishi bo’lib, energiyaning to’liq ajralishi bilan o’tadi. Moddalarning o’ziga xos tomoni shundaki, bunda oldingi bosqichdagi 3 ta metabolitdan Krebs siklidan keyin faqat NAD yoki FAD bilan bog’langan vodorod qoladi. Vodorod – universal enenrgetik yoqilg’i bo’lib, nafas olish zanjirida ATF va suv hosil qilish uchun sarflanadi. Moddalardagi kimyoviy bog’larning 80% energiyasi shu bosqichda ajraladi. Bu bosqichning hamma reaktsiyalari mitoxondriyalarda amalga oshadi.
Substratlarning keyingi parchalanishlari biologik oksidlanish jarayonlari bilan bog’liq.