Бактерия жасушасының ішіне заттарды тасымалдау механизмі.
Жасушаға қоректік заттардың келіп түсуіне ЦПМ жауапты. Қоректік заттар жасуша цитоплазмасына еніп, өзгерістерге ұшырау үшін, олар жасушаны қоршаған ортадан бөлетін шекаралық қабаттардан өтуі керек.
Бактериалық жасушаға қоректік заттарды тасымалдаудың екі түрі бар: енжар және белсенді.
Енжар тасымалдауда заттар тек қана концентрациялық градиент бойынша енеді. Бұл кезде энергия жұмсалмайды. Енжар тасымалдаудың екі түрін ажыратады: жай диффузия және жеңілдетілген диффузия. Жай диффузияда молекулалардың мөлшері мен липофилділігі негізгі орын алады, бұл кезде заттар жасушаға спецификалық емес жолмен енеді.Жеңілдетілген диффузия тасымалдаушы-ақуыз-пермеазалар қатысуымен өтеді. Бұл процестің жылдамдығы заттың сыртқы қабаттағы концентрациясына байланысты.
Белсенді тасымалдау кезінде зат жасуша ішіне тасымалдаушы-ақуыз – пермеаза көмегімен концентрация градиентіне қарсы енеді. Бұл кезде энергия шығындалады. Белсенді тасымалдаудың екі түрі бар. Белсенді тасымалдаудың бір түрінде шағын молекулалар (амин қышқылдары, кейбір қанттар) жасуша ішіне еніп, жасуша сыртына қарағанда 100-1000 есе артық болатын концентрациялық жағдай тудырады. Екінші тасымалдау түрін радикалдар транслокациясы деп атайды, бұл кезде кейбір қанттар (мысалы, глюкоза, фруктоза) жасушаға тасымалдануы кезінде фосфорилденеді, яғни химиялық өзгерістерге ұшырайды.
Конструктивті метаболизм.
Анаболизм (биосинтез немесе конструктивті метаболизм)-реакция ағымында қарапайым заттардан күрделі заттардың мономерлер мен полимерлердің пайда болуы. Бұл реакциялардың көбі дегидролетикалық реакциялар, яғни реакция барысында су бөлінеді. Анаболизм сырттан алынған заттардан клеткалардың заты түзілетін реакциялар жиынтығы. Ол АТФ немесе басқа да энергияға бай қосылыстарда жинақталған энергияны қолдана отырып жүреді. Анаболизм жолында ең алдымен клетканың негізгі компоненттері, одан кейін полимерлі макромолекулалар синтезделеді.
Метаболизм нәтижесінде көмірсулар (пируват) органикалық қышқылға, одан әрі майға, көмірсудан пайда болған органикалық қышқылдар аммиак азотымен реакцияласу нәтижесінде амин қышқылына , май, ақуыздар метаболизм нәтижесінде ыдырап, соңында аммиак, көмірқышқыл газы, т.б. қарапайым заттарға айналады.
Биосинтетикалық және энергетикалық бағыттағы метаболиттік реакция-лар ферментаттердің көмегімен іске асады. Ферменттер тек тірі клеткаларда түзіледі және цитоплазмамен тығыз байланысты болады. Дегенмен оларды клеткадан бөліп алуға да мүмкіндік бар. Осындай қасиетіне сүйене отырып, ферменттерді эктоферменттер, яғни тірі клеткалардың сыртқы ортаға бөліп шығаратын ферменттері және эндоферменттер, яғни клетка ішінде әсер ететін ферменттер деп бөледі. Эктоферменттер көбінесе ортадағы күрделі органикалық заттарды құрылысы қарапайым заттарға дейін ыдыратады да тірі клеткаға қоректік заттар даярлайды. Ал эндоферменттер, қоректену процесімен бірге, энергияны бөліп шығару реакциясына да белсене қатысады. барлық ферменттер 6 класқа бөлінеді:
1) оксидоредуктазалар (екі субстрат арасындағы тотығу-тотықсыздану реакцияларын катализдейді);
2) трансферазалар (химиялық топтардың молекуларалық тасымалын жүзеге асырады);
3) гидролазалар (молекулаішілік байланыстардың гидролиттік ыдырау-ын жүзеге асырады, мұнда ферменттік реакция тек судың қатысуымен жүреді);
4) лиазалар (химиялық топтарды қос байланыстарға жалғайды немесе керісінше);
5) изомеразалар ( изомеризация процестерін жүзеге асырады);
6) лигазалар, немесе синтетазалар (екі молекуланы қосады, нәтижеде АТФ молекуласындағы пирофосфаттық байланыстардың ыдырауы жүреді.
Құрылысы байланысты ферменттер 2 бөлінеді:
1) жай ферменттер ( ақуыздар);
2) күрделі ферменттер - ақуызды бөліктен (активті орталық) және ақуызды емес бөлік, ол ферментті активтендіру үшін қолданылады.
Сонымен қатар ферменттер бөлінеді:
1) конститутивті ферменттер (субстратқа байланыссыз үнемі тұрақ-ты синтезделеді);
2) индуцибельді ферменттер ( субстраттың қатысуында ғана синтезде-леді).
Аминқышқылдарының биосинтезі. Бактериялардың көпшілігі ақуызды құрайтын 20 аминқышқылдарының барлығын да синтездейтін қабілетке ие. Бактерия жасушасының ақуыздары ферменттік қызмет атқарады және қосалқы құрылымдар: ЦПМ мен оның туындылары, жасуша қабырғасы, талшықтар, сонымен қатар кейбір бактериялардың капсулалары мен спораларының құрамына кіреді.
Нуклеотидтер биосинтезі.Нуклеин қышқылдары пуриндік және пиримидиндік нуклеотидтерден түзіледі. Сонымен қатар, пуриндік және пиримидиндік нуклеотидтер көптеген коферменттер құрамына еніп, полимеризациялау реакцияларының белсенділігін арттыруға және аминқышқылдарын, қанттарды, липидтерді тасымалдауға қатысады.
Майлар биосинтезі. Майлар немесе липидтер ЦПМ-ның және грамтеріс бактериялар жасуша қабырғасының маңызды компоненті бола отырып, қоректік зат ретінде де қызмет етеді.
Көмірсулар биосинтезі. Бактерия жасушасындағы көмірсулар моно-, ди- және полисахаридтер күйінде кездеседі. Полисахаридтер кейбір капсулалар құрамына кіреді, крахмал мен гликоген қоректік зат қоры болып табылады.
Прокариоттарда зат алмасуының реттелуі. Жасушада жүретін реакциялардың барлығы ферменттермен катализденетін болғандықтан, зат алмасудың реттелуі ферменттік реакциялардың қарқынын реттеу арқылы жүзеге асырылады. Ферменттік реакциялардың жылдамдығын негізгі екі жолмен реттеуге болады: ферменттердің санын және олардың белсенділігін өзгерту арқылы.
Конститутивті ферменттермен байланысты биосинтетикалық жолдар бірінші ферменттің белсенділігін тежеумен(ингибирлеумен) реттеледі. Индуцибельді ферменттермен байланыстырылатын биосинтетикалық жолдар, олардың синтезін ақырғы өніммен басып тастау (репрессиялау) арқылы реттеледі.
Индуцибельді ферменттермен байланысты катаболикалық жолдар ферменттер синтезінің индукциясы мен катаболикалық репрессия арқылы реттеледі, ал констутивті ферменттермен өткізілетіні – олардың белсенділігіне аллостерикалық әсер ету арқылы реттеледі. Бұл жағдайда АТФ кері эффектор болса, АДФ – оң эффектор болады.
Прокариоттардың тыныс алуы(энергетикалық метаболизм)
