ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ Όλοι οι οργανισμοί χρειάζονται ΕΝΕΡΓΕΙΑ για να ζήσουν. Πώς εξασφαλίζουν αυτή την ενέργεια; Από διάσπαση οργανικών χημικών ουσιών Ζώα, μύκητες κ.α : Τροφή → διάσπαση → οργανικές ουσίες (=θρεπτικά συστατικά) → διάσπαση → ΕΝΕΡΓΕΙΑ Φυτά: Ανόργανες ουσίες → φωτοσύνθεση → οργανικές ουσίες (=θρεπτικά συστατικά) → διάσπαση → ΕΝΕΡΓΕΙΑ Επίσης όλοι οργανισμοί εξασφαλίζουν από τη τροφή τους ΥΛΙΚΑ για να φτιάξουν κύτταρα, σώματα, φύλλα κλπ Η τροφή δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα για τη παραγωγή ενέργειας και υλικών ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ= Το σύνολο των αντιδράσεων που μετατρέπουν τη τροφή και τις ανόργανες ουσίες είτε σε ενώσεις που θα δώσουν ενέργεια είτε σε πρώτες ύλες για δομικά συστατικά των οργανισμών ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ: Διάσπαση πολύπλοκων ουσιών σε απλούστερες. Εξώθερμες αντιδράσεις ΑΝΑΒΟΛΙΣΜΟΣ: Σύνθεση πολύπλοκων ουσιών από απλούστερες. Ενδόθερμες αντιδράσεις Η ενέργεια αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς των μορίων του κυττάρου

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-ΑΤΡ (1) Στο κύτταρο η ενέργεια μεταφέρεται κυρίως με τη χρήση μιας χημικής ένωσης, το ΑΤΡ που λειτουργεί σαν ¨μπαταρία¨ που φορτίζεται και εκφορτίζεται ΑΤΡ = τριφωσφορική αδενοσίνη = φορτισμένη μπαταρία ADP= διφοσφωρική αδενοσίνη = εκφορτισμένη μπαταρία

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ-ΑΤΡ (2) Συζευγμένες αντιδράσεις: Η ενέργεια που παράγεται από μια εξώθερμη αντίδραση χρησιμοποιείται για να πραγματοποιηθεί μια ενδόθερμη αντίδραση. ADP ATP Πού υπάρχει η ενέργεια για τη μετατροπή ADP → ATP; 1) Διάσπαση οργανικών ουσιών πχ γλυκόζη (σε ΟΛΟΥΣ τους οργανισμούς) 2) Με τη φωτοσύνθεση δηλ από τον Ήλιο(στα φυτά και κάποια βακτήρια) Η αντίδραση ATP ↔ ADP γίνεται συνεχώς στο κύτταρο. Σε μια μέρα παράγεται 50-70 kg ATP αλλά σε μια δεδομένη στιγμή στο σώμα υπάρχει 1-100gr ATP συνολικά

ΕΝΖΥΜΑ-ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ Τα ένζυμα είναι ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ που μπορούν να καταλύουν (=να επιταχύνουν) χημικές αντιδράσεις στους οργανισμούς. Τα ένζυμα 1) μειώνουν την ενέργεια ενεργοποίησης μιας αντίδρασης = την αρχική ενέργεια που πρέπει να δοθεί στα αντιδρώντα μόρια προκειμένου να αντιδράσουν. 2) αυξάνουν τη ταχύτητα της αντίδρασης. Η ενέργεια ενεργοποίησης παρέχεται με τη μορφή θερμότητας. Έτσι, όταν μειώνεται η ενέργεια ενεργοποίησης χρειάζεται να δοθεί λιγότερη θερμότητα → οι αντιδράσεις γίνονται σε μικρότερη θερμοκρασία δηλ σε θερμοκρασία ανεκτή από τα κύτταρα. Επιπλέον με τα ένζυμα οι αντιδράσεις γίνονται σε σύντομο χρόνο πχ σε δευτερόλεπτα αντί για μήνες…

ΤΡΟΠΟΣ ΔΡΑΣΗΣ ΕΝΖΥΜΩΝ Τα ένζυμα καταλύουν τις αντιδράσεις με το να προσδένονται πάνω τους τα αντιδρώντα μόρια (=υποστρώματα). Η πρόσδεση γίνεται σε ένα σημείο του ενζύμου που ονομάζεται ενεργό κέντρο που έχει το κατάλληλο σχήμα (πώς;) για να προσδεθούν τα υποστρώματα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να σπάνε οι αρχικοί δεσμοί των μορίων και να δημιουργούνται νέοι. Ιδιότητες ενζύμων Η δράση καθορίζεται από τη τριτοταγή δομή του μορίου Δρουν πολύ γρήγορα Παραμένουν αναλλοίωτα μετά το τέλος της αντίδρασης Παρουσιάζουν εξειδίκευση Η δράση επηρεάζεται από θερμοκρασία, pH κ.α. παράγοντες. Διακρίνονται : 1) Σε εξωκυτταρικά (πχ αμυλάση, λιπάση, πεψίνη 2) ενδοκυτταρικά Μπορούν να είναι ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα ή δεσμευμένα σε μεμβράνες. Ονομάζονται : Όνομα υποστρώματος + άση Πχ Λιπάση, Σακχαράση, Αμυλάση ή Τύπο αντίδρασης πχ Πολυμεράση, Καταλάση κλπ

ΑΝΑΣΤΟΛΕΙΣ ΔΡΑΣΗΣ ΕΝΖΥΜΩΝ- ΣΥΜΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ Ορισμένες ουσίες αναστέλλουν τη δράση των ενζύμων με το να συνδέονται με το μόριο του ενζύμου Διακρίνονται Α) σε συναγωνιστικούς και μη συναγωνιστικούς. Β)σε αντιστρεπτούς και μη αντιστρεπτούς. Οι μη αντιστρεπτοί συνδέονται μόνιμα με το ένζυμο. Είναι ιόντα βαρέων μετάλλων (Ηg +2 , Pb+2 , Ag+ ), εντομοκτόνα ή άλλες ουσίες. Πχ αναστολείς πρωτεασών που χρησιμοποιούνται σαν αντιικά φάρμακα ή για χημειοθεραπείες, αντιβιοτικά κ.ά. Συμπαράγοντες- Συνένζυμα Ορισμένα ένζυμα για να λειτουργήσουν χρειάζονται να συνδεθούν με μη-πρωτεΐνικά μόρια: Ανόργανα ιόντα= Συμπαράγοντες : Zn+2 , Cu+2 , Mg+2 κ.α Οργανικά μόρια = Συνένζυμα. Μπορεί να είναι βιταμίνες ή να περιέχουν βιταμίνες. Πχ το συνένζυμο Ασκορβικό οξύ είναι η Βιταμίνη C, το NAD/NADP είναι η βιταμίνη Β3