انابوليزم جانە كاتابوليزم

ادف+ف+ەنەرگيا=اتف

اتف ادف مەن فوسفاتقا ىدىراعان كەزدە، كلەتكا ەنەرگياسى بوسانادى جانە كلەتكاداعى جۇمىس ءۇشىن پايدالانىلادى. اتف ادەنين، ريبوزا جانە تريفوسفات (ءۇشفوسفاتتى توپتار) قالدىقتارىنان تۇراتىن نۋكلەوتيد، ال ادەنوزينديفوسفات (ادف) تەك ەكى فوسفاتتى توپقا عانا يە. اتف-نىڭ ەنەرگياعا بايلىعى ونىڭ ءۇش فوسفاتتى كومپونەنتىنىڭ ەكى فوسفوانگيدريدتى بايلانىستارىنىڭ بولۋىمەن ايقىندالادى. اتف ەنەرگياسى ادف ەنەرگياسىنان 7000 ككال/مول ارتىق. بۇل ەنەرگيامەن اتف-نىڭ ادف جانە نەورگانيكالىق فوسفاتقا دەيىن ىدىراۋ گيدروليزى ناتيجەسىندە جۇرەتىن بارلىق بيوسينتەزدىك رەاكسيالار قامتاماسىز ەتىلەدى. سونىمەن، اتف-ادف سيكلى ءتىرى جۇيەلەردەگى ەنەرگيا الماسۋدىڭ نەگىزگى مەحانيزمى بولىپ تابىلادى.

ءتىرى جۇيەلەرگە تەرموديناميكانىڭ ەكى زاڭىن قولدانۋعا بولادى

تەرموديناميكانىڭ ءبىرىنشى زاڭىنا (ەنەرگيانىڭ ساقتالۋ زاڭىنا) سايكەس ەنەرگيا حيميالىق جانە فيزيكالىق پروسەستەر كەزىندە تۇزىلمەيدى، جوعالىپ كەتپەيدى، تەك كەز كەلگەن ءبىر جۇمىستى ورىنداۋ ءۇشىن ءبىر فورمادان ەكىنشى فورماعا وتەدى، ياعني ەنەرگيانى قانداي دا ءبىر جۇمىستى ورىنداۋ ءۇشىن پايدالانىلادى نەمەسە ەنەرگيا ءبىر فورمادان ەكىنشىسىنە وتكەندە ەنەرگيانىڭ جالپى سانى وزگەرمەيدى (ازايمايدى نەمەسە كوبەيمەيدى). عالامدىق كاتەگوريالاردى ەسكەرە وتىرىپ، جەر جۇزىندەگى كەز كەلگەن فيزيكالىق جەنە حيميالىق وزگەرىستەرگە قاراماستان، ونداعى ەنەرگيا مولشەرى وزگەرمەي قالا بەرەدى.

تەرموديناميكانىڭ ەكىنشى زاڭىنا سايكەس فيزيكالىق جانە حيميالىق پروسەستەر پايدالى ەنەرگيانىڭ قايتارىلمايتىن حاوستىق رەتتەلمەگەن فورماعا ءوتۋ جانە رەتتەلگەن كۇي مەن حاوستىق رەتتەلمەگەن كۇيدىڭ اراسىندا تەپە-تەڭدىك ورناتۋ باعىتىندا جۇرەدى. رەتتەلگەن جانە رەتتەلمەگەن جاعدايلاردىڭ اراسىنداعى تەپە-تەڭدىكتىڭ تۇراقتالۋىنا جانە پروسەستىڭ توقتاۋىنا جاقىنداعان سايىن بوس ەنەرگيانىڭ، ياعني تۇراقتى تەمپەراتۋرا مەن تۇراقتى قىسىمدا جۇمىستى جۇرگىزۋگە قابىلەتتى جالپى (پايدالى) مولشەرىنىڭ ازايۋى جۇرەدى. ەگەر بوس ەنەرگيانىڭ مولشەرى ازايسا، وندا كەزدەيسوقتىق پەن رەتسىزدىكتىڭ (شىرقى بۇزىلعان) ولشەمى بولىپ تابىلاتىن جۇيەنىڭ جالپى ىشكى ەنەرگياسىنىڭ ءبولىمى كۇشەيەدى جانە ول ەنتروپيا دەپ اتالادى. باسقا سوزبەن ايتقاندا، ەنتروپيا دەگەنىمىز پايدالى ەنەرگيانىڭ رەتسىزدىك فورماعا ءوتۋىنىڭ قايتىمسىز شاراسى بولىپ تابىلادى. سونىمەن، كەز كەلگەن جۇيەنىڭ تابيعي تەندەنسياسى ەنتروپيانىڭ كۇشەيۋىنە جانە بوس ەنەرگيانىڭ ازايۋىنا باعىتتالعان، بۇل تەرموديناميكالىق قىزمەتتىڭ ەڭ پايدالىسى بولىپ سانالادى. ءتىرى ورگانيزمدەر جوعارى رەتتەلگەن جۇيەلەر بولىپ سانالادى. ولار ءۇشىن وتە كوپ اقپاراتتار ۇستاۋ ءتان، ءبىراق ولار ەنتروپياعا كەدەي.

ەگەر جەر ءجۇزىن رەاكسيالىق جۇيەلەر دەپ ساناساق، ول دەگەنىمىز، ءبىر جاعىنان، سولاردىڭ ارقاسىندا فيزيكالىق جانە حيميالىق پروسەستەر جۇرەتىن زاتتاردىڭ جيىنتىعى جانە ەكىنشى جاعىنان، رەاكسيالىق جۇيەلەر اقپاراتپەن الماساتىن قورشاعان ورتادان تۇرسا، وندا تەرموديناميكانىڭ ەكىنشى زاڭىنا سايكەس فيزيكالىق پروسەستەردىڭ نەمەسە حيميالىق رەاكسيالاردىڭ بارىسىندا الەمنىڭ ەنتروپياسى ۇلعايادى. ءتىرى ورگانيزمدەردىڭ مەتابوليزمى ىشكى رەتسىزدىكتىڭ وسۋىمەن جۇرمەيدى، ياعني ءتىرى ورگانيزمدەر ءۇشىن جاستىق ەنتروپيا ءتان ەمەس. كەز كەلگەن جاعدايلاردا بارلىق ورگانيزمدەر باكتەريالاردان باستاپ سۇتقورەكتىلەرمەن اياقتاپ، ءوزىنىڭ قۇرىلىمىنىڭ رەتتىلىك سيپاتىن ساقتايدى. دەسەدە، ەنتروپيا ءۇشىن ونىڭ قورشاعان ورتادا ۇلعايۋى ءتان، ال ەنتروپيانىڭ قورشاعان ورتادا ۇزدىكسىز ءوسۋىن سول ورتادا تىرشىلىك ەتەتىن ءتىرى ورگانيزمدەر قامتاماسىز ەتەدى. مىسالى، بوس ەنەرگيانى شىعارۋ ءۇشىن اناەروبتى ورگانيزمدەر قورشاعان ورتادان العان گليۋكوزانى پايدالانادى جانە سىرتقى ورتادان وتكەن مولەكۋلالىق وتتەكپەن توتىقتىرادى. بۇل كەزدە توتىعۋ مەتابوليزمىنىڭ سوڭعى ونىمدەرى (س02 جانە ن20) ورتاعا تۇسەدى، ولار ورتادا ەنتروپيانىڭ كوبەيۋىنە الىپ كەلەدى، ول ازداپ بولسا دا جىلۋدىڭ تاراۋى ەسەبىنەن دە جۇرەدى. ەنتروپيانىڭ ءبۇل جاعدايدا كۇشەيۋى، بۇدان باسقا توتىعۋدان كەيىنگى (س6ن1206 + 602 -> 6س02 + 6ن20) مولەكۋلالاردىڭ سانىنىڭ ارتۋى ەسەبىنەن دە، ياعني 7 مولەكۋلادان 12 مولەكۋلانىڭ ءتۇزىلۋى ەسەبىنەن دە، جۇزەگە اسادى. مولەكۋلالىق رەتسىزدىك تە ەنتروپياگا الىپ كەلەتىنىن كورسەتەدى.

ءتىرى زاتتار ءۇشىن ەنەرگيانىڭ العاشقى كوزى كۇن رادياسياسى بولىپ تابىلادى، مىسالى، كورىنەتىن جارىق، ول ديسكرەتتى بىرلىكتەر تۇرىندە كەزدەسەتىن، فوتوندار نەمەسە كۆانتتىق ساۋلەلەر دەپ اتالاتىن، ەلەكتروماگنيتتىك تولقىنداردان تۇرادى. ءتىرى دۇنيەدە ءبىر تىرشىلىك يەلەرى جارىق ەنەرگياسىن ۇستاۋعا قابىلەتتى بولسا، باسقالارى ەنەرگيانى قورەكتىڭ زاتتاردىڭ توتىعۋى ناتيجەسىندە الادى.

كورىنەتىن جارىقتىڭ ەنەرگياسىن فوتوسينتەز پروسەسىندە جاسىل وسىمدىكتەر ۇستايدى، ول وسىمدىكتەردىڭ كلەتكالارىنىڭ حلوروپلاستارىندا جۇزەگە اسادى. فوتوسينتەز ارقاسىندا ءتىرى زاتتار رەتسىزدىكتەن رەتتىلىك تۇزەيدى، ال جارىق ەنەرگياسى حيميالىق ەنەرگياعا اينالادى، ول فوتوسينتەز ءونىمى بولىپ تابىلاتىن كومىرسۋلاردا جينالادى. سونىمەن، فوتوسينتەزدەلۋشى ورگانيزمدەر بوس ەنەرگيانى كۇن ساۋلەسىنەن الادى. وسىنىڭ ناتيجەسىندە جاسىل وسىمدىكتەردىڭ كلەتكالارى وتە جوعارى بوس ەنەرگياعا يە بولادى.

نەورگانيكالىق زاتتاردىڭ توتىعۋى ناتيجەسىندە ەنەرگيا الۋ حەموسينتەزدە جۇرەدى. جانۋارلار ورگانيزمدەرى ەنەرگيانى قورەكتە جيناقتالعان كومىرسۋلاردان الادى. وسىلايشا ولار ورتانىڭ ەنتروپياسىنىڭ ۇلعايۋىنا ىقپال ەتەدى. بۇل ورگانيزمدەر كلەتكالارىنىڭ ميتوحوندرياسىندا، كومىرسۋلاردا جيناقتالعان ەنەرگيا باسقا زاتتاردىڭ مولەكۋلالارىنىڭ سينتەزى ءۇشىن، سونىمەن قاتار كلەتكالاردىڭ مەحانيكالىق، ەلەكترلىك جانە وسموستىق جۇمىستارىن قامتاماسىز ەتۋ ءۇشىن دە، جارامدى بوس ەنەرگيا فورماسىنا اۋىسادى. كومىرسۋلاردا جيناقتالعان ەنەرگيانىڭ بوساۋى اەروبتى جانە اناەروبتى تىنىس الۋ كەزىندە جۇزەگە اسادى. اەروبتى تىنىس الۋ كەزىندە جيناقتالعان ەنەرگياسى بار مولەكۋلالاردىڭ ىدىراۋى گليكوليز جولىمەن جەنە كرەبس سيكلىندە جۇرەدى. اناەروبتى تىنىس العاندا تەك گليكوليز جۇمىس جاسايدى. سونىمەن جانۋارلار ورگانيزمدەرىنىڭ كلەتكالارىنىڭ تىرشىلىگىن، نەگىزىنەن، كوزى «وتىننىڭ» (گليۋكوزالار مەن ماي قىشقىلدارى) توتىعۋتوتىقسىزدانۋ رەاكسياسى بولىپ تابىلاتىن بۇل پروسەسس كەزىندە ءبىر قوسىلىستان (توتىعۋ) ەكىنشىسىنە (توتىقسىزدانۋ) ەلەكترونداردى تاسىمالداۋ جۇرەدى، ەنەرگيامەن قامتاماسىز ەتىلەدى. توتىعۋ-توتىقسىزداندىرۋ رەاكسيالارى مەن فوسفورلانۋعا بايلانىستى بولادى. بۇل رەاكسيالار فوتوسينتەزدە دە، سول سياقتى تىنىس الۋ كەزىندە دە جۇرەدى.

ورگانيزم اشىق ءوزىن-وزى رەتتەيتىن جۇيە، ول قورەكتە جينالعان نەمەسە كۇن ساۋلەسىنەن تۇزىلەتىن ەنەرگيالاردى تىكەلەي پايدالانىپ، وزىنە-وزى سۇيەنىش بولادى جانە رەپليسيالانادى. ەنەرگيا مەن زاتتاردى ۇزدىكسىز ءسىڭىرىپ، تىرشىلىك رەتسىزدىك پەن رەتتىلىك اراسىندا، جوعارى مولەكۋليارلىق ۇيىمداسۋ مەن بۇزۋشىلىق اراسىندا تەپە-تەڭدىككە «ۇمتىلمايدى». كەرىسىنشە، ءتىرى زاتتار ءۇشىن ءقۇرىلىمدار مەن قىزمەتتەرىندە دە، سول سياقتى ەنەرگيانى اينالدىرۋ مەن پايدالانۋىندا دا رەتتىلىك ءتان. سونىمەن، ىشكى رەتتىلىكتى ساقتاي وتىرىپ، ءبىراق كۇن ساۋلەسىنەن نەمەسە قورەكتەن بوس ەنەرگيانى قابىلداي وتىرىپ، ءتىرى ورگانيزمدەر ورتاعا ەكۆيۆالەنتتى مولشەردە، پايدالى فورمادان از ەمەس، نەگىزىنەن جىلۋ تۇرىندە، ەنەرگيا قايتارادى، ول شاشىراپ الەمگە كەتەدى.

زاتتار مەن ەنەرگيا الماسۋ پروسەستەرى رەتتەلىپ وتىرادى جانە كوپتەگەن رەتتەۋشى مەحانيزمدەر بار. مەتابوليزمنىڭ باستى رەتتەۋشى مەحانيزمى فەرمەنتتەر سانىن قاداعالاۋ بولىپ تابىلادى. رەتتەۋشى مەحانيزمدەر قاتارىنا، سول سياقتى، فەرمەنتتەردىڭ سۋبستراتىنىڭ ىدىراۋ جىلدامدىعىن، سونىمەن قاتار فەرمەنتتەردىڭ كاتاليزدىك بەلسەندىلىگىن باقىلاۋ دا جاتادى. مەتابوليزم كەرى اللوستەريالىق دەپ اتالاتىن باقىلاۋعا دا ءۇشىرايدى، ونىڭ ءمانى كوپتەگەن بيوسينتەزدىك جولداردا ءبىرىنشى رەاكسيا سوڭعى ونىممەن ينگيبيرلەنۋى دە (باسىلىپ قالۋى دا) مۇمكىن. اتاپ ايتقاندا، مۇنداي ينگيبيرلەنۋ كەرى بايلانىس ءپرينسيپى بويىنشا جۇزەگە اسادى. زاتتار مەن ەنەرگيانى رەتتەۋدە سينتەز پەن ىدىراۋدىڭ مەتابوليزمدىك جولدارىنىڭ ءار ۋاقىتتا بولەكتەنۋى ماڭىزدى، ءتىپتى، ەۋكاريوتتاردا ءبۇل بولەكتەنۋ كلەتكالاردىڭ كومپارتمەنتاليزاسيامەن كۇشەيە تۇسەدى. مىسالى، كلەتكالارداعى ماي قىشقىلدارىنىڭ توتىعاتىن ورنى ميتوحوندريالار بولىپ تابىلسا، ال ولاردىڭ سينتەزى سيتوزولدا جۇرەدى. مەتابوليزمنىڭ كوپتەگەن رەاكسيالارى كلەتكانىڭ ەنەرگەتيكالىق ستاتۋسى دەپ اتالاتىن، ونىڭ كورسەتكىشى اتف مەن ادف-نىڭ فراكسيالارىنىڭ موليارلىق جيىنتىعى ارقىلى انىقتالاتىن ەنەرگەتيكالىق زارياد جاعىنان دا كەيبىر رەتتەۋگە ۇشىراعان. كلەتكاداعى ەنەرگەتيكالىق زارياد ءارۋاقىتتا تۇراقتى. اتف سينتەزى جوعارعى زاريادپەن ينگيبيرلەنەدى، ال اتف-نى پايدالانۋدا وسىنداي زاريادپەن ستيمۋلدانادى.