Buněčný metabolismus

• Produkty

Buněčný metabolismus

Metabolismus je soubor procesů biosyntézy a štěpení komplexních organických látek v buňce a těle.

Anabolismus - metabolismus plastů, asimilace, biosyntéza organických látek (syntetizují se organické látky - bílkoviny, tuky, sacharidy), energie se spotřebovává (ATP se spotřebuje), fotosyntéza, chemosyntéza, biosyntéza proteinů.

Katabolismus - energetický metabolismus, disimilace, rozklad organických látek (organické látky jsou rozděleny na CO2 a H2O, energie je uvolňována a skladována ve formě ATP, buněčné dýchání (energetický metabolismus v buňce)).

Druhy výživy (metody získání energie ATP)

Autotrofy - schopné vytvářet organické látky z anorganických látek.

Tam phototrophs (využití sluneční energie pro biosyntézy, rostlin a sinic - sinic) a chemotrofie (využití chemické energie pro biosyntézu, sirných bakterií, železa bakterií, dusík-upevnění, nitrifikační bakterie, a vodík).

Heterotrofy - používejte hotové organické látky.

saprotrophs tam (pouze organickou hmotu z mrtvých těl nebo odpadů z živých organismů, Saprotrofní bakterií, živočichů (saprofágní) a hub) a parazity (žijí na úkor jiného živého organismu, živí se jeho šťávy, tkání nebo trávené potravy, mnohokrát bez zabíjení, a to buď trvale nebo dočasně používat hostitelský organismus jako stanoviště, bakterie, houby, rostliny, zvířata a viry).

Kirilenko A. A. Biologie. Jednotná státní zkouška. Sekce "Molekulární biologie". Teorie, tréninkové úkoly. 2017

Metabolismus (metabolismus) - soubor chemických reakcí, které se vyskytují v živém organismu pro jeho normální fungování.

Metabolismus se skládá z rozpadu látek (energetický metabolismus) a shromažďování látek (metabolismus plastických hmot).

Plastový metabolismus (anabolismus, asimilace) je kombinací syntézních reakcí, ke kterým dochází při spotřebě energie ATP.

Výsledek: z živin, které vstupují do buňky, bílkoviny, tuky, uhlohydráty, které se používají k vytvoření nových buněk, jejich orgánů a mezibuněčné substance, jsou pro tělo charakteristické.

Energetický metabolismus (katabolismus, disimilace) - soubor rozpadových reakcí, obvykle se vyskytujících při uvolňování energie ve formě tepla a ve formě ATP.

Výsledek: komplexní látky se rozkládají na jednodušší (diferenciaci) nebo oxidaci látky.

Metabolismus je zaměřen na uchování a sebeprodukci biologických systémů.

Zahrnuje vstup látek do těla v procesu výživy a dýchání, intracelulární metabolismus a uvolňování konečných produktů metabolismu.

Metabolismus je neoddělitelně spojen s přeměnou některých druhů energie na jiné. Například v procesu fotosyntézy energie světla je uložen jako energie v chemické vazby složitých organických molekul, a v dýchací procesu, který se uvolní a spotřebována v syntéze nových molekul, mechanické a osmotické práce je rozptýlena ve formě tepla, atd

Enzymy jsou biologické katalyzátory proteinové povahy, které kontrolují chemické reakce v živých organizmech.

Enzymy snižují aktivační energii chemických reakcí, významně zrychlují jejich výskyt nebo je zásadně umožňují.

Enzymy mohou být buď jednoduché nebo složité proteiny, které vedle proteinové části zahrnují i ​​neproteinový kofaktor nebo koenzym.

Enzymy se liší od neproteinových katalyzátorů svou vysokou specificitou působení: každý enzym katalyzuje specifické transformace konkrétního typu substrátu.

Aktivita enzymů v živých organismech je regulována několika mechanismy:

- interakcí s regulačními proteiny, regulátory s nízkou molekulovou hmotností a ionty

- změnou reakčních podmínek, jako je pH oddělení

Etapy energetického metabolismu

1. Přípravné

Provádí se enzymy gastrointestinálního traktu, enzymy lysozomů. Uvolněná energie se rozptýlí jako teplo. Výsledek: rozdělení makromolekul na monomery: tuky na mastné kyseliny a glycerin, uhlohydráty na glukózu, proteiny na aminokyseliny, nukleové kyseliny na nukleotidy.

2. Anaerobní (anoxický) stupeň nebo glykolýza (nejčastěji substrátem reakce je glukóza)

Místo kurzu: cytoplasma buněk.

Výsledkem je štěpení monomerů na meziprodukty. Glukóza ztrácí čtyři atomy vodíku, tj. Oxiduje, při tvorbě dvou molekul kyseliny pyrohroznové, dvě molekuly ATP a dvě molekuly obnoveného NADH + H +.

Při nedostatku kyslíku se vytvořená kyselina pyrohroznová převede na kyselinu mléčnou.

3. Aerobní (kyslíkový) stupeň nebo tkáňové (celulární) dýchání

Oxidace meziproduktů do konečných produktů (CO2 a H2O) s uvolněním velkého množství energie.

Krebsův cyklus: podstatou transformací je postupná dekarboxylace a dehydrogenace kyseliny pyrohroznové, během níž se tvoří ATP, NADH a FADH2. Při následných reakcích přenášejí NADH a FADH2 bohatý na energii své elektrony do řetězce přenosu elektronů, což je multienzymový komplex vnitřního povrchu mitochondriálních membrán. Kvůli pohybu elektronu podél nosného řetězce se vytváří ATP. 2C3H6O3 + 6O2 + 36F + 36 ADP → 6CO2 + 42H2O + 36ATF

Kyselina pyrohroznová (kyselina mléčná) reaguje s kyselinou oxaloctovou (oxaloacetát) za vzniku kyseliny citronové (citrátu), která prochází řadou po sobě jdoucích reakcí, přičemž se převádí na jiné kyseliny. V důsledku těchto transformací vzniká kyselina oxalooctová (oxaloacetát), která opět reaguje s kyselinou pyrohroznovou. Volný vodík kombinuje s NAD (nikotinamidadenin dinukleotid) za vzniku sloučeniny NADH.

Zdroj: "Biologie v schématech, termínech, tabulkách" M.V. Zheleznyak, G.N. Deripasco, Ed. "Phoenix"

Zdroj: Biologie. 100 nejdůležitějších témat V.Yu. Jameev 2016

Genetické informace v buňce

Biosyntéza proteinů a nukleových kyselin

Genom - soubor dědičných materiálů obsažených v buňce těla.

Genetická (dědičná) informace je kódována jako sekvence DNA nukleotidů a u některých virů - RNA.

Eukaryotický genom je lokalizován v jádru, mitochondriích a v rostlinách dokonce i v plastidách.

Mitochondrie a plastidy jsou poměrně autonomní, nicméně část mitochondriálních a plastidových proteinů je zakódována jaderným genomem.

Gen je základní jednotka genetické informace. Gen je DNA oblast, která kóduje proteinovou sekvenci (polypeptidy) nebo funkční RNA.

Vlastnosti genetického kódu

Genetický kód

1) triplet - každá aminokyselina odpovídá trojitému nukleotidovému DNA (RNA) - kodonu; 2) jednoznačné - jeden triplet kóduje pouze jednu aminokyselinu;

3) degenerují - několik různých tripletů může kódovat jednu aminokyselinu;

4) univerzální - jeden pro všechny organismy, které na Zemi existují;

5) se nepřekrývají - kodony se čte jedna za druhou, z jednoho konkrétního místa v jednom směru (jeden nukleotid nemůže být současně součástí dvou sousedních trojček);

6) mezi geny existují "dělící znaky" - oblasti, které nesou genetickou informaci, ale oddělují jen některé geny od ostatních. Jsou nazývány rozpěrky.

Stop kodony UAAA, UAG, UGA označují ukončení syntézy jednoho polypeptidového řetězce, triplet AUG určuje místo počátku syntézy dalšího.

Zdroje: Biologie ze 100 nejdůležitějších témat V.Yu. Jameev 2016

"Biologie ve schématech, termínech, tabulkách" M.V. Zheleznyak, G.N. Deripasco, Ed. "Phoenix"

Vizuální odkaz. Biologie 10-11 tříd. Krasilnikova

Co je to metabolismus?

Nikdy nepomyslel na to, proč někteří lidé jedí všechno (nezapomínají na buchty a pečivo), zatímco oni vypadají, jako by neměli několik dní, zatímco jiní, naopak neustále počítá kalorie, sedí na dietách, jdou na fitness haly a stále se nedokáže vyrovnat s těmito extra kilo. Tak co je tajemství? Ukazuje se, že celá věc je o metabolismu!

Takže co je metabolismus? A proč lidé, kteří mají vysoký metabolický poměr reakcí, nikdy netrpí obezitou nebo nadváhou? Když mluvíme o metabolismu, je důležité si uvědomit následující: jedná se o metabolismus, který se vyskytuje v těle a všechny chemické změny, počínaje okamžikem, kdy živiny vstoupí do těla, dokud nejsou odstraněny z těla do vnějšího prostředí. Metabolickým procesem jsou všechny reakce, které probíhají v těle, díky nimž jsou stavěny konstrukční prvky tkání, buňky, stejně jako všechny procesy, jimiž tělo přijímá energii, kterou potřebuje pro normální údržbu.

Metabolismus hraje obrovskou roli v našich životech, protože díky všem těmto reakcím a chemickým změnám získáme vše, co potřebujeme z potravinových produktů: tuky, sacharidy, bílkoviny, vitamíny, minerály, aminokyseliny, zdravé vlákno, organické kyseliny atd. d.

Podle vlastností může být metabolismus rozdělen na dvě hlavní části - anabolismus a katabolismus, tj. Procesy, které přispívají k tvorbě všech nezbytných organických látek ak ničivým procesům. To znamená, že anabolické procesy přispívají k "přeměně" jednoduchých molekul na složitější. A všechny tyto procesy dat jsou spojeny s náklady na energii. Katabolické procesy naopak uvolňují tělo z konečných produktů rozkladu, jako je oxid uhličitý, močovina, voda a amoniak, což vede k uvolnění z energie, to znamená, že zhruba můžeme říci, že dochází k metabolismu moči.

Co je buněčný metabolismus?

Co je buněčný metabolismus nebo metabolismus živých buněk? Je dobře známo, že každá živá buňka v našem těle je dobře koordinovaný a organizovaný systém. Buňka obsahuje různé struktury, velké makromolekuly, které jí pomáhají rozpadat vlivem hydrolýzy (to znamená rozdělení buňky pod vlivem vody) do nejmenších složek.

Kromě toho buňky obsahují velké množství draslíku a poměrně trochu sodíku, a to i přesto, že prostředí buňky obsahuje hodně sodíku a draslík je naopak mnohem méně. Kromě toho je buněčná membrána navržena tak, aby pomohla pronikání sodíku i draslíku. Bohužel různé struktury a enzymy mohou zničit tuto zjednodušenou strukturu.

A samotná buňka je daleko od poměru draslíku a sodíku. Taková "harmonie" je dosažena teprve po smrti člověka v procesu smrtelné autolýzy, tj. Trávení nebo rozkladu organismu pod vlivem vlastních enzymů.

Co je energie pro buňky?

Především je energie buněk prostě nutná, aby podpořila práci systému, který je zdaleka nerovnoměrný. Aby tedy byla buňka v normálním stavu, i když je z dosahu rovnováhy, musí bezpodmínečně získat energii, která je pro ni nezbytná. A toto pravidlo je nepostradatelným předpokladem pro normální fungování buněk. Spolu s tím je také další práce zaměřená na interakci s prostředím.

Například, je-li k poklesu ve svalových buňkách nebo ledvinové buňky, a dokonce začal tvořit moč, nebo byly nervové impulsy v nervových buňkách, a buňky zodpovědné za gastrointestinálního traktu, začala výběr enzymů trávicího, nebo spuštění sekreci hormonů v buňkách endokrinní žlázy? Nebo například začaly žhavé buňky zářit, a například v buňkách ryb byly vypouštěny elektřiny? K tomu všechno nebylo, pro tuto a potřebuje energii.

Jaké jsou zdroje energie

Ve výše uvedených příkladech vidíme. To, že buňka využívá pro svou práci energii získanou díky struktuře adenosintrifosfátu nebo (ATP). Díky ní je buňka nasycena energií, jejíž uvolnění může přicházet mezi fosfátovými skupinami a sloužit další práci. Ale zároveň s jednoduchým hydrolytickou přetrhnout souvislosti fosfát (ATP), vyrobená energie nebude k dispozici pro buňku, v tomto případě je energie je zbytečný jako teplo.

Tento proces se skládá ze dvou po sobě následujících etap. V každém z těchto fází se jedná o meziprodukt, který je označen jako HF. V následujících rovnicích X a Y označují dvě zcela odlišné organické látky, písmeno F znamená fosfát a zkratka ADP se vztahuje k adenosin-difosfátu.

metabolismus normalizace - termín je nyní pevně zakotven v našem životě, se také stát indikátorem normální váhou, jako porušení metabolických procesů v těle nebo metabolismem, je často spojován s přibývání na váze, nadváhou, obezitou, nebo jeho selhání. Určení rychlosti metabolických procesů v těle může být důsledkem testu na základě výměny.

Jaká je hlavní výměna? To je ukazatel intenzity energie těla. Tento test se provádí ráno na prázdném žaludku během pasivity, tj. V klidu. Kvalifikovaný technik měří absorpci kyslíku (O2) a vylučuje tělo (CO2). Při porovnávání údajů zjistěte, kolik procent tělo spaluje příchozí živiny.

Také aktivita metabolických procesů ovlivňují hormonální systém, štítné žlázy a endokrinní žlázy, takže lékaři při identifikaci léčbu nemocí spojených s metabolismem, také se snaží identifikovat a vzít v úvahu úroveň výkonu těchto hormonů v krvi a dostupnost těchto systémů onemocnění.

Hlavní metody studia metabolických procesů

Studiem metabolické procesy jednoho (jsou) živin jsou pozorovány všechny změny (vyskytující se s ním), přijaté z jedné formy do těla, do konečného stavu, ve kterém je vylučováno.

Metody výzkumu metabolismu jsou dnes extrémně rozmanité. Kromě toho se k tomuto účelu používá řada biochemických metod. Jedním způsobem studia metabolismu je metoda použití zvířat nebo orgánů.

Zkoušené zvíře se injektuje speciální látkou a pak přes jeho moč a výkaly se zjistí možné produkty změn (metabolitů) látky. Nejpřesnější informace lze shromáždit zkoumáním metabolických procesů konkrétního orgánu, například mozku, jater nebo srdce. K tomu je tato látka injektována do krve, po níž jí metabolity pomáhají identifikovat v krvi pocházející z tohoto orgánu.

Tento postup je velmi složitý a plný rizika, protože často s takovými výzkumnými metodami používají tenkou metodu špendlíku nebo dělají části těchto orgánů. Tyto sekce jsou umístěny ve speciálních inkubátorech, kde jsou uchovávány při teplotě (podobné tělesné teplotě) ve speciálních rozpustných látkách s přídavkem látky, jejíž metabolismus je studován.

Při této metodě výzkumu nejsou buňky poškozeny, protože části jsou tak tenké, že látka snadno a volně proniká do buněk a poté je opouští. Stává se, že existují potíže způsobené pomalým průchodem speciální látky přes buněčné membrány.

V tomto případě, aby se zničily membrány, jsou tkáně obvykle drceny, takže speciální látka inkubuje buněčnou buničinu. Takové experimenty ukázaly, že všechny živé buňky těla jsou schopny oxidovat glukózu na oxid uhličitý a vodu a pouze buňky jaterního tkáně mohou syntetizovat močovinu.

Používejte buňky?

Podle jejich struktury buňky představují velmi složitý organizovaný systém. Je dobře známo, že buňka se skládá z jádra, cytoplazmy a v okolní cytoplazmě se nacházejí malá těla nazývaná organely. Jsou různé velikosti a struktury.

Díky speciální postupy, mohou homogenizovat tkáňové buňky, a pak podrobeny zvláštnímu oddělení (diferenciální centrifugací), čímž se získá přípravky, které obsahují pouze jeden mitochondrie, sám mikrosomy, stejně jako plazma nebo čirá kapalina. Tyto léky jsou inkubovány odděleně se sloučeninou, jejíž metabolismus je studován, aby bylo možné přesně určit, které subcelulární struktury se podílejí na následných změnách.

Byly případy, kdy počáteční reakce začala v cytoplazmě a její produkt byl podroben změnám v mikrozomech a poté byly pozorovány změny s jinými reakcemi s mitochondriemi. Studovaná inkubace látky s tkáňovým homogenatem nebo živými buňkami nejčastěji neodhaluje žádné samostatné fáze týkající se metabolismu. Následující po druhém experimentu, ve kterých je jedna nebo druhá subcelulární struktura použita pro inkubaci, pomáhá pochopit celý řetězec těchto událostí.

Jak používat radioaktivní izotopy

Pro studium těchto nebo jiných metabolických procesů látky je nutné:

• používat analytické metody k určení látky a metabolitů této látky;
• Je nutné použít takové metody, které pomohou rozlišovat zavedenou látku od stejné látky, ale již existují v tomto přípravku.

Soulad s těmito požadavky byl hlavní překážkou při studiu metabolických procesů v těle, až do té doby, než byly objeveny radioaktivní izotopy a 14C radioaktivní sacharidy. A po vzhledu 14C a nástrojů, které umožňují měřit i slabou radioaktivitu, skončily všechny výše uvedené obtíže. Poté se případ s měřením metabolických procesů vydal, jak se říká, do kopce.

Nyní, když speciální biologické přípravky (např, suspenze mitochondrií) přidán značený 14C mastné kyseliny, pak, po tom, že není nutné žádné speciální testy pro určení přípravky, které ovlivňují jeho transformaci. Aby bylo možné zjistit míru použití, bylo nyní možné jednoduše měřit radioaktivitu mitochondriálních frakcí získaných postupně.

Tato technika pomáhá nejen pochopit, jak k normalizaci metabolismu, ale také proto, že může být snadno rozlišit molekuly podávány radioaktivní mastná kyselina experimentálně již v mitochondriích molekul mastných kyselin na začátku experimentu.

Elektroforéza a. chromatografií

Abychom pochopili, jak a jak normalizuje metabolismus, tedy jak se normalizuje metabolismus, je také nutné použít takové metody, které pomohou oddělit směs, která obsahuje malé množství organických látek. Jedním z nejdůležitějších takových metod, který je založen na fenoménu adsorpce, je považován za metodu chromatografie. Díky této metodě dochází k oddělování směsi složek.

Když k tomu dojde, oddělení složek směsi, které se provádí buď adsorpcí na sorbentu, nebo díky papíru. Při separaci adsorpcí na sorbentu, tj. Při začátku vyplňování takových speciálních skleněných trubek (sloupců), se postupně a následně eluuje, tj. S následným vyluhováním jednotlivých dostupných složek.

Metoda separace elektroforézy přímo závisí na přítomnosti znaků, stejně jako na počtu ionizovaných nábojů molekul. Elektroforéza se provádí také na kterémkoli neaktivním nosiči, jako je celulóza, kaučuk, škrob nebo nakonec na papíře.

Jednou z nejvíce citlivých a účinných metod separace směsi je plynová chromatografie. Tato metoda separace se používá pouze tehdy, jsou-li látky potřebné pro separaci v plynném stavu, nebo například mohou kdykoliv vstoupit do tohoto stavu.

Jak se uvolňuje enzym?

Chcete-li zjistit, jak uvolňování enzymů, je nutné si uvědomit, že toto je poslední místo v této sérii: zvíře, pak tělo, pak se řezy, a poté, co - frakce buněčných organel a homogenát se vztahuje na enzymy, které katalyzují určité chemické reakce. Izolační enzymy v čisté formě se staly důležitým směrem ve studiu metabolických procesů.

Kombinace a kombinace výše uvedených metod umožnila hlavní metabolické dráhy ve většině organismů obývajících naši planetu, včetně lidí. Navíc tyto metody pomohly vytvořit odpovědi na otázku, jak postupují metabolické procesy v těle, a také pomohly objasnit konzistenci hlavních fází těchto metabolických cest. Dnes je více než tisíc všech druhů biochemických reakcí, které již byly studovány, a také studovali enzymy, které se podílejí na těchto reakcích.

Vzhledem k tomu, že jakýkoli projev v buňkách života vyžaduje ATP, není překvapující, že rychlost metabolických procesů tukových buněk je primárně zaměřena na syntézu ATP. K dosažení tohoto cíle, s různou složitostí, se používají sekvenční reakce. Takové reakce využívají především chemickou potenciální energii, která je obsažena v molekulách tuků (lipidů) a sacharidů.

Metabolické procesy mezi sacharidy a lipidy

Takový metabolický proces mezi sacharidy a lipidy, jiným způsobem, se nazývá syntéza ATP, anaerobní (tedy bez kyslíku) metabolismus.

Hlavním úkolem lipidů a sacharidů je to, že syntéza ATP poskytuje jednodušší sloučeniny, a to i přesto, že stejné procesy probíhaly v nejprimitivnějších buňkách. Pouze v atmosféře zbavené kyslíku je úplná oxidace tuků a uhlovodíků na oxid uhličitý nemožná.

Dokonce i tyto primitivní buňky používaly stejné procesy a mechanismy, kterými probíhala restrukturalizace struktury molekuly glukózy, která syntetizovala malé množství ATP. Jinými slovy, takové procesy v mikroorganismech se nazývají fermentace. Dnes je obzvláště dobře studována "fermentace" glukózy na stav ethylalkoholu a oxidu uhličitého v kvasinkách.

K dokončení všech těchto změn a vytvoření řady meziproduktů bylo nutné provést jedenáct po sobě jdoucích reakcí, které byly nakonec v parlamentu předloženy meziprodukty (fosfáty), tj. Estery kyseliny fosforečné. Tato fosfátová skupina byla přenesena na adenosindifosfát (ADP) a také s tvorbou ATP. Pouze dvě molekuly představovaly čistý výtěžek ATP (pro každou molekulu glukózy získanou v důsledku fermentačního procesu). Podobné procesy byly také pozorovány ve všech živých buňkách těla, protože dodávaly energii nezbytnou pro normální fungování. Takové procesy se často nazývají anaerobní buněčné dýchání, i když to není zcela správné.

U savců i lidí se tento proces nazývá glykolýza a jeho konečným produktem je kyselina mléčná, nikoliv CO2 (oxid uhličitý) a nikoliv alkohol. S výjimkou posledních dvou stupňů je celá sekvence glykolýzových reakcí považována za téměř identickou s procesem, který probíhá v kvasinkových buňkách.

Aerobní metabolismus znamená použití kyslíku

Je zřejmé, že s příchodem kyslíku v atmosféře díky fotosyntéze rostlin díky Matce přírodě vznikl mechanismus umožňující úplnou oxidaci glukózy na vodu a CO2. Takový aerobní proces umožňoval čistý výtěžek ATP (z třicet osm molekul, založených na každé molekule glukózy, jen oxidovaný).

Takový proces využívání kyslíku buňkami pro vzhled sloučenin s energií je dnes znám jako aerobní, buněčné dýchání. Takové dýchání je prováděno cytoplazmatickými enzymy (na rozdíl od anaerobních) a oxidační procesy probíhají v mitochondriích.

Zde, kyselina pyrohroznová, který je meziproduktem, po vytvořený v anaerobní fázi, po oxidovaném stavu, vzhledem k CO2 šesti po sobě následujících reakcí, kde každá reakční dvojice elektronů se převádí do akceptorové celkem koenzym nikotinamidadenindinukleotidu, zkráceně (NAD). Tato sekvence reakcí se nazývá cyklus kyseliny trikarboxylové, stejně jako cyklus kyseliny citronové nebo Krebsův cyklus, což vede k tomu, že každá molekula glukózy tvoří dvě molekuly kyseliny pyrohroznové. Během této reakce se dvanáct párů elektronů odchází z molekuly glukózy pro další oxidaci.

V průběhu energetického zdroje mluví. lipidy

Ukazuje se, že mastné kyseliny mohou působit také jako zdroj energie, stejně jako sacharidy. Oxidace mastných kyselin nastává v důsledku sekvence štěpení fragmentu dvou uhlíků vznikajícího z mastné kyseliny (nebo spíše její molekuly) se vzorkem acetyl koenzymu A (jinak acetyl-CoA) a přenosem současných dvou elektronových párů na samotný řetězec jejich přenosu.

Získaný acetyl CoA je tudíž stejnou složkou cyklu kyseliny trikarboxylové, jejíž další osud se nijak výrazně neliší od acetyl CoA, který je dodáván prostřednictvím metabolismu uhlohydrátů. To znamená, že mechanismy, které syntetizují ATP během oxidace jak metabolitů glukózy, tak mastných kyselin jsou téměř identické.

Pokud se energie, která vstoupí do těla, získá téměř jen díky jednomu procesu oxidace mastných kyselin (například při hladování, při onemocnění, jako je cukrová diatéza atd.), Pak v tomto případě intenzita acetyl-CoA překročí intenzita jeho oxidace v cyklu trikarboxylových kyselin. V tomto případě začnou molekuly acetyl CoA (které jsou nadbytečné) vzájemně reagovat. Tímto způsobem se objeví kyselina acetoctová a kyselina b-hydroxymáselná. Taková akumulace může způsobit ketózu, je to jeden z typů acidózy, který může způsobit těžkou cukrovku a dokonce i smrt.

Proč si rezervovat energii?

Aby se nějakým způsobem získaly další zásoby energie, například u zvířat, která je nepravidelně a ne systematicky krmí, je prostě nutné nějak nahromadit potřebnou energii. Takové zásoby energie jsou produkovány rezervami potravin, které zahrnují všechny stejné tuky a sacharidy.

Ukázalo se mastné kyseliny mohou jít do rezervy ve formě neutrálních tuků, které jsou obsaženy jak v tukové tkáni, tak v játrech. A uhlohydráty, když jsou ve velkém množství požívány v gastrointestinálním traktu, začnou hydrolyzovat na glukózu a další cukry, které se uvolňují do jater a syntetizují se do glukózy. A právě tam se začíná syntetizovat obrovský polymer z glukózy kombinací zbytků glukózy a také rozštěpením molekul vody.

Někdy zbytkové množství glukózy v molekulách glykogenu dosáhne 30 000. A jestliže existuje potřeba energie, pak se glykogen začne znovu rozkládat na glukózu během chemické reakce, produkt posledně jmenované je glukózový fosfát. Tento glukózový fosfát je na cestě procesu glykolýzy, který je součástí cesty odpovědné za oxidaci glukózy. Glukózový fosfát může také procházet hydrolýzou v játrech samotném a takto vytvořená glukóza se dodává do buněk těla spolu s krví.

Jak je syntéza sacharidů v tucích?

Máte rádi sacharidové potraviny? Ukazuje se, že v případě, že množství sacharidů odvozené od potravin najednou, překročí povolenou mez, v tomto případě, sacharidy jsou transformovány do „rezerva“ ve formě glykogenu, který je, přebytečné uhlohydrátové potraviny se přemění na tuky. Nejprve se z glukózy vytvoří acetyl CoA a pak se začne syntetizovat v cytoplazmě buňky pro mastné kyseliny s dlouhým řetězcem.

Tento proces "transformace" může být popsán jako normální oxidační proces mastných buněk. Poté se mastné kyseliny začnou ukládat ve formě triglyceridů, tj. Neutrálních tuků, které jsou uloženy (hlavně problémové oblasti) v různých částech těla.

Pokud organismus naléhavě potřebuje energii, neutrální tuky procházejí hydrolýzou a mastné kyseliny začnou proudit do krve. Zde jsou nasyceny albuminovými a globulínovými molekulami, tj. Plazmatickými bílkovinami, a začnou být absorbovány jinými, velmi odlišnými buňkami. Zvířata nemají takový mechanismus, který by mohl provádět syntézu glukózy a mastných kyselin, ale rostliny je mají.

Syntéza sloučenin dusíku

U živočichů se aminokyseliny používají nejen jako biosyntéza proteinů, ale také jako výchozí materiál připravený pro syntézu některých sloučenin obsahujících dusík. Aminokyselina, jako je tyrosin, se stává prekurzorem hormonů, jako je norepinefrin a adrenalin. Glycerolu (nejjednodušší aminokyselina) slouží jako odchozí materiál pro biosyntézy purinů, které jsou součástí nukleových kyselin a porfyrinů a cytochromů.

Předchůdcem pyrimidinů nukleových kyselin je kyselina asparagová a methioninová skupina se začne přenášet během syntézy kreatinu, sarkosinu a cholinu. Předchůdcem kyseliny nikotinové je tryptofan a z valinu (který se tvoří v rostlinách) lze syntetizovat vitamín, jako je kyselina pantothenová. A to jsou jen některé příklady použití syntézy sloučenin dusíku.

Jak se metabolismus lipidů

Obvykle lipidy vstupují do těla jako triglyceridy mastných kyselin. Jakmile se ve střevě pod vlivem enzymů produkovaných pankreasem začnou podstoupit hydrolýza. Zde se opět syntetizují jako neutrální tuky, po kterém se buď dostávají do jater nebo do krve a mohou být také uloženy jako rezervy v tukové tkáni.

Již jsme řekli, že mastné kyseliny mohou být znovu syntetizovány z předcházejících prekurzorů sacharidů. Je třeba také poznamenat, že navzdory skutečnosti, že v živočišných buňkách může být pozorováno současné zařazení jedné dvojné vazby do molekul mastných kyselin s dlouhým řetězcem. Tyto buňky nemohou obsahovat druhé a dokonce i třetí duální připojení.

A protože mastné kyseliny s třemi a dvěma duálními vazbami hrají důležitou roli v metabolických procesech zvířat (včetně lidí), jsou v podstatě důležitými živinami, jak se dá říci, vitamíny. To je také důvod, proč linolenic (C18: 3) a linoleic (C18: 2) se také nazývají esenciální mastné kyseliny. Bylo také zjištěno, že v buňkách v linolenové kyselině může být použita i dvojitá čtvrtá vazba. Kvůli prodloužení řetězce uhlíku se může objevit další důležitý účastník metabolických reakcí kyseliny arachidonové (C20: 4).

Během syntézy lipidů mohou být pozorovány zbytky mastných kyselin, které jsou spojeny s koenzymem A. Díky syntéze jsou tyto zbytky přeneseny do glycerolfosfátového esteru glycerolu a kyseliny fosforečné. V důsledku této reakce vzniká sloučenina kyseliny fosfatidové, kde jedna z jejích sloučenin je glycerol esterifikovaný kyselinou fosforečnou a další dvě jsou mastné kyseliny.

Když se objeví neutrální tuky, kyselina fosforečná se odstraní hydrolýzou a na jejím místě bude mastná kyselina vzniklá chemickou reakcí s acyl-CoA. Samotný koenzym A se může objevit kvůli jedné z vitamínů kyseliny pantothenové. Tato molekula obsahuje sulfhydrylovou skupinu, která reaguje s kyselinami s příchodem thioesterů. Na druhé straně kyselina fosfolipidová reaguje s dusíkatými bázemi, jako je serin, cholin a ethanolamin.

Tak mohou být všechny steroidy nalezené u savců (s výjimkou vitaminu D) nezávisle syntetizovány samotným organismem.

Jak se metabolismus proteinů vyskytuje?

Je dokázáno, že bílkoviny přítomné ve všech živých buňkách se skládají z dvaceti druhů aminokyselin, které jsou spojeny v různých sekvencích. Tyto aminokyseliny jsou syntetizovány organismy. Tato syntéza obvykle vede ke vzniku a-keto-kyselin. Konkrétně kyselina a-keto nebo kyselina a-ketoglutarová a podílejí se na syntéze dusíku.

Lidské tělo, stejně jako tělo mnoha zvířat, se podařilo zachovat schopnost syntetizovat všechny dostupné aminokyseliny (s výjimkou několika esenciálních aminokyselin), které musí nutně pocházet z jídla.

Jak syntéza bílkovin

Tento proces obvykle probíhá následovně. Každá aminokyselina v cytoplazmě buňky reaguje s ATP a potom sousedí s finální skupinou molekuly ribonukleové kyseliny, která je specifická pro tuto aminokyselinu. Poté je komplikovaná molekula spojena s ribosomem, který je určen na pozici rozšířené molekuly ribonukleové kyseliny, která je spojena s ribosomem.

Po dokončení všech komplexních molekul existuje mezera mezi aminokyselinou a ribonukleovou kyselinou, začínají syntetizovat sousední aminokyseliny a získává se tak protein. Normalizace metabolismu nastává v důsledku harmonické syntézy metabolických procesů bílkovin-sacharidů-mastných kyselin.

Tak jaký je metabolismus organické hmoty?

Abyste lépe porozuměli a pochopili metabolické procesy, stejně jako obnovení zdraví a zlepšení metabolismu, musíte dodržovat následující doporučení týkající se normalizace a obnovy metabolismu.

• Je důležité pochopit, že metabolické procesy nemohou být obráceny. Rozklad látek nikdy neprobíhá podél jednoduché cesty cirkulace syntézních reakcí. Jiné enzymy, stejně jako některé meziprodukty, se nutně podílejí na tomto úpadku. Velmi často začínají proudit procesy směřující v různých směrech v různých odděleních buňky. Například mastné kyseliny mohou být syntetizovány v cytoplazmě buňky, když jsou vystaveny určitému souboru enzymů a oxidační proces v mitochondriích může nastat s úplně jinou sadou.
• V živých buňkách těla se vyskytuje dostatečný počet enzymů, aby se urychlil proces metabolických reakcí, přestože tyto metabolické procesy vždy nevedou rychle, a tak naznačují existenci některých regulačních mechanismů v našich buňkách, které ovlivňují metabolické procesy. K dnešnímu dni již byly objeveny některé typy takových mechanismů.
• Jedním z faktorů ovlivňujících pokles rychlosti metabolických procesů dané látky je příjem dané látky v buňce samotné. Proto regulace metabolických procesů může být zaměřena na tento faktor. Pokud například vezmeme inzulín, jehož funkce, jak víme, je spojena s usnadněním pronikání glukózy do všech buněk. Rychlost "transformace" glukózy v tomto případě bude záviset na rychlosti, s níž dorazila. Pokud vezmeme v úvahu vápník a železo, když vstoupí do krve ze střeva, potom rychlost metabolických reakcí v tomto případě bude záviset na mnoha, včetně regulačních procesech.
• Bohužel se ne všechny látky mohou volně pohybovat z jedné buněčné komory do druhé. Existuje také předpoklad, že intracelulární přenos je neustále sledován určitými steroidními hormony.
• Vědci identifikovali dva typy servomechanismů, které jsou v metabolických procesech zodpovědné za negativní zpětnou vazbu.
• Dokonce i bakterie byly známými příklady prokazujícími přítomnost jakýchkoli sekvenčních reakcí. Například biosyntéza jednoho z enzymů inhibuje aminokyseliny, které jsou nezbytné pro získání této aminokyseliny.
• Studie jednotlivých případů metabolických reakcí ukázala, že enzym, jehož biosyntéza byla ovlivněna, byla zodpovědná za hlavní fázi metabolické cesty, která vedla k syntéze aminokyselin.
• Je důležité si uvědomit, že malé množství stavebních bloků se podílí na metabolických a biosyntetických procesech, z nichž každý začíná používat pro syntézu mnoha sloučenin. Takové sloučeniny zahrnují: acetyl koenzym A, glycin, glycerofosfát, karbamylfosfát a další. Z těchto malých složek jsou vybudovány komplexní a rozmanité sloučeniny, které lze pozorovat v živých organismech.
• Velmi zřídka se jedná o jednoduché organické sloučeniny, které se přímo podílejí na metabolických procesech. Takové sloučeniny, aby ukázaly svou aktivitu, budou muset spojovat libovolný počet sloučenin, které se aktivně podílejí na metabolických procesech. Například glukóza může zahájit oxidační procesy pouze poté, co je vystavena etherifikaci kyseliny fosforečné a pro další následné změny musí být esterifikována uridin-difosfátem.
• Pokud uvažujeme o mastných kyselinách, nemohou se také podílet na metabolických změnách, pokud vytvářejí estery s koenzymem A. Současně se jakýkoli aktivátor stává příbuzným jakémukoliv nukleotidu, který je součástí ribonukleové kyseliny nebo je tvořen z něco vitamínu. Proto je jasné, proč potřebujeme vitamíny pouze v malých množstvích. Konzumují se koenzymy, přičemž každá molekula koenzymu je používána několikrát po celý život, na rozdíl od živin, jejichž molekuly se používají jednou (například molekuly glukózy).

A poslední! Při uzavření tohoto tématu bych chtěla říci, že termín "metabolismus" sám znamená syntézu bílkovin, sacharidů a tuků v těle, ale nyní se používá jako označení několika tisíc enzymatických reakcí, které mohou představovat obrovskou síť propojených metabolických cest.

Buněčný metabolismus. Energetický metabolismus a fotosyntéza. Reakce syntézy matrice.

Koncept metabolismu

Metabolismus je souhrn všech chemických reakcí vyskytujících se v živém organismu. Hodnota metabolismu spočívá v vytváření potřebných látek pro tělo a poskytování energie.

Existují dvě složky metabolismu - katabolismus a anabolismus.

Součásti metabolismu

Procesy plastického a energetického metabolismu jsou neoddělitelně propojeny. Všechny syntetické (anabolické) procesy vyžadují energii dodávanou během disimilačních reakcí. Samotné štěpné reakce (katabolismus) probíhají pouze za účasti enzymů syntetizovaných v asimilačním procesu.

Role FTF v metabolismu

Energie uvolňovaná během rozkladu organických látek není buňkou okamžitě používána, ale je skladována ve formě vysoce energetických sloučenin, obvykle ve formě adenosintrifosfátu (ATP). Svojí chemickou povahou se ATP vztahuje na mononukleotidy.

ATP (adenosintrifosfátová kyselina) je mononukleotid sestávající z adeninu, ribózy a tří zbytků kyseliny fosforečné, které jsou spolu spojeny makroergickými vazbami.

V těchto spojeních se ukládá energie, která se uvolní při rozbití:
ATP + H₂O → ADP + H₃PO₄ + Q₁
ADP + H₂O → AMP + H₃PO₄ + Q₂
AMF + H₂O → Adenin + Ribóza + H₃PO₄ + Q₃,
kde ATP je adenosintrifosfát; ADP - kyselina adenosindifosforečná; AMP - kyselina adenosinmonofosforečná; Q₁ = Q₂ = 30,6 kJ; Q₃ = 13,8 kJ.
Zásoba ATP v buňce je omezena a doplňována díky procesu fosforylace. Fosforylací je přidání zbytku kyseliny fosforečné k ADP (ADP + F → ATP). Objevuje se s různou intenzitou během dýchání, fermentace a fotosyntézy. ATP se aktualizuje velmi rychle (u člověka je délka života jediné molekuly ATP kratší než 1 minutu).
Energie uložená v molekulách ATP je tělem používána při anabolických reakcích (reakce na biosyntézu). Molekula ATP je univerzální držitel a nosič energie pro všechny živé bytosti.

Výměna energie

Energie potřebná pro život, většina organismů se získává jako důsledek oxidace organických látek, to znamená v důsledku katabolických reakcí. Nejdůležitější sloučeninou, která působí jako palivo, je glukosa.
Ve vztahu k volnému kyslíku jsou organismy rozděleny do tří skupin.

Klasifikace organismů ve vztahu k volnému kyslíku

V povinných aerobních a fakultních anaerobích v přítomnosti kyslíku probíhá katabolismus ve třech fázích: přípravné, bez kyslíku a kyslíku. V důsledku toho se organická látka rozkládá na anorganické sloučeniny. V povinných anaerobách a fakultativních anaerobích s nedostatkem kyslíku probíhá katabolismus ve dvou prvních fázích: přípravné a bez kyslíku. V důsledku toho se vytvářejí meziprodukty, stále bohaté na energii.

Etapy katabolismu

1. První etapa - přípravná - spočívá v enzymatickém štěpení komplexních organických sloučenin do jednodušších. Proteiny jsou rozděleny na aminokyseliny, tuky na glycerol a mastné kyseliny, polysacharidy na monosacharidy, nukleové kyseliny na nukleotidy. U mnohobuněčných organismů se to vyskytuje v gastrointestinálním traktu, v jednobuněčných organismech - v lysosomech působením hydrolytických enzymů. Uvolněná energie se rozptýlí ve formě tepla. Výsledné organické sloučeniny se buď oxidují, nebo se buňkami používají k syntéze vlastních organických sloučenin.
2. Druhý stupeň - neúplná oxidace (bez kyslíku) - je další rozdělení organických látek, probíhá v cytoplazmě buňky bez účasti kyslíku. Hlavním zdrojem energie v buňce je glukóza. Anoxická, neúplná oxidace glukózy se nazývá glykolýza. V důsledku glykolýzy jedné molekuly glukózy se tvoří dvě molekuly kyseliny pyrohroznové (PVC, pyruvát) CH.₃COCOOH, ATP a vody, stejně jako atomy vodíku, které jsou vázány molekulou transportního vektoru NAD + a uloženy jako NADH.
Celkový vzorec glykolýzy je následující:
C₆H₁₂O₆ + 2H₃PO₄ + 2ADF + 2 NAD + 2C₃H₄O₃ + 2H₂O + 2ATP + 2NAD · H.
Poté, v nepřítomnosti kyslíku v prostředí, produkty glykolýzy (PVK a NAD · H) jsou buď zpracovány na ethanol - alkoholovou fermentaci (v kvasinkách a rostlinných buňkách s nedostatkem kyslíku)
CH₃COCOOH → CO₂ + CH₃DREAM
CH₃DREAM + 2NAD · N → C₂H₅HE + 2NAD +,
buď v mléčné kyselině - mléčné fermentace (v živočišných buňkách s nedostatkem kyslíku)
CH₃COCOOH + 2NAD · N → C₃H₆O₃ + 2nad +.
V přítomnosti kyslíku v prostředí se produkty glykolýzy dále rozpadají na konečné produkty.
3. Třetí fáze - úplná oxidace (dýchání) - spočívá v oxidaci PVC na oxid uhličitý a vodu, je prováděna v mitochondriích s povinnou účastí kyslíku.
Skládá se ze tří etap:
A) tvorba acetyl koenzymu A;
B) oxidace acetyl koenzymu A v Krebsově cyklu;
B) oxidační fosforylaci v řetězci transportu elektronů.

A. V první fázi je PVC přenesen z cytoplazmy do mitochondrie, kde interaguje s enzymy matrice a tvoří 1) oxid uhličitý, který je odstraněn z buňky; 2) atomy vodíku, které jsou transportovány nosičovými molekulami do vnitřní membrány mitochondrií; 3) acetyl koenzym A (acetyl CoA).
B. Ve druhém stupni se acetyl koenzym A oxiduje v Krebsově cyklu. Krebsův cyklus (cyklus kyseliny trikarboxylové, cyklus kyseliny citronové) je řetěz po sobě jdoucích reakcí, ve kterých jedna molekula acetyl-CoA tvoří 1) dvě molekuly oxidu uhličitého, 2) molekulu ATP a 3) čtyři páry atomů vodíku přenesených do molekul dopravci - NAD a FAD. V důsledku glykolýzy a cyklu Krebs se molekula glukózy rozdělí na CO₂, a energie uvolněná během tohoto procesu se vynakládá na syntézu 4 ATP a akumuluje se v 10 NAD · H a 4 FAD · H₂.
B. Ve třetí fázi jsou atomy vodíku s NAD · H a FAD · H₂ oxidovaný molekulárním kyslíkem O.₂ s tvorbou vody. Jeden NAD · N je schopen tvořit 3 ATP a jeden FAD · H₂-2 ATP. Takto uvolněná energie je uložena ve formě dalších 34 ATP.
Tento proces probíhá následovně. Atomy vodíku se soustřeďují kolem vnější strany mitochondriální vnitřní membrány. Ztrácejí elektrony, které se přenášejí po řetězci nosičových molekul (cytochromů) elektronového transportního řetězce (ETC) na vnitřní stranu vnitřní membrány, kde se kombinují s molekulami kyslíku:
Oh₂ + e - → o₂ -.
V důsledku aktivity enzymů řetězce přenosu elektronů je vnitřní membrána mitochondrií negativně nabitá zevnitř (kvůli₂ - ) a zvenku - pozitivně (kvůli H +) tak, aby mezi nimi vznikl potenciální rozdíl. Ve vnitřní membráně mitochondrií jsou vloženy molekuly enzymu ATP syntetázy, které mají iontový kanál. Když potenciální rozdíl přes membránu dosáhne kritické úrovně, kladně nabité částice H + s elektrickým polem přitlačují kanál ATPázy a jednou na vnitřní ploše membrány interagují s kyslíkem za vzniku vody:
1 / 2O₂ - +2H + H₂O.
Energie vodíkových iontů H +, transportovaná přes iontový kanál vnitřní membrány mitochondrie, se používá k fosforylaci ADP na ATP:
ADP + F → ATP.
Taková tvorba ATP v mitochondriích za účasti kyslíku se nazývá oxidační fosforylace.
Celková rovnice dělení glukózy v procesu buněčného dýchání:
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 38H₃PO₄ + 38ADF → 6CO₂ + 44H₂O + 38ATP.
Během glykolýzy se během buňkového dýchání tvoří 2 ATP molekuly, dalších 36 ATP molekul obecně s úplnou oxidací glukózy, 38 molekul ATP.

Plastová výměna

Plastová výměna nebo asimilace je sada reakcí, které poskytují syntézu komplexních organických sloučenin z jednodušších (fotosyntéza, chemosyntéza, biosyntéza proteinů atd.).

Heterotrofní organismy vytvářejí z organických potravinových složek vlastní organickou hmotu. Heterotrofická asimilace se v podstatě snižuje na molekulární přestavbu:
(bílkoviny, tuky, sacharidy) → jednoduché organické molekuly (aminokyseliny, mastné kyseliny, monosacharidy) → tělesné makromolekuly (bílkoviny, tuky, sacharidy).
Autotrofní organismy jsou schopny plně nezávisle syntetizovat organickou hmotu z anorganických molekul spotřebovaných z vnějšího prostředí. Při procesu fotosyntézy a chemosyntézy dochází k tvorbě jednoduchých organických sloučenin, z nichž jsou dále syntetizovány makromolekuly:
anorganické látky (CO₂, H₂O) → jednoduché organické molekuly (aminokyseliny, mastné kyseliny, monosacharidy) → tělesné makromolekuly (bílkoviny, tuky, sacharidy).

Fotosyntéza

Fotosyntéza - syntéza organických sloučenin z anorganických sloučenin díky energii světla. Celková rovnice fotosyntézy:

Fotosyntéza probíhá za účasti fotosyntetických pigmentů, které mají jedinečnou vlastnost přeměny energie slunečního záření na energii chemické vazby ve formě ATP. Fotosyntetické pigmenty jsou bílkovinné látky. Nejvýznamnějším pigmentem je chlorofyl. V eukaryotách jsou fotosyntetické pigmenty zabudovány do vnitřní membrány plastidů, v prokaryotách - při invaginaci cytoplazmatické membrány.
Struktura chloroplastu je velmi podobná struktuře mitochondrií. Vnitřní membrána thylakoid gran obsahuje fotosyntetické pigmenty, stejně jako proteiny řetězce přenosu elektronů a molekuly enzymu ATP-syntetázy.
Proces fotosyntézy se skládá ze dvou fází: světlé a tmavé.
1. Světelná fáze fotosyntézy probíhá pouze ve světle membrány tylakoidů grana.
Patří sem chlorofylová absorpce lehkých kvant, tvorba ATP molekuly a fotolýza vody.
Pod působením kvantového světla (hv), chlorofyl ztrácí elektrony, prochází do vzrušeného stavu:

Tyto elektrony jsou přenášeny nosiči na vnější stranu, tj. Na povrch tylakoidní membrány, která čelí matrici, kde se hromadí.
Současně dochází k fotolýze vody uvnitř tylakoidů, tedy k jejímu rozkladu působením světla:

Výsledné elektrony se přenášejí nosiči na molekuly chlorofylu a obnovují je. Chlorofylové molekuly se vrátí do stabilního stavu.
Protony vodíku vzniklé během fotolýzy vody se hromadí uvnitř tylakoidu, čímž vzniká nádrž H +. V důsledku toho je vnitřní povrch tylakoidní membrány kladně nabitý (H +) a vnější povrch je negativní (e -). Při akumulaci proti sobě nabitých částic na obou stranách membrány se zvyšuje potenciální rozdíl. Když se dosáhne potenciálního rozdílu, síla elektrického pole začne tlačit protony kanálem ATP syntetázy. Energie uvolněná během tohoto procesu se používá k fosforylaci molekul ADP:
ADP + F → ATP.

Tvorba ATP během fotosyntézy působením světelné energie se nazývá fotofosforylace.
Vodíkové ionty, které se nacházejí na vnějším povrchu tylakoidové membrány, se tam setkávají s elektrony a tvoří atomový vodík, který se váže na molekulu nosiče vodíku NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfát):
2H + + 4e - + NADF + → NADF · N₂.
Během světelné fáze fotosyntézy se objevují tři procesy: tvorba kyslíku v důsledku rozkladu vody, syntéza ATP a tvorba atomů vodíku ve formě NADPH₂. Kyslík difunduje do atmosféry a ATP a NADF · H₂ podílet se na procesech tmavé fáze.
2. Tmavá fáze fotosyntézy probíhá v matrici chloroplastu ve světle i ve tmě a představuje řadu následných transformací CO₂, přicházející ze vzduchu, v cyklu Calvina. Reakce tmavé fáze způsobené energií ATP se provádějí. V cyklu Calvin CO₂ se váže na vodík z NADPH₂ s tvorbou glukózy.
V procesu fotosyntézy jsou kromě monosacharidů (glukózy atd.) Syntetizovány monomery jiných organických sloučenin - aminokyseliny, glycerol a mastné kyseliny. Díky fotosyntéze tak rostliny poskytují sami sebe a celý život na Zemi základními organickými látkami a kyslíkem.
Porovnávací charakteristiky fotosyntézy a respirace eukaryot jsou uvedeny v tabulce.