Biologia: Metabolismoa, Eboluzioa eta Genetika

Entzimak eta Erreakzio-abiadura

Kontzentrazioaren eragina

Substratuaren kontzentrazioak gora egiten badu eta entzimaren kontzentrazioa iraunkor mantentzen bada, erreakzioaren abiadura mailaka handitzen da. Balio jakin batera iristean, kontzentrazioa handitu arren, erreakzioaren abiadura ez da handitzen.

Azalpena: Substratuaren kontzentrazioa baxua denean, entzima askeko molekulak daude. Substratuaren kontzentrazioak gora egin ahala, ES konplexuak eratzen dira eta, horrela, erreakzio-abiadura handitu egiten da; substratuaren kontzentrazioa handia denean, entzima guztiak harekin konbinatuta daude. Baldintza horretan, konplexua [ES] bereizi egiten da produktua sortzeko, eta entzima askea substratuaren beste molekula batekin konbinatzen da berehala; hau da, egoera egonkor batera iristen da. Egoera horretan, entzima ase dago beti, eta erreakzio-abiadura handiena da.

Entzimek aktibazio-energia txikiagotzen dute

Aktibazio-energia lotura batzuk erlaxatzeko edo hausteko eta berriak eratzeko behar den gutxieneko energia da; hau da, erreakzioa gertatzeko behar den gutxieneko energia. Gainerako katalizatzaileek bezala, entzimek erreakzio kimikoak azkartzen dituzte aktibazio-energia murriztuz.

Metabolismo Zelularra

Glukolisia

Katabolikoa eta anaerobikoa da, eta ia zelula guztietan gertatzen da, zelularen zitoplasman. Glukosa degradatzeko ohiko bidezidorra da. Glukosa molekula bat (sei atomo C) degradatzen da eta azido pirubikoko bi molekula (hiru atomo C) sortzen dira.

Glukosaren erreakzioaren etapak:

1. 1. etapa: Glukosa fosforilatu eta glukosa-6-fosfato bilakatzea. Erreakzio horretan, ATP molekula bat erabiltzen da.
2. 2. etapa: Glukosa-6-fosfatoa isomerizatu eta fruktosa-6-fosfato bilakatzen da.
3. 3. etapa: Fruktosa-6-fosfatoa fosforilatu eta fruktosa-1,6-difosfato bilakatzen da; erreakzioan ATP molekula bat erabiltzen da.
4. 4. etapa: Fruktosa-1,6-difosfatoa hautsi egiten da (6 karbono), eta bi triosa fosforilatu sortzen dira: glizeraldehido-3-fosfatoa (G3P) eta dihidroxizetona fosfatoa (DHA); azken hori G3P bilakatzen da. Etapa honetatik aurrera, molekula-kopurua bikoiztu egiten da.
5. 5. etapa: G3Pak NAD+-arekin oxidatu eta Pi-arekin fosforilatzen dira; horrela, bi azido 1,3-difosfoglizeriko eratzen dira (energia handiko molekulak).
6. 6. etapa: Azido 1,3-difosfoglizerikoko bi molekulak desfosforilatu, eta azido 3-fosfoglizerikoko bi molekula eta ATPko bi molekula eratzen dira.
7. 7. etapa: Azido 3-fosfoglizerikoa isomeratu egiten da; fosfato taldeak kokapena aldatzen du C(3)-tik C(2)-ra, eta azido 2-fosfoglizeriko bilakatzen da.
8. 8. etapa: Azido 2-fosfoglizerikoak azido fosfoenolpirubikoa eratzen du, H2O molekula bat galduta.
9. 9. eta 10. etapa: Azido fosfoenolpirubikoak bi desfosforilazio jasaten ditu eta, ondorioz, azido pirubikoa eta ATPa lortzen dira.

β-oxidazioa

• Gantz-azidoa (adibidean, azido palmitikoa, C16) mitokondrioan sartu eta A koentzima batekin aktibatzen da. Ondorioz, azetil-CoA izeneko konposatu bat sortzen da.
• Azetil-CoA konposatuak β-oxidazioa jasaten du lehenik; prozesu horretan, azetil-CoA molekula bat askatzen da (bi karbono ditu), eta FADH2 eta NADH + H+ eratzen dira.
• Gainerako gantz-azidoak bi karbono gutxiago ditu orain, eta CoA molekula batekin berraktibatuta, beste β-oxidazio bat hasten da.
• Prozesua gantz-azidoa erabat oxidatu arte errepikatzen da.
• β-oxidazioan lortutako azetil-CoA molekulak Krebsen zikloan sartu eta han oxidatzen dira.

Krebsen zikloa

Krebsen zikloari azido zitrikoaren zikloa ere esaten zaio. Mitokondrioaren matrizean egiten da, eta haren bitartez, azetil-CoA erabat oxidatu eta CO2 eta H+ bilakatzen da.

Ekuazio orokorra: azetil-CoA + ADP + Pi + 3NAD+ + FAD → 2CO2 + CoA-SH + ATP + 3NADH + 3H+ + FADH2.

Balantzea: 4 molekula CO2, 2 ATP, 6 NADH + 6H+ eta 2FADH2.

Hartzidurak

Hartzidura laktikoa

Hartzidura laktikoan, glukolisian sortutako azido pirubikoa azido laktiko bilakatzen da baldintza anaerobikoetan.

• Ekuazioa: Glukosa + 2 ADP + Pi → 2 Azido laktiko + 2 ATP.
• 2 ATP eratzen ditu degradatutako glukosa bakoitzeko.
• Gazta eta jogurta egiteko erabiltzen da (Lactobacillus eta Streptococcus bakterioak).
• Eskeleto-muskuluko zeluletan gertatzen da ariketa fisiko bizietan.

Hartzidura alkoholikoa

Glukolisian sortutako azido pirubikoa etanol (alkohol etiliko) bilakatzen da baldintza anaerobikoetan.

• Pirubatoa deskarboxilatu eta CO2 molekula bat galtzen du, azetaldehido bilakatuz.
• NADH + H+-ak azetaldehidoa erreduzitu eta etanol bilakatzen du.
• Saccharomyces generoko legamiek egiten dute (garagardoa, ardoa, ogia).

Eboluzioaren Frogak

• Anatomia konparatuaren frogak: Organo homologoak eta organo analogoak.
• Froga paleontologikoak: Segida filogenetikoak eta zubi-formak (adibidez, Archaeopteryx).
• Froga biogeografikoak, enbriologikoak eta biokimikoak.

Mutazioak

Mutazio kontzeptua

Mutazioak zelula baten DNAren sekuentziako aldaketak dira, eta ondorengo zeluletan transmititzen dira. Aldakortasun genetikoaren iturri nagusia dira.

Mutazio motak

• Mutazio kromosomikoak: Kromosomen egitura aldatzen da, baina kopurua ez.
• Mutazio genomikoak: Kariotipoaren edo kromosoma-zuzkiduraren aldaketak dira, normalean meiosian sortuak.