INTERIORUL CELULEI

Toate fiintele vii sunt constituite din celule microscopice. Amiba este o singurã celulã, în timp ce o insectã este formatã din câteva milioane de celule. O celulã animalã tipicã este formatã dintr-un învelis subtire denumit membranã plasmaticã. Aceasta contine o substantã gelatinoasã ce poartã numele de citoplasmã. In citoplasmã
plutesc organite minuscule, care posedã anumite sarcini pentru mentinerea în viatã a întregii celule.
NEVOIA DE ENERGIE:
Celula este vie, iar energia este foarte necesarã vietii. Multe dintre cele mai importante activitãti celulare cuprind cãi si reactii chimice legate de energie. De exemplu, unele tipuri de celule albe din sânge denumite macrofage vâneazã si distrug germenii. In organismul umane existã milioane de macrofage. Acestea circulã prin vasele de sânge si prin organe, în cãutarea resturilor, a celulelormoarte si a germenilor. Când gãsesc o “pradã”, o înghit si o digerã. Toate aceste procese necesitã energie,care provine din alimentele consumate. In interiorul celulei, energia este depozitatã în molecule. Aceasta se prezintã sub forma unor lanturi chimice, care mentin laolaltã atomii moleculei. Insã nu toate moleculele contin aceeasi cantitate de energie; la fel ca si mãrimile diferite ale bateriilor electrice, sau diferitele concentratii de petrol, unele molecule au mai multã energie decât altele. Ele sunt bogate în energie. Celula se foloseste de aceastã proprietate în felul urmãtor.
RASPANDIREA DE ENERGIE:
Moleculele de zahãr din organism au de obicei un continut ridicat de energie. Existã însã multe tipuri de molecule provenind din alimente, iar uneori celula nu este capabilã sã le foloseascã pe toate la fel de usor. Asa cã le ia pe rând. Energia acestora nu se pierde, ci este transferatã unui tip de moleculã standard, pe care celula o poate întrebuinta cu usurintã. Celula prezintã o ” monedã energeticã “, în forma moleculei ATP. Aceasta poate fi folositã aproape oriunde si oricând, pentru a conduce reactiile chimice intracelulare, mentinând astfel viata. Celula are de asemenea ” case de schimb “. Acestea sunt niste organite de forma unor cârnãciori denumite mitocondrii. Majoritatea celulelor prezintã mai multe mitocondrii. Celulele care au de-a face cu cantitãti mari de energie, cum sunt celulele din muschi, au mii de mitocondrii.
MOLECULE CU UN NIVEL RIDICAT DE ENERGIE: ATP este prescurtarea de la adenozin trifosfat. Din punct de vedere chimic, acesta constã într-o grupare de adenozinã legatã de trei grupãri fosfat. Trãsãtura importantã a ATP-ului este aceea cã gruparea fosforicã din capãt poate fi înlocuitã usor si eficient. prin ruperea legãturilor chimice care mentin aceastã grupare se elibereazã de sase ori cantitatea de energie obtinutã prin ruperea unei legãturi chimice obisnuite. Rezultatul este deci o mare cantitate de energie, o grupare fosforicã separatã si rãmãsitele fostei molecule de ATP, denumitã acum ADP(adenozin difosfat), care contine mult maiputinã energie. ADP poate fi din nou transformat în ATP prin adãugarea unei grupãri fosfat, din energia provenind dintr-o altã sursã, cum ar fi o moleculã de mâncare. Când ATP se formeazã din nou, acesta îsi poate transfera energia pentru a declansa una din nenumãratele activitãtile chimice celulare. Procesul continuã în acest fel, de mii de ori într-o secundã. Energia ajunsã în celulã sub diferite forme este folositã pentruObtinerea de ATP din ADP. Moleculele de ATP elibereazã energia necesarã variatelor procese intracelulare.
MITOCONDRIILE:
Dupã cum s-a mentionat mai sus, mitocondriile unei celule sunt principalele zone în care au loc schimburile de energie. Aceste organite mobile plutesc în jurul nucleului celulei, adunându-se în locul în care este nevoie de energie. Fiecare mitocondrie posedã o suprafatã externã finã, iar interiorul acesteia prezintã numeroase ondulãri denumite criste. Acestea oferã o suprafatã mai extinsã, unde pot avea locreactiile chimice. Suprafetele interne ale cristelor prezintã niste mici tulpini, în vârful fiecãreia dintre acestea aflându-se un “cap” rotund. Aici, moleculele de ADP sunt transformate în molecule de ATP.

ANAEROBIC SI AEROBIC:
Una din principalele surse de energie ale celulei este glucoza, un tip de glucidã bogatã în energie din glucozã, enzimele(molecule proteice speciale) din celulã desfac câteva dintre legãturile chimice ale acesteia.Acesta este un proces complicat, cunoscut sub numele de glicolizã. In cele din urmã, o moleculã de glucozã este transformatã în douã molecule ale altei substante – acid piruvic – plus suficientã energie pentru a crea douã molecule de ATP. Glicoliza este uneori privitã ca o respiratie anaerobã, deoarece nu necesitã oxigen (anaerobic înseamnã “ în lipsa oxigenului ”).Aceasta are loc de exemplu când drojdia fermenteazã, transformând zahãrul în alcool, în procesul de fabricare a vinului si berii. Dacã celula are la dispozitie oxigen, procesul continuã, purtând denumirea de respiratie aerobã (aerob “ în prezenta oxigenului ”). Acesta începe cu molecule de oxigen din respiratie si cu cele de acid piruvic rezultate din glicolizã. Ea constituie etapa întregului proces în care celula extrage cu adevãrat întreaga cantitate de energie de la sursa alimentarã.
CICLUL ENERGETIC:
In cadrul respiratiei aerobe, acidul piruvic este mai întâi transformatÎntr-o moleculã mai micã denumitã grupare acetil. In urma acestui proces se obtine dioxid de carbon. De aceea inspirãm oxigen din aer în plãmâni – pentru a obtine oxigenul necesar respiratiei aerobe – si expirãm dioxid de carbon, obtinut în urma conversiei acidului piruvic. In interiorul mitocondriei, gruparea acetil suferã o altã serie de reactii chimice. Acestea poartã denumirea de ciclul acidului citric sau ciclul lui Krebs, dupã numerele celebrului biochimist Hans Krebs. Nãscut în Germania, Krebs s-a mutat în Marea Britanie în 1933, pentru a-si continua cercetãrile, fãcând descoperirea care-i poartã numele în 1937. Ciclul lui Krebs este “ centrul energetic ” al celulei: fiecare ciclu se încheie cu descompunerea completã a unei molecule acetilice si producerea de multe molecule de ATP. O parte din energia moleculelor de ATP este folositã pentru propriile procese ale celulei. O parte este folositã pentru asamblarea altor molecule, pe care celula le exportã. O altã parte este folositã pentru descompunerea substantelor nefolositoare. ATP-ul si manipularea energiei se aflã la baza retelei complicate de procese chimice a cãror totalitate o numim “ viatã ”.