Məlumat

23.1 Alt: Metabolizmə İcmal - Biologiya

23.1 Alt: Metabolizmə İcmal - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Metabolik Yollara Baxış - Katabolizm

Bioloji hüceyrələrin çətin bir vəzifəsi var. Hüceyrə funksiyasını yerinə yetirmək üçün lazım olan 1000 müxtəlif kimyəvi reaksiyanı həyata keçirməlidirlər. Bu reaksiyalara enerji istehsalı və enerjinin saxlanması, makromolekulların deqradasiyası və sintezi, kiçik molekulların parçalanması və sintezi kimi əks məqsədlər daxil ola bilər. Bütün bu reaksiyalar, bir hüceyrədə eyni vaxtda fəaliyyət göstərən əks yolların mənasız və enerji itkisi ssenarisinin qarşısını almaq üçün fəaliyyətləri yenidən kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə tənzimlənməli olan zülallar və RNT fermentləri tərəfindən katalizlənir.

Metabolizm iki əsas hissəyə bölünə bilər: katabolizm, molekulların parçalanması, adətən hüceyrə funksiyası üçün faydalı olan enerji və ya kiçik molekullar istehsal etmək və anabolizm, kiçik prekursorlardan daha böyük biomolekulların sintezi.

KATBOLİZM: Katabolik reaksiyalar karbohidratların, lipidlərin, zülalların və nuklein turşularının parçalanmasını əhatə edir ki, istilik şəklində daha kiçik molekullar və bioloji enerji və ya sonrakı deqradasiyası biosintez kimi enderqonik prosesi idarə edə bilən ATP kimi kiçik termodinamik reaktiv molekullar əmələ gətirir. Bütün dünyamız enerji istehsal etmək üçün üzvi karbohidrogenlərin suya və karbon qazına oksidləşməsindən asılıdır (güclü istixana qazı, CO2 buraxmaq hesabına). Bioloji dünyada, yağ turşuları kimi azalmış molekullar və qlükoza polimerləri (qlikogen, nişasta) kimi qismən oksidləşmiş molekullar, eləcə də sadə şəkərlər, nəticədə CO2 istehsal etmək üçün qismən və ya tam oksidləşə bilər. Oksidləşdirici reaksiyalardan çıxan enerji istiliklə yanaşı, ATP kimi molekulların istehsalı üçün istifadə olunur. Oksidləşmə yollarına qlikoliz, trikarboksilik turşu dövrü (aka Kreb dövrü) və mitoxondrial oksidləşdirici fosforlaşma/elektron nəqli daxildir. Qlükoza və yağ turşularında karbonun karbon qazına tam oksidləşməsi üçün CC bağlarının parçalanması və metanın, CH4-ün metanola (CH3OH) ardıcıl oksidləşməsinə bənzər, idarə olunan, addım-addım oksidləşmə reaksiyalarını həyata keçirə bilən bir sıra oksidləşdirici maddələrin mövcudluğu tələb olunur. formaldehid (CH2O) və karbon qazı.

  • Glikoliz: Bu ən primitiv metabolik yollar bəlkə də bütün orqanizmlərdə olur. Qlikolizdə 6C molekulu olan qlükoza (C6H12O6) iki, 3C karbon molekuluna, qliseraldehid-3-fosfata bölünür (və ya parçalanır), sonra anaerob şəraitdə (O2 olmadan) qismən oksidləşir və iki piruvat molekulu meydana gətirir. CH3COCO2-). Çox güclü oksidləşdirici maddə olan O2 əvəzinə daha zəif olan NAD+ istifadə olunur ki, bu da NADH əmələ gətirmək üçün prosesdə azalır. Karbon atomlarının heç biri CO2 vəziyyətinə qədər oksidləşmədiyi üçün CO2-yə tam oksidləşmə ilə müqayisədə az enerji ayrılır. Bütün hüceyrə NAD+ NADH-ə çevrilərsə, bu yol cızıltı ilə dayanır, çünki NAD+ aerob oksidləşmədə O2 ilə olduğu kimi sadə nəfəs hərəkəti ilə doldurulmur. NAD+ tükənməsinin dövrü maneə törətməsinin qarşısını almaq və dövrün anaerob şəraitdə davam etməsinə imkan vermək üçün qlikolizin digər məhsulu olan piruvat laktat dehidrogenaz fermenti tərəfindən laktata çevrildikdə artıq NADH yenidən NAD+-a çevrilir. Glikoliz hüceyrənin sitoplazmasında baş verir.

Şəkil: Qlikolizin xülasəsi

  • Trikarboksilik turşu (Kreb) dövrü: TCA dövrü, mitoxondriya adlanan hüceyrədaxili orqanoiddə baş verən aerob bir yoldur. O, qlikolizdən natamam oksidləşmiş piruvatı götürür və 3C atomlarını CO2-ə qədər oksidləşdirmə işini bitirir. Əvvəlcə piruvat mitoxondriyaya daxil olur, burada piruvat dehidrogenaz fermenti tərəfindən bir CO2-nin buraxılması ilə 2C molekulu asetilKoA-ya oksidləşir. Daha sonra asetil-KoA daha iki CO2-nin ayrıldığı TCA dövrünə daxil olur. Qlikolizdə olduğu kimi, C-C bağları parçalanır və C NAD+ və digər əlaqəli oksidləşdirici agent FAD tərəfindən oksidləşir. Bu yolun çox fərqli cəhəti ondan ibarətdir ki, bir reaktiv (qlükoza) və bir məhsul (iki pryuvat) ilə bir sıra xətti, ardıcıl reaksiyalar deyil, tsiklik bir yoldur. Bunun əhəmiyyətli nəticələri var, çünki yollardakı reaktivlərdən hər hansı biri tükənərsə, bütün siklik yol yavaşlaya və dayana bilər. Bunun necə baş verdiyini görmək üçün sitrat yaratmaq üçün asetil-KoA ilə kondensasiya olunan oksaloasetat (OAA) molekulunu nəzərdən keçirin (aşağıdakı diaqrama baxın). Bu reaksiyada bir OAA istehlak olunur. Bununla belə, dövr geri qayıtdıqda, bir malat OAA-ya çevrilir, beləliklə, baş verən digər reaksiyalar üçün OAA TCA dövründən çıxarılmasa, OAA-nın xalis itkisi olmur.

Şəkil: Piruvat dehidrogenaz (mitoxondrial) və TCA dövrü

  • Mitoxondrial oksidləşdirici fosforlaşma/elektron nəqli: TCA dövrü qlikolizin etmədiyini, yəni qlükozadakı bütün CC bağlarının parçalanmasını (piruvat və asetil-KoA şəklində və bütün C atomlarının CO2-yə tam oksidləşməsini) həyata keçirir. iki problem qalır.Oksidləşdirici molekulların hovuzu, NAD+ və FAD azaldılmış formalarına, NADH və FADH2-yə çevrilir. Piruvatın lakata çevrildiyi anaerob şəraitdə olduğu kimi NAD+ və FAD bərpa olunmasa, yol yenidən gələcəkdir. Bundan əlavə, dövrədə çox az ATP əmələ gəlir (əlaqəli molekul GTP şəklində).Hər iki problem həll edilir, çünki əmələ gələn NADH və FADH2 elektronları keçirən mitoxondrial membran ferment kompleksləri tərəfindən yenidən oksidləşir. oksidləşmiş NADH və FADH2 güclü oksidləşdirici O2 tərəfindən qəbul edilənə qədər getdikcə daha güclü oksidləşdirici maddələrə çevrilir, bu da suya çevrilir.NADH və FADH2-nin dioksigen tərəfindən xalis oksidləşməsi çox böyükdür. ekzerqonikdir və proses tərəfindən ayrılan enerji mitoxondrial ferment kompleksi olan F0F1ATPase tərəfindən ADP və Pi-dən ATP sintezini idarə edir.

Şəkil: Mitoxondrial Elektron Nəqliyyat/Oksidativ Fosforlaşma

Qidalandırıcı yollar: Digər katabolik yollar qlikoliz və ya TCA dövrünə daxil ola bilən məhsullar istehsal edir. Aşağıda iki nümunə verilmişdir.

  • Kompleks karbohidratlar: Məməlilərdə əsas karbohidrat saxlama molekulu a1-4 budaqları ilə a1-4 ilə əlaqəli qlükoza polimeri olan glikogendir. Bu yüksək şaxələnmiş polimerdəki terminal asetal bağlar qlikolizə daxil ola bilən çoxlu qlükoza-1-fosfat istehsal etmək üçün hidroliz yolu ilə deyil, fosforoliz yolu ilə uclarında ardıcıl olaraq parçalanır.

  • Lipidlər: Lipidlər əsasən yağ hüceyrələrində (adipositlər) triasilgliseridlər şəklində saxlanılır. Enerji üçün lazım olduqda, yağ turşuları triaçilqliseridin qliserin onurğasından hidrolizə olunur və çoxlu NADH və FADH2-nin eyni vaxtda istehsalı ilə asetil-KoA yaratmaq üçün oksidləşmə prosesində parçalandıqları hüceyrələrə göndərilir. Bunlar daha sonra aerob şəraitdə çoxlu ATP istehsal edən mitoxondrial oksidləşdirici fosforlaşma/elektronların nəqli sisteminə daxil ola bilər.

  • Zülallar: Hüceyrədaxili zülallar parçalandıqda fərdi amin turşularından. Amin N sidik cövhəri dövrünə daxil olduqda itirilir. Bəzi amin turşusu strukturlarının qalan hissəsi son nəticədə TCA aralıq məhsulu olan asetil-KoA və ya keto turşularına (məsələn, alfa-ketoglutarat-a-KG) çevrilə bilər. Bu amin turşularına ketogenik deyilir. Alternativ olaraq, bəzi amin turşuları, deaminasiyadan sonra, ya TCA dövrünə daxil ola bilən, ya da qaraciyərdə anabolik prosesdə qlükozanı sintez etmək üçün istifadə edilə bilən piruvat üçün arzu edilir. Bu amin turşularına qlükogen deyilir. Bu kimi kimyəvi reaksiyalar, digər reaksiyalar üçün çəkildikcə tükənə bilən TCA dövründə ara məhsulların doldurulması üçün istifadə edilə bilər.

Anabolik reaksiyalar

Anabolik reaksiyalar biomolekulların sintezinə səbəb olan reaksiyalardır. Karbohidratların və yağ turşularının oksidləşdirici deqradasiyasına və enerjinin sərbəst buraxılmasına səbəb olan katabolik reaksiyalardan (qlikoliz, TCA dövrü və elektron nəqli/oksidləşdirici fosforlaşma) fərqli olaraq, anabolik reaksiyalar biopolimerlər (qlikogen, zülallar, nuklein turşuları) və mürəkkəb lipidlər. Bir çox biosintetik reaksiyalar, o cümlədən yağ turşularının sintezi üçün olanlar reduktivdir və buna görə də reduksiyaedici maddələr tələb olunur. Reduktiv biosintez və mürəkkəb polimer əmələ gəlməsi, adətən, ekzerqonik parçalanması enderqonik biosintezlə birləşən ATP şəklində enerji girişini tələb edir.

Hüceyrələr oksidləşdirici deqradasiya reaksiyalarının (enerji buraxan) eyni vaxtda və reduktiv biosintezlə (enerji girişini tələb edən) eyni hüceyrədə baş verməməsi üçün maraqlı mexanizm inkişaf etdirmişdir. Bu ssenarini nəzərdən keçirin. Siz qaraciyər hüceyrəsinə dalırsınız və palmitik turşusu, 16C yağ turşusu tapırsınız. Hardan gəldi? Sadəcə qaraciyər hüceyrəsi tərəfindən sintez edilib, yoxsa adipositlər (yağ hüceyrələri) kimi uzaq bir yerdən hüceyrəyə daxil olub. Hüceyrə tərəfindən enerji istehsalına tələbat olduqda baş verməli olan oksidləşməlidirmi, yoxsa qaraciyər hüceyrəsi onu, bəlkə də, enerji saxlama molekullarının həddindən artıq olması halında baş verə biləcək adipositlərə ixrac etməlidir? Hüceyrələr bu qarşıdurma ehtiyaclarını ayırd etmək üçün bir çox üsul hazırlamışlar. Bunlardan biri anabolik və katabolik reaksiyalar üçün bir qədər fərqli redoks reagentlərindən istifadə etməkdir. Oksidləşdirici parçalanma reaksiyaları adətən redoks cütü NAD istifadə edir+/NADH (və ya FAD/FADH2) isə reduktiv biosintez tez-tez NAD-ın fosforlanmış variantlarından istifadə edir.+, NADP+/NADPH. Bundan əlavə, hüceyrələr tez-tez fərqli hüceyrə bölmələrində rəqabətli reaksiyalar həyata keçirirlər. Bizim nümunə molekulumuzun (palmitik turşusu) yağ turşusu oksidləşməsi mitoxondrial matriksdə, reduktiv yağ turşusu sintezi isə hüceyrənin sitoplazmasında baş verir. Oksidləşdirici parçalanma üçün nəzərdə tutulmuş hüceyrəyə daxil olan yağ turşuları karnitin daşıma sistemi ilə mitoxondriyaya daşınır. Bu nəqliyyat sistemi yağ turşularının sintezinin əlverişli olduğu şəraitdə inhibə edilir. Metabolik yolların tənzimlənməsini sonrakı bölmədə müzakirə edəcəyik. Əsas üsullardan biri, görəcəyimiz kimi, müəyyən bir hüceyrə şəraiti altında yollardakı əsas fermentləri aktivləşdirmək və ya inhibə etməkdir. Yağ turşularının sintezində əsas ferment olan asetil-KoA karboksilaza, hüceyrə şəraiti yağ turşularının oksidləşməsini tələb etdikdə inhibə edilir.

Aşağıdakı nümunələr anabolik yolların qısa təsvirlərini verir. Onları əvvəlki bölmədəki katabolik yollarla müqayisə edin.

  • Qlükoza sintezi, daha çox qlükoneogenez kimi tanınır: qlikolizdə qlükoza (C)6H12O6), 6C molekulu NAD tələb edən oksidləşdirici prosesdə iki, 3C molekuluna (piruvat) çevrilir.+ və iki xalis ATP molekulu əmələ gətirir. Bəzi orqanlarda, ən çox qaraciyərdə, əks yol baş verə bilər. Qaraciyər bunu beyni qlükoza ilə təmin etmək üçün bədəndə dövran edən qlükoza çatışmazlığı olduqda, məsələn, aclıq və aclıq şəraitində edir. (Bu şəraitdə qaraciyər öz enerjisini yağ turşularının oksidləşməsindən ala bilər). Qlükoneogenezdəki reaksiyalar qlikolizdəki eyni reaksiyalardır, lakin mahiyyət etibarilə geri dönməz olan üç qlikolitik mərhələ istisna olmaqla, əks istiqamətdə gedir. Bu üç addımda qlükoneogenez yolunda bypass fermentləri var. Qlükozanın sintezi reduktiv bir yol olsa da, qlikolizdə istifadə olunan eyni ferment sadəcə tərsinə işlədiyi üçün lazımsız olaraq NADPH əvəzinə NADH istifadə edir. Bununla belə, böyrəyin qabığında da baş verən qlükoneogenez, qlikolizin sadə bir tərsinə çevrilməsindən daha çox şeydir. Bu, karbohidrat olmayan prekursorlardan qlükozanın xalis sintezi kimi düşünülə bilər. Piruvat, katabolizm bölməsində göründüyü kimi, zülalın parçalanmasından piruvata çevrilə bilən qlükogen amin turşularına qədər əmələ gələ bilər. O, həmçinin triaçilqliseridlərdən üç yağ turşusunun hidrolizindən sonra adipositlərdən əmələ gələn və ayrılan 3C molekul qliserindən triaçilqliseridlərdən əmələ gələ bilər. Ancaq insanlarda qlükoza yağ turşularından təmiz şəkildə hazırlana bilməz. Yağ turşuları yağ turşularının oksidləşməsi ilə asetil-KoA-ya çevrilə bilər. Nəticədə asetil-KoA piruvat əmələ gətirə bilməz, çünki piruvatdan asetil-KoA-nın əmələ gəlməsini kataliz edən ferment, piruvat dehidrogenaz geri dönməzdir və heç bir bypass reaksiyası məlum deyil. Asetil-KoA TCA dövrünə daxil ola bilər, lakin bu yol siklik olduğundan və bir istiqamətdə getdiyindən o, xalis formada oksaloasetat əmələ gətirə bilməz. Oksaloasetat TCA dövründən çıxarıla və qlikolitik ara məhsul olan fosfoenolpyuvat yaratmaq üçün istifadə oluna bilsə də, bir asetil-KoA bir oksaloasetatla kondensasiya olunaraq sitrat əmələ gətirir ki, bu da yenidən bir oksaloasetata gətirib çıxarır. Beləliklə, yağ turşuları xalis şəkildə qlükoza və digər şəkərlərə çevrilə bilməz.

Şəkil: Qlükoneogenez

  • Pentoza fosfat şunt: Bu iki hissədən ibarət yol reduktiv biosintetik yol kimi görünmür, çünki birinci hissə qlikolitik ara məhsulun, qlükoza-6-fosfatın ribuloza-5-fosfata oksidləşdirici çevrilməsidir. Növbəti, oksidləşdirici olmayan filial nuklein turşusunun sintezində əsas biosintetik ara məhsul olan riboza-5-fosfatın və aromatik amin turşularının biosintezi üçün istifadə olunan ertiroz-4-fosfatın əmələ gəlməsinə səbəb olur. Oksidləşdirici budaq reduktiv biosintezdə vacibdir, çünki o, biosintetik reaksiyalarda istifadə olunan reduktiv NADPH-nin əsas mənbəyidir.

  • Yağ turşusu və izoprenoid/sterol biosintezi: Asetil-KoA yağ turşuları, izoprenoidlər və sterollar kimi daha mürəkkəb lipidlərin sintezi üçün karbon atomlarının mənbəyidir. Hüceyrədə enerji tələbatı yüksək olmadıqda, TCA dövründə oksaloasetat və asetil-KoA-nın kondensasiya məhsulu olan sitrat mitoxondrial matrisdə yığılır. Daha sonra sitrat daşıyıcısı (daxili mitoxondrial membran zülalı) tərəfindən sitoplazmaya daşınır, burada sitoplazmik ferment sitrat liazası ilə yenidən oksaloasetat və asetil-KoA-ya bölünür. Oksaloasetat əvvəlcə malat daşıyıcısı vasitəsilə mitoxondriyaya geri dönə bilən (NADH istifadə edərək reduksiya reaksiyası) və ya malatı oksidləşdirmək üçün NADP+ istifadə edən sitozolik malik fermentdən istifadə edərək daha sonra piruata çevrilməklə mitoxondriyə qaytarılır. sonra mitoxondriyə daxil olan piruvat. Sitoplazmada əmələ gələn asetil-KoA daha sonra yağ turşuları, izoprenoidlər və sterollar əmələ gətirmək üçün reduksiyaedici kimi NADPH-dən istifadə edərək reduktiv biosintezdə istifadə oluna bilər. Azaldılma üçün NADPH pentoza fosfat yolunun oksidləşdirici şöbəsindən və malik fermentin kataliz etdiyi reaksiyadan gəlir. Sitoplazmada NADH/NAD+ nisbəti aşağı, NADPH/NADP+ nisbəti isə yüksək olduğu üçün qaraciyər hüceyrələri hələ də qlikolitik yolu işlədə bilir.


23.1 Alt: Metabolizmə İcmal - Biologiya

MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal bütün dünyada əlçatan edilir. MDPI tərəfindən dərc edilmiş məqalənin, o cümlədən rəqəmlər və cədvəllər də daxil olmaqla, hamısının və ya bir hissəsinin təkrar istifadəsi üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq giriş Creative Common CC BY lisenziyası altında dərc olunan məqalələr üçün məqalənin hər hansı hissəsi orijinal məqaləyə aydın şəkildə istinad etmək şərti ilə icazəsiz təkrar istifadə edilə bilər.

Feature Papers sahədə yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala malik ən qabaqcıl tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorlar tərəfindən fərdi dəvət və ya tövsiyə əsasında təqdim olunur və dərc edilməzdən əvvəl ekspert rəyindən keçir.

Bədii məqalə ya orijinal tədqiqat məqaləsi, tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı özündə cəmləşdirən əsaslı yeni tədqiqat işi, ya da elmi sahədə ən maraqlı nailiyyətləri sistematik şəkildə nəzərdən keçirən sahədəki ən son irəliləyişlərə dair qısa və dəqiq yenilikləri olan hərtərəfli icmal sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağız tədqiqatın gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqlər haqqında dünyagörüşünü təmin edir.

Redaktorun Seçimi məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar jurnalda bu yaxınlarda dərc edilmiş az sayda məqaləni seçirlər ki, onlar müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı və ya bu sahədə vacib olacaq. Məqsəd jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc edilmiş ən maraqlı işlərdən bəzilərinin şəklini təqdim etməkdir.


Giriş

Anatomiya və fiziologiya kursuna ciddi şəkildə təhsil sahəniz üçün tələb kimi yanaşa bilsəniz də, bu kursda əldə etdiyiniz biliklər həyatınızın bir çox sahələrində sizə yaxşı xidmət edəcəkdir. Anatomiya və fiziologiyanı başa düşmək yalnız sağlamlıq peşələrində karyera üçün əsas deyil, həm də öz sağlamlığınıza fayda verə bilər. İnsan orqanizmi ilə tanışlıq sizə sağlam seçimlər etməyə kömək edə bilər və xəstəlik əlamətləri yarandıqda müvafiq tədbirlər görməyə sövq edə bilər. Bu sahədə bilikləriniz qidalanma, dərmanlar, tibbi cihazlar və prosedurlar haqqında xəbərləri anlamağa kömək edəcək və genetik və ya yoluxucu xəstəlikləri başa düşməyə kömək edəcək. Müəyyən bir nöqtədə, hər kəsin bədəninin bəzi aspektləri ilə bağlı problemi olacaq və bilikləriniz sizə daha yaxşı valideyn, həyat yoldaşı, tərəfdaş, dost, həmkar və ya baxıcı olmağa kömək edə bilər.

Bu fəsil anatomiya və fiziologiyanın icmalı və bədən bölgələrinin və funksiyalarının önizləməsi ilə başlayır. Daha sonra həyatın xüsusiyyətlərini və bədənin sabit şəraiti qorumaq üçün necə işlədiyini əhatə edir. O, bədən strukturları və bədəndəki təyyarələr və mövqelər üçün bir sıra standart terminləri təqdim edir ki, bunlar mətndə daha sonra əhatə olunan daha əhatəli məlumat üçün əsas olacaq. Canlı bədənin içini görmək üçün istifadə edilən tibbi görüntüləmə nümunələri ilə bitir.

Amazon Associate olaraq biz uyğun alışlardan qazanırıq.

Bu kitabı sitat gətirmək, paylaşmaq və ya dəyişdirmək istəyirsiniz? Bu kitab Creative Commons Attribution License 4.0-dır və siz OpenStax-ı atribut etməlisiniz.

    Əgər siz bu kitabın hamısını və ya bir hissəsini çap formatında yenidən yayırsınızsa, o zaman hər bir fiziki səhifəyə aşağıdakı atribusiyanı daxil etməlisiniz:

  • Sitat yaratmaq üçün aşağıdakı məlumatdan istifadə edin. Bunun kimi sitat alətindən istifadə etməyi məsləhət görürük.
    • Müəlliflər: J. Gordon Betts, Kelly A. Young, James A. Wise, Eddie Johnson, Brandon Poe, Dean H. Kruse, Oksana Korol, Cody E. Johnson, Mark Womble, Peter DeSaix
    • Nəşriyyat/veb saytı: OpenStax
    • Kitabın adı: Anatomiya və Fiziologiya
    • Nəşr tarixi: 25 aprel 2013-cü il
    • Yer: Hyuston, Texas
    • Kitabın URL-i: https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction
    • Bölmə URL: https://openstax.org/books/anatomy-and-physiology/pages/1-introduction

    © 11 sentyabr 2020 OpenStax. OpenStax tərəfindən hazırlanan dərslik məzmunu Creative Commons Attribution License 4.0 lisenziyası əsasında lisenziyalaşdırılıb. OpenStax adı, OpenStax loqosu, OpenStax kitab üzlükləri, OpenStax CNX adı və OpenStax CNX loqosu Creative Commons lisenziyasına tabe deyil və Rays Universitetinin əvvəlcədən və açıq yazılı razılığı olmadan təkrar istehsal edilə bilməz.


    Kapahi laboratoriyası

    Yaşlanma və yaşa bağlı xəstəliklərdə qida siqnalının və maddələr mübadiləsinin rolunu başa düşmək.

    KAPAHI LAB

    Laboratoriya diqqəti

    Pəhrizin məhdudlaşdırılması (DR), qida çatışmazlığı olmadan qida qəbulunun azalması, bir çox sistemlərdə ömrü uzatmaq və yaşla əlaqəli xəstəlikləri yavaşlatmaq üçün bir vasitə kimi yaxşı sənədləşdirilmişdir. Biz və başqaları daha əvvəl nümayiş etdirmişik ki, TOR yolunun maneə törədilməsi ilə ömrün uzadılması D. melanogaster, S. cerevisiae və C. elegans-da DR-nin təsiri ilə üst-üstə düşür. Bununla belə, aşkar edilməmiş digər DR cavab mexanizmləri mövcuddur. Kapahi laboratoriyasının ümumi məqsədi orqanizmin sağlamlığa və xəstəliyə təsir etmək üçün qidalanma vəziyyətinə necə reaksiya verdiyini anlamaqdır.

    Biz qida maddələrinin xüsusi toxumalarda və xəstəlik proseslərində yaşa bağlı dəyişikliklərə necə təsir etdiyini başa düşmək üçün model sistemlər kimi qurdlardan, milçəklərdən və siçanlardan istifadə edirik. Biz onurğasızlardan istifadə edərək qidalanma statusundan təsirlənən müxtəlif insan xəstəlikləri üçün modellər hazırlamaq üçün yaradıcı yanaşmalar tətbiq edirik. Biz müxtəlif fizioloji və molekulyar proseslərin, o cümlədən yağ metabolizması, sirkadiyalı saatlar, qabaqcıl qlikasiyanın son məhsulları, kalsifikasiya və bağırsaq keçiriciliyinin orqanizmin sağlamlığına və sağ qalmasına təsir etmək üçün qida maddələrindən necə təsirləndiyini öyrənirik. Biz tapıntılarımızı çoxsaylı modellərdən insanlara tərcümə etmək üçün fənlərarası yanaşmalar həyata keçirmək üçün Kaliforniya Universitetində, San-Fransiskoda və Kaliforniya Universitetində, Berklidə çoxsaylı qruplarla əməkdaşlıq edirik.

    Niyə vacibdir

    Bizim işimiz diabet, Alzheimer xəstəliyi, böyrək daşının əmələ gəlməsi, bağırsaq xəstəlikləri və piylənmə də daxil olmaqla müəyyən yaşla bağlı insan xəstəlikləri ilə əlaqədardır. Yaşlanma ölçüsü kimi ömrün məhdudlaşdırılması və insanlar üçün ən perspektivli müdaxilələri tapmaq üçün sağlamlıq müddətini qiymətləndirmək zərurəti ilə bağlı davam edən mübahisələr var. Müxtəlif toxuma funksiyalarının funksional ölçüləri və xəstəlik modelləri vasitəsilə biz həm də sağlamlıq müddəti və ömür müddəti arasındakı əlaqəni araşdırırıq.

    Sadə heyvanlarda qocalma ilə bağlı işimiz insan xəstəliklərini müalicə etmək üçün real imkanlara gətirib çıxardı ki, bu da karyerama başlayanda heç vaxt mümkün olduğunu düşünməmişdim.

    LAB ƏTRAFLI

    Kapahi laboratoriyası aşağıdakı əsas maliyyəçilərin səxavətli dəstəyini məmnuniyyətlə qəbul edir:

    Doktor Kapahi Tom Kirkvud ilə birlikdə işlədiyi Mançester Universitetində PhD dərəcəsini almışdır. O, doktorluqdan sonrakı işini Seymur Benzer ilə Caltech-də və Maykl Karinlə Kaliforniya Universitetində, San Dieqoda etdi. O, 2004-cü ildə Buck İnstitutuna dosent kimi qoşulub.

    Dr. Kapahi 80-dən çox elmi məqalə dərc etdirib və üç cari patentə malikdir. Elmi mükəmməlliyinə görə bir çox mükafatlarla, o cümlədən Milli Qocalma İnstitutunun Evrika Mükafatı, Ellison Tibb Fondundan Yeni Alim Mükafatı, Yaşlanmanın Bioloji Mexanizmlərində Tədqiqat üzrə Qlenn Mükafatı, Natan Şok Gənc Tədqiqatçı Mükafatı ilə tanınıb. , və Gerontologiyada sıçrayış və AFAR-dan Julie Martin Orta karyera mükafatları. Hal-hazırda Aging Cell, Aging və PLOS Genetics jurnallarının redaksiya heyətində işləyir. Dr. Kapahi həmçinin Buck İnstitutunda gerontologiya üzrə ilk magistr dərəcəsi kursunun təşəbbüskarıdır.

    Dr. Bar 2018-ci ilin iyul ayında Kapahi laboratoriyasına postdoktoral tədqiqatçı kimi qoşulmuşdur. O, Ph.D. Hindistanın Kolkata Elm Təhsili və Tədqiqat İnstitutunda Biologiya Elmləri üzrə təhsil alıb və burada Drosophila və hüceyrə mədəniyyətindən istifadə edərək lizosomal saxlama pozğunluqlarını tədqiq edib. Buck-da o, Alzheimer və əlaqəli xəstəliklərdə neyrodegenerasiyaya cavabdeh olan ətraf mühit və genetik amilləri anlamaq üçün Drosophila genetikası, molekulyar biologiya və bioinformatika vasitələrindən istifadə edir. Bu yaxınlarda o, Larry L. Hillblom postdoctoral təqaüd qrantını aldı (2019).

    Huixun "Zoe" Du Cənubi Kaliforniya Universitetinin aspirantı kimi Kapahi laboratoriyasına qatıldı - Buk Yaşlanma Biologiyası Ph.D. 2020-ci ilin aprel ayında proqram. Bundan əvvəl o, bakalavr dərəcəsini bitirib. Kaliforniya-Irvine Universitetində əczaçılıq elmləri üzrə. O, MGO molekulları ilə xroniki sistem iltihabı arasındakı əlaqəni araşdırmaq istəyir.

    Natali Hill əslən Palos Verdes, CA-dandır. O, bu yaxınlarda Pomona Kollecini biologiya üzrə bakalavr dərəcəsi ilə bitirib və həmçinin orada su polosu komandasında iştirak edib. Onun hobbilərinə açıq havada gəzmək (gəzinti, kürəklə gəzinti, düşərgə), idman etmək və musiqi dinləmək daxildir.

    Tayler Texas Texniki Universitetində fizika üzrə bakalavr dərəcəsinə və San Antonio Texas Universitetində biologiya üzrə magistr dərəcəsinə malikdir. Həm Kapahi, həm də Brem laboratoriyalarında onun PhD tədqiqatları Drosophila melanogaster-də metabolitlər, genlər və yaşlanma ilə əlaqəli fenotiplər arasındakı əlaqələri anlamaq üçün hesablama və bioloji vasitələrdən istifadə etməyə yönəlmişdir.

    Dr. Hodge Kapahi laboratoriyasına 2016-cı ilin yayında postdoktoral tədqiqat işçisi kimi qoşulmuşdur. O, Kentukki Universitetində fiziologiya üzrə fəlsəfə doktoru elmi dərəcəsini almışdır və Buck-da işə başlamazdan əvvəl Florida Universitetində qısa bir postdokturanı tamamlamışdır. Onun tədqiqatı qida və işıq kimi ətraf mühit faktorlarının sirkadiyalı gen ifadəsinə və qocalma proseslərinə necə təsir etdiyini anlamağa yönəlib. O, sirkadiyalı saatların və uzunömürlülüyün transkripsiya tənzimləyicilərini müəyyən etmək üçün Drosophila genetikası və bioinformatik (RNT-Seq, ChIP-Seq) və molekulyar genetik yanaşmalardan istifadə edir. Brayan eyni zamanda Buck-da Postdoctoral Assosiasiyasının vitse-prezidenti vəzifəsində çalışır.

    Kiyomi Kapahi laboratoriyasına 2021-ci ildə Judith Campisi-nin həmmüəllifliyi ilə postdoktoral tədqiqat işçisi kimi qoşulub. O, Santa Cruz Universitetində fəlsəfə doktoru dərəcəsi alıb, burada tədqiqatı C. elegans model orqanizmindən istifadə edərək epigenetik irsiyyətin anlaşılmasına yönəlib. Onun Buck İnstitutundakı tədqiqatı, in vitro və in vivo məməli model sistemlərindən istifadə edərək hüceyrə yaşlanması və yaşa bağlı neyrodegenerativ xəstəliklərdə qabaqcıl qlikasiya son məhsullarının (AGEs) rolunu anlamaq məqsədi daşıyır.

    Çarlz Lau 2019-cu ilin yazında Kaliforniyanın Dominikan Universitetində molekulyar hüceyrə biologiyası üzrə dərəcə qazanmışdır. Çarlz kəşflərə böyük həvəs göstərir və tədqiqat və tədqiqatlarında böyük zirvələrə çatmağa can atır. O, hazırda Buck İnstitutunda aspirant kimi təhsil alır və burada Kapahi laboratoriyasında göz degenerasiyası və bunun meyvə milçəklərində qocalma ilə əlaqəsini araşdırır. O, bir gün kök hüceyrələr və onun bəşəriyyət üçün faydaları haqqında biliklərini daha da genişləndirməyə ümid edir.

    Durai Kapahi laboratoriyasına 2020-ci ildə Kadr Elmi işçisi kimi qoşulub. Onun tədqiqatı qocalma və Alzheimer xəstəliyində (AD) qabaqcıl qlikasiya son məhsullarının (AGE) rolunun deşifrə edilməsinə yönəlib. Onun işi AGE-lərin istehsalına təsir edən metabolik şəbəkələri müəyyən edəcək və hiperqlikemiyanın AD riskini artırdığı mexanizmləri müəyyən edəcək. Buck İnstitutuna qoşulmazdan əvvəl o, Vaşinqton Dövlət Universitetində doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı kimi çalışıb. Əvvəlki tədqiqatında Durai neyronal G-proteinlə əlaqəli reseptorların (GPCR) funksiyasını xarakterizə etdi və C. elegansda toxunulmazlığın və qocalmanın tənzimlənməsində neyrotransmitterlərin mexanizmini və rolunu ortaya qoydu. Durai Hindistanın Hyderabad Universitetində və Alagappa Universitetində təqaüdlər keçirdi və burada o, C. elegans model kimi istifadə edərək ev sahibi-patogen qarşılıqlı əlaqəni başa düşmək üzrə PhD dərəcəsini tamamladı.

    Muniesh, neyrodejenerasiya və qocalmaya xüsusi diqqət yetirməklə, yetkinlərdə başlayan xəstəlik mexanizmlərini anlamaqda maraqlıdır. O, Milli Tsing Hua Universitetində (Tayvan) C. elegans neyronlarında sinaptik veziküllərin sürətli aksonal daşınmasının tənzimlənməsi üzrə doktorluq tədqiqatı aparmışdır. O, hazırda C. elegansda qocalmanın və neyrodegenerasiyanın sürətləndirilməsində Qabaqcıl Glikasiya Son Məhsullarının (AGEs) rolunu öyrənir. Muniyeşin digər maraqları arasında neyrodegenerativ xəstəliklər üçün C. elegans modellərinin inkişafı, məşq fiziologiyası və qidalanmanın anlaşılması daxildir.

    Kennet molekulyar və hüceyrə biologiyası üzrə bakalavr dərəcəsini Kaliforniya Berkli Universitetində, biologiya elmləri üzrə magistr dərəcəsini Kaliforniyanın Dominikan Universitetində və PhD dərəcəsini Cənubi Kaliforniya Universitetində alıb. Onun hazırkı tədqiqatı təbii genetik dəyişkənliyin uzunömürlülük və sağlamlığa təsir etmək üçün pəhrizə reaksiyaya necə təsir göstərə biləcəyini başa düşməyə yönəlib.

    Lauren Dominikan Universitetinin yeni magistr məzunudur. O, dissertasiya işini Kapahi Laboratoriyası vasitəsilə yerinə yetirərək, qabaqcıl glikasiyanın son məhsullarını və onların diabetik ağırlaşmalarda rolunu öyrənir. Lauren indi Kapahi Laboratoriyasında Tədqiqat İşçisi kimi məməli modellərində qidalanma davranışı və metabolik pozğunluqlara metilglioksal təsirini öyrənməyə davam edir.

    Araşdırma və Nəşrlər

    1. Yaşlanma, diabet və neyrodegenerasiyada Advanced Glycation End (AGE) məhsullarının rolunun araşdırılması

    Şəkərli diabet uzun müddət ərzində qlükozanın artması nəticəsində yaranan metabolik bir xəstəlikdir. Birləşmiş Ştatlarda 20 və ya daha yuxarı yaşlıların 11,3 faizi şəkərli diabetdən əziyyət çəkir. Şəkərli diabet ümumiyyətlə ölüm riskini ən azı iki dəfə artırır. Diabet 2010-cu ildə ABŞ-da ürək-damar xəstəlikləri, böyrək çatışmazlığı, diabetik retinopatiya da daxil olmaqla müxtəlif ağırlaşmalara və orqan çatışmazlığına gətirib çıxarır. Diabet həmçinin Alzheimer və Parkinson xəstəliklərinin riskini iki dəfədən çox artırır. Bununla belə, diabetin bu patologiyalara səbəb olan mexanizmləri hələ də zəif başa düşülür

    Şəkil 1. MGO və AGE-lərin neyrodegenerasiyaya səbəb olan təsirlərini azaltmaq üçün müdaxilə nöqtələrini göstərən biokimyəvi model. Qlikolizdən və detoksifikasiyadan MGO istehsalı arasındakı tarazlıq MGO-nun sabit vəziyyət səviyyəsini müəyyənləşdirir, bu da öz növbəsində AGE əmələ gəlmə sürətini artırır. AGE-lər neyrodegenerasiya və qocalmanı təşviq edir. 1-4 rəqəmləri YAŞ vasitəçiliyi ilə toksikliyi yaxşılaşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuş müdaxilə sahələrini əks etdirir.

    İşçi fərziyyəmiz ondan ibarətdir ki, qlükozanın uzun müddət yüksəlməsi protein və lipidlər kimi makromolekulların qlikasiyasına səbəb olur. Qabaqcıl Glikasiya Son Məhsulları (AGEs). Anaerob qlikoliz və lipid peroksidləşməsinin qaçılmaz əlavə məhsulları olan metilqlioksal (MGO) və digər qlikoksallar zülallar, lipidlər və DNT ilə ayrı-seçkilik etmədən reaksiyaya girərək AGEs adlanan heterojen molekullar toplusunu meydana gətirirlər. diabet və digər xəstəliklərin ağırlaşmaları. Biz diabetik neyropatiya, neyrotoksiklik və sürətlənmiş qocalma da daxil olmaqla müxtəlif patologiyaları öyrənmək üçün bir model hazırlamışıq. C. elegans iki həftəlik müddət ərzində. Biz qurduq a C. elegans MGO ilə əlaqəli stressi geniş şəkildə öyrənmək üçün pozulmuş qlikoksalazlara (GLO1 və ya DJ-1) əsaslanan model. Biz göstəririk ki, vəhşi tipli heyvanla müqayisədə mutantlar sürətlə hiperesteziya, neyronların zədələnməsi, hərəkətliliyin azalması və erkən ölüm də daxil olmaqla bir neçə patogen fenotip nümayiş etdirirlər. Biz daha sonra TRPA-1/TRPA1-i qurdlar və məməlilər arasında qorunan a-DC üçün sensor kimi nümayiş etdiririk. Üstəlik, TRPA-1, kalsiumla modullaşdırılmış kinaz siqnalı vasitəsilə SKN-1/Nrf-ni aktivləşdirir, nəticədə a-DC-ləri zərərsizləşdirmək üçün glutatyondan asılı (GLO1) və ko-faktordan asılı olmayan (DJ1) qlikoksalazları tənzimləyir. Modelimizdən istifadə edərək, biz qurd modelimizdə Şəkil 1-də göstərilən müxtəlif addımlarda AGE patologiyasının başlanğıcını modullaşdıran genetik və farmakoloji hədəfləri aşkar edirik. Hal-hazırda bu hədəfləri qurdlar, siçanlar və induksiya edilmiş pluripotentlərdən istifadə edərək müxtəlif neyrodegenerativ xəstəliklərin modellərində təqib edirik. kök hüceyrələri.

    Pəhriz Məhdudiyyəti (DR) qida çatışmazlığına səbəb olmadan xüsusi və ya ümumi qida qəbulunun azaldılmasıdır. DR maya, milçək və gəmiricilər də daxil olmaqla müxtəlif orqanizmlərdə neyrodegenerativ xəstəlik modellərində ömrü uzadır və yaşa bağlı neyrodegenerasiyanın başlanğıcını gecikdirir. Siçanlar üzərində aparılan bir sıra tədqiqatlar həm normal qocalmada, həm də AD modellərində kalorili məhdudiyyətin və ya vaxt məhdudiyyəti ilə qidalanmanın yaşa bağlı nevroloji azalmasının yavaş olduğunu sənədləşdirmişdir. Bununla belə, normal qocalma və AD zamanı qida məhdudiyyətinin beyni və digər toxumaları qoruduğu molekulyar mexanizmlər yeni aydınlaşdırılmağa başlayır.

    Bu sualı öyrənmək üçün milçəkdən istifadə etməyi təklif edirik, çünki o, yaşlanma, pəhriz dəyişiklikləri və neyrodegenerativ xəstəlikləri öyrənmək üçün yaxşı qurulmuş və məqsədəuyğun bir modeldir. Biz həmçinin qocalmanı və neyrodejenerasiyanı modulyasiya etmək üçün qida qəbul edən yollar və sirkadiyalı saatlar arasında qarşılıqlı əlaqəni öyrənirik. Bizim fənlərarası tədqiqatlarımız yaşlanma və neyrodegenasiyanı modullaşdıran qida maddələrinə cavab verən yolları müəyyən etmək üçün genetika, proteomika, bioinformatikanın istifadəsini əhatə edir. Bundan əlavə, yaşlanma və neyrodegenerasiyaya təsir edən yolları öyrənmək üçün milçəklər, siçanlar və induksiya edilmiş pluripotent kök hüceyrələrdən istifadə edirik.


    Təşəkkürlər

    Bu iş Claudia Adams Barr Proqramı, Lavine Ailə Fondu və NIH qrantı tərəfindən dəstəkləndi. DK123095 (E.T.C), NIH qrant nömrəsi. DK123321 (E.L.M.), Milli Xərçəng Mərkəzi (H.X.), qrant nömrəsi. R01DK078081 (N.N.D.) və Juvenil Diabet Araşdırma Fondu (A.F.). Müzakirələrə görə B. Spiegelman, P. Puigserver, K. Sharabi, E. Rosen, S. Patel və R. Bronsona, Harvard Tibb Məktəbində Nikon Imaging Center və Harvard Biological Imaging Center mikroskopiya ilə bağlı yardıma görə təşəkkür edirik, Dana- Farber/Harvard Xərçəng Mərkəzi Histoloji slaydların hazırlanması üçün Gəmirici Histopatologiya Əsası (qrant № NIH-5-P30-CA06516) və bomba kalorimetri ilə bağlı yardım üçün Harvard Həzm Xəstəlikləri Mərkəzi, Core D. Cizgi illüstrasiyaları Şek. 1f, 3a, 3h, 4c BioRender.com ilə yaradılmışdır.


    Bitkilərdə maddələr mübadiləsi: Fotosintez

    Fotosintez bitki hüceyrələrində, bəzi yosunlarda və siyanobakteriya adlanan müəyyən bakteriyalarda baş verir. Bu metabolik proses xlorofil sayəsində xloroplastlarda baş verir və oksigenlə birlikdə şəkər əmələ gətirir. The işığa bağlı reaksiyalar, üstəgəl Kalvin dövrü və ya işıqdan asılı olmayan reaksiyalar fotosintezin əsas hissələridir. Bu, planetin ümumi sağlamlığı üçün vacibdir, çünki canlılar bitkilərin istehsal etdiyi oksigendən asılıdır.

    Ərzində işığa bağlı reaksiyalar içində tilakoid membran xloroplast, xlorofil piqmentlər işıq enerjisini udur. ATP, NADPH və su əmələ gətirirlər. Ərzində Kalvin dövrü və ya işıqdan asılı olmayan reaksiyalar içində stroma, ATP və NADPH qliseraldehid-3-fosfat və ya G3P-nin əmələ gəlməsinə kömək edir və nəticədə qlükoza olur.

    Hüceyrə tənəffüsü kimi, fotosintez də asılıdır redoks elektron köçürmələri və elektron nəqli zəncirini əhatə edən reaksiyalar.

    Xlorofilin müxtəlif növləri var və ən çox yayılmış növləri xlorofil a, xlorofil b və xlorofil c-dir. Most plants have chlorophyll a, which absorbs blue and red light wavelengths. Some plants and green algae use chlorophyll b. You can find chlorophyll c in dinoflagellates.


    2/ Krebs Cycle (Citric Acid Cycle or Tricarboxylic Acid Cycle)

    In the presence of oxygen, pyruvate enters the Krebs cycle which is the second stage of cellular metabolism. However, before it actually enters this stage, it has to go through a transition stage also known as the preparatory phase.

    Under aerobic conditions, pyruvate molecules are not converted to lactic acid and can therefore enter the mitochondria where they can go through an important transition step.

    Decarboxylation - This transition step is known as decarboxylation and involves the conversion of the pyruvate molecules to Acetyl-CoA by the enzyme pyruvate dehydrogenase.

    As the name suggests, this step involves the removal of carbon (the form of CO2) from the pyruvate by the enzyme pyruvate dehydrogenase.

    The enzyme adds Coenzyme A to the 2 pyruvate molecules in the presence of NAD+ which not only results in the production of 2 Acetyl-CoA but also converts the NAD+ molecules to 2 molecules of NADH.

    The following are the main steps involved in Kreb's cycle:

    Addım 1: Citrate synthesis - In the first step of Kreb's cycle, acetyl CoA produced during the transition stage combines with oxaloacetate (OAA) in the presence of the enzyme citrate synthase to form citrate.

    As the name of the enzyme suggests, it's involved in the synthesis of citrate by combining acetyl CoA which is a two (2) carbon molecule and oxaloacetate, a four-carbon molecule.

    * Step 1 of Kreb's cycle is highly regulated. Some of the molecules that regulate the function of the enzyme citrate synthase include ATP, NADH, and citrate. When there is a high amount of citrate (the molecule synthesized by the enzyme), it sends feedback limiting its activities.

    Addım 2: Isomerization - The second step is an isomerization reaction and results in the production of isocitrate. Here, the enzyme aconitase transforms the citrate to isocitrate by rearranging carbon molecules.

    Here, it's worth noting that the process is reversible which means the isocitrate can be transformed back to citrate if need be.

    * Isocitrate produced through the isomerization of citrate is less stable compared to citrate.

    Addım 3: Decarboxylation - In step 3, isocitrate is converted to alpha-ketoglutarate through a process known as decarboxylation. As the name suggests, this involved the removal of carbon from isocitrate in the form of carbon dioxide.

    In the process, NAD+ is reduced to NADH and a hydrogen ion. This process is catalyzed by the enzyme isocitrate dehydrogenase. In this step, then, NAD+ reacts with isocitrate in the presence of the enzyme which reduces the NAD+ while converting the isocitrate to alpha-ketoglutarate.

    In the presence of too much ATP, the enzyme involved in this reaction is limited thus reducing the production of alpha-ketoglutarate. However, high amounts of ADP promote the action of the enzyme thus enhancing its activities.

    Addım 4: Decarboxylation 2 - In step 4, alpha-ketoglutarate is converted to succinyl CoA by the enzyme alpha-ketoglutarate dehydrogenase. In this reaction, NAD+ reacts with alpha-ketoglutarate in the presence of the enzyme alpha-ketoglutarate dehydrogenase which again results in its reduction.

    A carbon is also lost in the form of carbon dioxide resulting in the production of succinyl CoA. In a case where too much energy is produced in the cell, the molecule, succinyl CoA, binds to the enzyme thus limiting its activities. As a result, the production of succinyl CoA is reduced. Some of the other substances that inhibit the enzyme include NADH and calcium.

    Addım 5: Hydrolysis - In step 4, a CoA is added resulting in the production of succinyl CoA. In step 5, on the other hand, the CoA is removed resulting in the production of succinate.

    The enzyme involved in this step is known as succinyl CoA synthetase and functions by stimulating the conversion of succinyl CoA to succinate. In this process, CoA is released along with a phosphate.

    Here, a GDP (Guanosine diphosphate) molecule takes up the phosphate to form GTP (Guanosine triphosphate). However, GTP loses the phosphate to ADP which results in the production of ATP. This is known as substrate-level phosphorylation.

    * In step 5, hydrolysis of GTP produced ATP.

    Addım 6: Fumarate - In step six (6) of the cycle, succinate is converted to fumarate by the enzyme succinate dehydrogenase. Here, FAD (flavin adenine dinucleotide) reacts with succinate in the presence of the enzyme which results in its reduction to FADH.

    Addım 7: Hydrolysis - In step 7, the enzyme fumarase is involved in the hydrolysis of fumarate to form malate.

    Step 8: Production of Oxaloacetate - In this step, the enzyme malate dehydrogenase is involved in the conversion of malate to oxaloacetate. Here, NAD+ reacts with malate in the presence of the enzyme causing it to be reduced to NADH and a hydrogen ion. Once it's produced, Oxaloacetate can then enter the cycle by accepting another molecule of acetyl CoA as the cycle continues.

    * With two molecules of Acetyl CoA, Kreb's cycle produces 4 carbon dioxide molecules, 6 molecules of NADH, 2 molecules of FADH2, as well as 2 ATP molecules. NADH and FADH2 molecules are important for the third and last stage of cellular metabolism.


    CRISPR/Cas Genome Editing and Precision Plant Breeding in Agriculture

    Kunling Chen, Yanpeng Wang, Rui Zhang, Huawei Zhang, Caixia Gao
    Cild. 70, 2019

    Mücərrəd

    Enhanced agricultural production through innovative breeding technology is urgently needed to increase access to nutritious foods worldwide. Recent advances in CRISPR/Cas genome editing enable efficient targeted modification in most crops, thus promising . Daha çox oxu

    Figure 1: Comparison of breeding methods used in modern agriculture. Cross breeding: improving a trait (e.g., disease resistance) through crossing an elite recipient line with a donor line and selecti.

    Figure 2: CRISPR/Cas systems for genome editing and other manipulations. (a) Two CRISPR/Cas systems used for plant genome engineering: Cas9 and Cpf1. (b) Genome editing with CRISPR/Cas systems can hav.

    Figure 3: Mechanisms of base editing. (a) CBE-mediated C-to-T base-editing strategy. The deaminases include rAPOBEC1, hAID, PmCDA1, and hA3A. (b) ABE-mediated A-to-G base-editing strategy. The deamina.

    Figure 4: Delivery strategies for CRISPR/Cas systems to plants. (a) Traditional delivery methods for CRISPR/Cas DNA combined with herbicide or antibiotic selection. Transgene-free plants can be obtain.

    Figure 5: Overview of potential CRISPR/Cas-based applications for plant breeding. CRISPR/Cas-mediated crop trait improvement mainly focuses on yield, quality, and biotic and abiotic resistance. (a) CR.

    Figure 6: Ideal delivery strategies. (Upper panels) Improvements in existing delivery systems and the regulation of developmental genes to overcome species limitations and to speed tissue culture step.


    23.1 Alt: Overview of Metabolism - Biology

    MDPI tərəfindən nəşr olunan bütün məqalələr açıq giriş lisenziyası altında dərhal bütün dünyada əlçatan edilir. MDPI tərəfindən dərc edilmiş məqalənin, o cümlədən rəqəmlər və cədvəllər də daxil olmaqla, hamısının və ya bir hissəsinin təkrar istifadəsi üçün xüsusi icazə tələb olunmur. Açıq giriş Creative Common CC BY lisenziyası altında dərc olunan məqalələr üçün məqalənin hər hansı hissəsi orijinal məqaləyə aydın şəkildə istinad etmək şərti ilə icazəsiz təkrar istifadə edilə bilər.

    Feature Papers sahədə yüksək təsir üçün əhəmiyyətli potensiala malik ən qabaqcıl tədqiqatları təmsil edir. Bədii məqalələr elmi redaktorlar tərəfindən fərdi dəvət və ya tövsiyə əsasında təqdim olunur və dərc edilməzdən əvvəl ekspert rəyindən keçir.

    Bədii məqalə ya orijinal tədqiqat məqaləsi, tez-tez bir neçə texnika və ya yanaşmanı özündə cəmləşdirən əsaslı yeni tədqiqat işi, ya da elmi sahədə ən maraqlı nailiyyətləri sistematik şəkildə nəzərdən keçirən sahədəki ən son irəliləyişlərə dair qısa və dəqiq yenilikləri olan hərtərəfli icmal sənədi ola bilər. ədəbiyyat. Bu tip kağız tədqiqatın gələcək istiqamətləri və ya mümkün tətbiqlər haqqında dünyagörüşünü təmin edir.

    Redaktorun Seçimi məqalələri dünyanın hər yerindən MDPI jurnallarının elmi redaktorlarının tövsiyələrinə əsaslanır. Redaktorlar jurnalda bu yaxınlarda dərc edilmiş az sayda məqaləni seçirlər ki, onlar müəlliflər üçün xüsusilə maraqlı və ya bu sahədə vacib olacaq. Məqsəd jurnalın müxtəlif tədqiqat sahələrində dərc edilmiş ən maraqlı işlərdən bəzilərinin şəklini təqdim etməkdir.


    CYP24A1 is an enzyme expressed in the mitochondrion of humans and other species. It catalyzes hydroxylation reactions which lead to the degradation of 1,25-dihydroxyvitamin D3, the physiologically active form of vitamin D. Hydroxylation of the side chain produces calcitroic acid and other metabolites which are excreted in bile. [5] [6]

    CYP24A1 was identified in the early 1970s and was first thought to be involved in vitamin D metabolism as the renal 25-hydroxyvitamin D3-24-hydroxylase, modifying calcifediol (25-hydroxyvitamin D) to produce 24,25-dihydroxycholecalciferol (24,25-dihydroxyvitamin D). Subsequent studies using recombinant CYP24A1 showed that it could also catalyze multiple other hydroxylation reactions at the side chain carbons known as C-24 and C-23 in both 25-OH-D3 and the active hormonal form, 1,25-(OH)2D3. It is now considered responsible for the entire five-step, 24-oxidation pathway from 1,25-(OH)2D3 producing calcitroic acid. [6]

    CYP24A1 also is able to catalyse another pathway which starts with 23-hydroxylation of 1,25-(OH)2D3 and culminates in 1,25-(OH)2D3-26,23-lactone. [6]

    The side chains of the ergocalciferol (vitamin D2) derivatives, 25-OH-D2 and 1,25-(OH)2D2, are also hydroxylated by CYP24A1. [6]

    The structure of CYP24A1 is highly conserved between different species although the balance of functions can differ. [6] Alternatively spliced transcript variants encoding different isoforms have been found for this gene.

    This enzyme plays an important role in calcium homeostasis and the vitamin D endocrine system through its regulation of the level of vitamin D3.

    Interactive pathway map Edit

    Müvafiq məqalələrə keçid üçün aşağıdakı genlər, zülallar və metabolitlər üzərinə klikləyin. [§ 1]


    Videoya baxın: İCMALın yazılması. DƏRSİN METODU və DƏRSİN TİPİ (Oktyabr 2022).