1. Mis on ainevahetus ja kuidas ta jaguneb? Ainevahetus on füsioloogiline protsess, kus organismid muudavad toitainetega saadavat energiat bioloogilise oksüdatsiooni teel ehk sisemisel hingamisel elutegevuseks sobivateks energialiikideks. Jaguneb anabolismiks ja katabolismiks. 2. Mis on adenosiintrifosfaat ja milline on tema tähtsus inimese organismis? ehk ATP on universaalne bioloogiline energia talletaja ja ülekandja inimese organismis, mis osaleb kõigi rakkude ainevahetuses. ATP on inimese organismis makroergiline ühend, mida toodetakse mitokondrites ja millesse salvestatud energiat on vaja: • makromolekulide sünteesiks; • lihaste kontraktsiooniks ja südame tööks; • närviimpulsside liikumiseks; • rakkude jagunemiseks 3
NAD on redutseeritud NADH, mis annab prootoni ja elektroni tsütokroomi süsteemi. Anaeroobses keskkonnas NAD ammendub, sest kõik NAD muudetakse NADHks. Selle probleemi vältimiseks paljud bakterid on võimelised NAD regenereerima, lubades NADH-l vesiniku aatomi ülekandmist glükolüüsi raja vaheühenditele (püruvaat ja atsetüül-CoA), see protsess on tuntud kui fermentatsioon.1 Mõned organismid on võimelised ainult üht tüüpi katabolismiks aga enamus on mitmekülgsed ja võimelised valima erinevate radade vahel olenevalt sellest, mida keskkond dikteerib. Näiteks eristatakse baketerite hulgas fakultatiivseid anaeroobe, kes on võimelised oksüdatsiooni ja fermentatsiooni protsessideks. Enamik fakultatiivselt anaeroobe kasutavad anaeroobset metabolismi ainult hapniku puudumisel ja kui sobivad substraadid on olemas, sest anaeroobne metabolism ei ole nii tõhus. Aeroobsete mikroorganismide muutumine anaeroobseteks
kõrge passiivse difusiooniga (imendumist segavad antibiootikumid, alkohol, kohv) · Maks osa fosforüülub ATP-ga TDP-ks · Osa transporditakse kudedesse TDP-ks · 50% skeletilihastes, 40% maksas, südamelihases, neerudes, ajukoes · liig väljutatakse uriiniga Biofunktsioonid: · Koensüümiks -ketohappeid dekarboksüülivates ensüümkompleksides ja transketolaasis SV/RH/AH katabolismiks vajalik · Nukleotiidide sünteesi varustamine riboos-5-P-ga · Närviimpulsside ülekanne Defitsiit: tõsised närvitalitluse häired (glükoos põhiliseks energiasubstraadiks) · Kestev rohke alkoholi, kohvi ja musta tee tarbimine, suitsetamine, antibiootikumid · Normaalset funktsioneerimist häirivad antimetaboliidid (püritiamiin, hüdroksütiamoon jt.) Tunnused: · Seedekulgla tegevuse häired, nõrkus, isutus, ärrituvus, emotsionaalne labiilsus,
Tsitraaditsükkel on organismide ainevahetusraja keskne protsess, sest tsükli käigus oksüdeeritakse enamik sahhariide,rasvu ja valke CO2 ja veeks, kusjuures selle käigus vabaneb suur osa organismi elutegevuseks vajalikust energiast. Samuti on tsitraaditsükkel mitmete oluliste anabolismireaktsioonideeelduseks, näiteks teatud aminohapete süntees.) 5. Glüoksülaaditsükkel. Glüoksülaaditsükkel toimub sahhariidide, etanooli, rasvhapete jt ainete täiendavaks katabolismiks. (puudub loomsetes organismides). Glüoksülaaditsükkel väldib erinevalt tsitraaditsüklist muundusi isosidrunhappest õunhappeni. Glüotsüülhappetsükli funktsioneerimise eelduseks on kaks glüoksüoomidele iseloomulikke ensüümi, mis ei toimi tsotraaditsüklis. Tsükkel on eeskätt kudedes, kus kasutatakse aktiivselt varurasvu. Oksüdeerimise tulemused on tsüklitel täiesti erinevad. 6. Pentoosfosfaaditsükkel.
Ka pärmis kääritavad sahharoosi etanooliks. Oksüdatiivne pentoosfosfaaditsükkel (PPC) PPC rajas toimub heksooside oksüdatsioon pentoosfosfaatide moodustumisega. Pentoosid on väga olulised nukleotiidide sünteesil. Enamusel heterotroofsetel oranismidel töötab rakkudes kõrvuti nii glükolüüsirada kui ka PPC. Osa glükolüüsi laguneb ühes, osa teises rajas. On olemas ka selliseid mikroobe, kellel glükolüüsirada on defektne ja kellel seetõttu töötab heksooside katabolismiks ainult PPC rada. Nt tsüanobakteritel. 14 PPC on eusorganismidele oluline kuna: · Annab reduktiivjõudu (NADPH) biosünteesireaktsioonideks · Tekitab pentoose nukleiinhapete sünteesiks · Vaheproduktina moodustub rajas ka erütroos-4-P, millest lähtub aromaatsete aminohapete biosüntees. · Ka pentooside kasutamine C-allikana toimub selle raja vahendusel. Pentoosid moodustuvad looduses nt hemitselluloosi hüdrolüüsil.
Lag-kasvufaas. Kohe värske söötme inokuleerimise järel bakterid ei hakka kasvama vaid kohanevad uue keskkonnaga. Kuigi rakud ei jagune, võib toimuda rakkude mahu suurenemine, valkude, RNA ja DNA süntees ja metaboolne aktiivsus. Lag-faasi pikkus sõltub rakkude võimest üle saada sokist, mis kaasneb värskesse söötmesse külvamisega, söötmekomponentidest, inokulumi hulgast ajast, mis kulub bakteritel vajalike ensüümide sünteesiks, mis on vajalikud söötme komponentide katabolismiks. Log-kasvufaas ehk eksponentsiaalse kasvu faas. Rakud kasvavad balansseeritult, rakud jagunevad kaheks regulaarselt sama aja intervalli tagant. Rakkude arvukus suureneb geomeetrilises progressioonis. Rakkude konstantne jagunemiskiirus sõltub söötmest ja kasvutingimustest. Rakkude kasvukiirust väljendatakse generatsiooniajaga ehk ajaga, mille jooksul bakterite arvukus kahekordistub. G generatsiooniaeg, t aeg, n generatsiooni arv t G= n
27 S u bstraat-H 2 Redoksreaktsioonid Need on inimorganismi metabolismi kesksed reaktsioonid. N AD r.7 Lipiidide, süsivesikute ja valkude oksüdatsioon on NAD- hädavajalik nende katabolismiks sünteesimaks ATP-d. dehü drog enaas Redoksreaktsioonid toimuvad eelkõige dehüdrogeenimi- N AD H sena ja elektronide elimineerimisena/sidumisena. S ub straat (oksüd eeritu d) Dehüdrogeenimine on vesinikuaatomite eemaldamine biomolekulidest dehüdrogenaaside toimel. Ta on oksüdat-
annaabi.ee 
