المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11631 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية


Endergonic Processes Proceed by Coupling to Exergonic Processes  
  
41   10:29 صباحاً   date: 2025-05-04
Author : Peter J. Kennelly, Kathleen M. Botham, Owen P. McGuinness, Victor W. Rodwell, P. Anthony Weil
Book or Source : Harpers Illustrated Biochemistry
Page and Part : 32nd edition.p110-111


Read More
Date: 18-10-2021 1978
Date: 28-12-2021 1513
Date: 9-9-2021 991

The vital processes—for example, biosynthetic reactions, muscular contraction, nerve impulse conduction, and active transport—obtain energy by chemical linkage, or coupling, to oxidative reactions. In its simplest form, this type of coupling may be represented as shown in Figure 1. The conversion of metabolite A to metabolite B occurs with release of free energy and is coupled to another reaction in which free energy is required to convert metabolite C to metabolite D. The terms exergonic and endergonic, rather than the normal chemical terms “exothermic” and “endothermic,” are used to indicate that a process is accompanied by loss or gain, respectively, of free energy in any form, not necessarily as heat. In practice, an endergonic process cannot exist independently, but must be a component of a coupled exergonic–endergonic system where the overall net change is exergonic. The exergonic reactions are termed catabolism (generally, the breakdown or oxidation of fuel molecules), whereas the synthetic reactions that build up substances are termed anabolism. The combined catabolic and anabolic processes constitute metabolism.

Fig1. Coupling of an exergonic to an endergonic reaction.

If the reaction shown in Figure 1 is to go from left to right, then the overall process must be accompanied by loss of free energy as heat. One possible mechanism of coupling could be envisaged if a common obligatory intermediate (I) took part in both reactions, that is,

A + C →I→B + D

Some exergonic and endergonic reactions in biologic systems are coupled in this way. This type of system has a built-in mechanism for biologic control of the rate of oxidative processes since the common obligatory intermediate allows the rate of utilization of the product of the synthetic path (D) to deter mine by mass action the rate at which A is oxidized. Indeed, these relationships supply a basis for the concept of respiratory control, the process that prevents an organism from burning out of control. An extension of the coupling concept is provided by dehydrogenation reactions, which are coupled to hydrogenations by an intermediate carrier (Figure 2).

Fig2. Coupling of dehydrogenation and hydrogenation reactions by an intermediate carrier.

An alternative method of coupling an exergonic to an endergonic process is to synthesize a compound of high-energy potential in the exergonic reaction and to incorporate this new compound into the endergonic reaction, thus effecting a transference of free energy from the exergonic to the endergonic pathway. The biologic advantage of this mechanism is that the compound of high potential energy, ~  , unlike I in the previous system, need not be structurally related to A, B, C, or D, allowing  to serve as a transducer of energy from a wide range of exergonic reactions to an equally wide range of endergonic reactions or processes, such as biosynthesis, muscular contraction, nervous excitation, and active transport. In the living cell, the principal high-energy intermediate or carrier compound is ATP (Figure 3).

Fig3. Adenosine triphosphate (ATP) is shown as the magnesium complex.

 




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.