Ποιοι τύποι αντιδράσεων θα μειώσουν την εισδοχή μέσα σε ένα κελί;

Ακολουθεί μια ανάλυση του τρόπου με τον οποίο η εντροπία λειτουργεί μέσα σε ένα κελί και τους τύπους αντιδράσεων που θα το μειώσουν:

εντροπία και κύτταρα

* εντροπία: Ένα μέτρο διαταραχής ή τυχαιότητας σε ένα σύστημα.

* Τα κύτταρα είναι εξαιρετικά διατεταγμένα συστήματα: Διατηρούν μια σύνθετη εσωτερική δομή, με ακριβείς συγκεντρώσεις μορίων, οργανωμένων οργανιδίων και σύνθετων βιοχημικών οδών.

* Η ζωή απαιτεί μείωση της εντροπίας τοπικά: Τα κύτταρα πρέπει να καταναλώνουν συνεχώς ενέργεια για να διατηρήσουν την τάξη τους και να καταπολεμήσουν τη φυσική τάση προς την αυξημένη εντροπία.

αντιδράσεις που μειώνουν την εντροπία σε κύτταρα

1. Αναβολικές αντιδράσεις:

* Αυτές οι αντιδράσεις κατασκευάζουν μεγαλύτερα μόρια από μικρότερα.

* Παραδείγματα:

* Σύνθεση πρωτεϊνών:Τα αμινοξέα συνδέονται μαζί για να σχηματίσουν πρωτεΐνες.

* Αντιγραφή DNA:Τα νέα κλώνοι DNA είναι κατασκευασμένα από νουκλεοτίδια.

* Σύνθεση υδατανθράκων:Οι μονοσακχαρίτες συνδέονται με τη σχηματισμό πολυσακχαρίτη.

* Γιατί μειώνουν την εντροπία: Η δημιουργία σύνθετων δομών από απλούστερες μειώνει την τυχαιότητα και αυξάνει την τάξη.

2. ενεργή μεταφορά:

* Κίνηση μορίων σε κυτταρικές μεμβράνες έναντι της κλίσης τους συγκέντρωσης (από χαμηλή συγκέντρωση έως υψηλή συγκέντρωση).

* Αυτό απαιτεί ενέργεια και δημιουργεί μια πιο διατεταγμένη κατάσταση.

* Παράδειγμα:Η αντλία νατρίου-υλικά διατηρεί υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων καλίου μέσα στο κύτταρο και υψηλότερη συγκέντρωση ιόντων νατρίου έξω.

3. Αναδίπλωση των μακρομορίων:

* Οι πρωτεΐνες, το DNA και το RNA έχουν όλα συγκεκριμένα τρισδιάστατα σχήματα που είναι κρίσιμα για τη λειτουργία τους.

* Η αναδίπλωση σε αυτά τα ακριβή σχήματα μειώνει την εντροπία.

4. Σχηματισμός οργανισμού:

* Η συναρμολόγηση οργανιδίων όπως τα μιτοχόνδρια, οι χλωροπλάστες και ο πυρήνας απαιτεί ενέργεια και μειώνει την τυχαιότητα εντός του κυττάρου.

Σημαντικές σημειώσεις:

* Εισαγωγή ενέργειας απαιτείται: Όλες αυτές οι αντιδράσεις που μειώνουν την εντροπία απαιτούν εισροή ενέργειας, συνήθως με τη μορφή ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), η οποία είναι το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου.

* Η συνολική εντροπία εξακολουθεί να αυξάνεται: Ενώ τα κύτταρα μειώνουν την εντροπία τοπικά, η συνολική εντροπία του σύμπαντος (συμπεριλαμβανομένου του κυττάρου και του περιβάλλοντος) αυξάνεται πάντοτε. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ενέργεια που απαιτείται για την τροφοδοσία αυτών των αντιδράσεων απελευθερώνεται συχνά ως θερμότητα, η οποία αυξάνει την εντροπία του περιβάλλοντος.

Ενημερώστε με αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με οποιοδήποτε συγκεκριμένο τύπο αντίδρασης!