Όταν τα 10000 μόρια του ΑΤΡ υδρολούσαν σε ADP και PI σε δοκιμαστικό σωλήνα περίπου διπλάσια θερμότητα απελευθερώνονται όταν κυττάρο υδρολύονται την ίδια ποσότητα ό, τι καλύτερα εξηγεί;
υδρόλυση ATP σε δοκιμαστικό σωλήνα έναντι ενός κυττάρου:
* Δοκιμαστικός σωλήνας: Σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα, η υδρόλυση ΑΤΡ εμφανίζεται σε ένα απομονωμένο σύστημα. Η ενέργεια που απελευθερώνεται μετατρέπεται κυρίως σε θερμότητα λόγω της έλλειψης άλλων διαδικασιών για να την χρησιμοποιήσει.
* Cell: Μέσα σε ένα κύτταρο, η υδρόλυση ΑΤΡ συνδέεται με διάφορες κυτταρικές διεργασίες. Αυτό σημαίνει ότι η απελευθερωμένη ενέργεια διοχετεύεται σε αντιδράσεις οδήγησης όπως η συστολή των μυών, η πρωτεϊνική σύνθεση, η ενεργή μεταφορά κλπ. Μόνο ένα μικρό τμήμα της ενέργειας χάνεται ως θερμότητα.
Βασικές έννοιες:
* σύζευξη: Στα κύτταρα, η ενέργεια που απελευθερώνεται από μία αντίδραση (όπως η υδρόλυση ΑΤΡ) χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία μιας άλλης αντίδρασης που απαιτεί ενέργεια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα κύτταρα μπορούν να είναι πολύ πιο αποτελεσματικά στη χρήση ενέργειας.
* εντροπία: Η συνολική εντροπία (διαταραχή) ενός συστήματος πρέπει να αυξηθεί για οποιαδήποτε αυθόρμητη διαδικασία. Σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα, η ενέργεια από την υδρόλυση ΑΤΡ διαλύεται κυρίως ως θερμότητα, αυξάνοντας την εντροπία. Σε ένα κύτταρο, η ενέργεια χρησιμοποιείται σε διαταγμένες διαδικασίες, μειώνοντας την αύξηση της εντροπίας.
Γιατί η διαφορά στην απελευθέρωση θερμότητας;
* Αποδοτικότητα: Τα κύτταρα είναι απίστευτα αποτελεσματικά στη χρήση της ενέργειας που απελευθερώνεται από την υδρόλυση ΑΤΡ.
* Κανονισμός: Οι κυτταρικές διεργασίες ρυθμίζονται στενά, εμποδίζοντας την ανεξέλεγκτη απελευθέρωση ενέργειας ως θερμότητα.
Συμπέρασμα:
Η διαφορά στην απελευθέρωση θερμότητας μεταξύ της υδρόλυσης ΑΤΡ σε δοκιμαστικό σωλήνα και ενός κυττάρου δεν είναι απαραιτήτως συντελεστής δύο. Η βασική διαφορά έγκειται στις συζευγμένες αντιδράσεις και στην αποτελεσματικότητα της χρησιμοποίησης ενέργειας μέσα σε ένα ζωντανό κύτταρο.
