Bioenergetika molekulyar biologiyaning bir boʻlimi

Bioenergetika — molekulyar biologiyaning bir boʻlimi; organizmlarning hayot faoliyati jarayonlarida energiyaning jamgarilishi va sarf etilish qonuniyatlarini hamda energiyaning bir turdan ikkinchi turga aylanishini, biosferadagi energetika jarayonlarini oʻrganadi.

B. tadkikotlari energiyaning saqlanishi va bir turdan ikkinchi turga aylanish qonunini kashf etgan (1841) nemis vrachi Yu. R. Mayer tomonidan boshlab berildi. Oʻsimlik toʻqimalaridagi asosiy energetik jarayonlar — fotosintez va nafas olishdan iboratdir. Oʻsimliklardagi gaz almashinuvi metabolitlar sintezi, energiyaning adenozintrifosfat k-taga (ATF) transformatsiyalanishi va unda jamgʻarilishi bilan birga boradi. Mazkur birikma energiyaga boy pirofosfat mikrobogʻlarining mavjudligi bilan tavsiflanadi, bu boglarning sintezi uchun fotofosforlanish paytida yutilgan va transformatsiyalangan nur energiyasi hamda oksidlanish bilan boradigan fosforlanish jarayenida organik moddalarning oksidlanishida ajralib chiqadigan energiya ishlatiladi. Fotosintez jarayenida jamgarilgan va nafas paytida ajralib chikadigan energiyadan organizmning hayot faoliyatiga aloqador barcha jarayonlarda, oʻsha energiya makroergik birikmalarda jamgarilganidan keyingina samarali foydalanish mumkin.

Nafas olish jarayenida bir molekula SO2 ga 6 molekula ATF toʻgʻri keladi, fotosintezda esa bir molekula SO, qaytarilishi uchun 3 molekula ATF zarur boʻladi. Bioenergetik tadqiqotlar orqali fotosintez va nafas jarayonlari hujayra umumiy energiya zaxirasiga qanchalik ulush qoʻshganligini baholash, oʻsimliklardagi butun moddalar almashinuvi energetik "oziq" bilan kanday taʼminlayotganligini aniqlash mumkin.

Yorugʻlikda fotosintez hujayra biosintezi ehtiyojlarini energiya va metabolitlar bilan taʼminlashdek asosiy ishni bajarsa, nafas olish zimmasiga qoʻshimcha vazifa tushadi. Energiya almashinuvi energiyani uzatish va sarf qilishni oʻz ichiga oladi. Agar gaz almashinuvi energiya bilan taʼminlovchi asosiy jarayon boʻlsa, uning sarflanishi sintez jarayonlari, assimilyatlarning oʻtishi, hujayra protoplazmasi strukturasini saklab qolish, oʻsish, qayta tiklanish va h. k. bilan bogʻliq boʻladi. Normal sharoitlarda, shikastlanmagan hujayra koʻp energiya sarflamaydi. Stress sharoitida, hujayra tuzilishiga zarar yetkazuvchi noqulay sharoit taʼsirida hujayraning butunligi va sitoplazmatik strukturaning funksional faolligini saqlab qolish uchun energiyaga ehtiyoj ortadi.

B. muammolari tadqiqotlari, xususan, kimyoviy energiyaning ishga aylanish mexanizmlarini oʻrganish mazkur jarayonlarni kvant biofizika va biokimyo qonunlari amal qiladigan submolekulyar darajada oʻrganishni taqozo etadi.
Termodinamika (yun. termo issiq, dynamis — kuch) — termodinamik muvozanat holatida turgan makroskopik tizimlarning umumiy xossalariga bu holatlar orasidagi o'tish jarayonlari toʻgʻrisidagi fan. T. fundamental qonun va tamoyillar asosida quriladi.

T.ning birinchi bosh qonuni tizimning energiya saqlanish qonuni boʻlib, unga, asosan, tizim oʻzining ichki energiyasi yoki qandaydir tashqi energiya manbai hisobiga ish bajarishi mumkin. Bu qonunni Yu. R. Mayer taʼriflagan. G. Gelmgolts aniqroq shaklga keltirgan (1874). T.ning ikkinchi bosh qonun i quyidagicha: issiqlik energiyasi ishga aylanish jarayonida toʻliq miqdorda ishga aylanmaydi, issiqlik sovuq tizimdan issiq tizimga oʻzoʻzidan oʻta olmaydi. Bu qonunni R. Klauzius taʼriflagan (1850). Bu konunga asosan, har qanday mashina uzatilgan issiklikni toʻliq ishga aylantira olmaydi, issiklikning maʼlum qismi sovitkichda qoladi (qarang Karno sikli).

T.ning uchinchi bosh qonuni entropiyaning mutlaq qiymatini aniqlaydi; Nernstning issiqlik qonuni deb ham ataladi. Bu qonunga koʻra, ixtiyoriy tizimning entropiya S si mutlaq nolga intiladigan har qanday temperatura T.da bosimga, zichlikka bogʻliq boʻlmagan eng oxirgi chegaraviy qiymatiga erishadi. 1911-yilda M. Plank bu qonunni quyidagicha ifodalagan: temperatura mutlaq nolga intilganda tizim entropiyasi ham nolga intiladi.

T. umumiy yoki fizik T.ga, T. qonunlarini issiqlik texnikasiga tatbiq qiluvchi texnik T.ga, T. qonunlarini kimyoviy va fizikkimyoviy jarayonlarga tatbiq qiluvchi kimyoviy T. ga, T. qonunlari yordamida qaytmas jarayonlarni oʻrganuvchi qaytmas jarayonlar T.siga boʻlinadi.