116
jarayonlar va hokazolar) ni bajarish uchun foydalaniladigan shaklga aylanishiga
bog`liq.
Tirik sistemalarda energiya almashinuvini termodinamikaning biologiyaga
tadbig`i bilan shug`ullanadigan bioenergetika fani o`rganadi. Bu soha biofizikaning
bir bo`limi bo`lganidan bu yerda biz faqat biokimyo uchun zarur bo`lgan bir qator
asosiy tushunchalar haqida to`xtalamiz.
Jarayonlarning umumiy energetik balansini
tuzishda Gess qonuni muhim
ahamiyatga ega. Bu qonunga ko`ra, kimyoviy jarayonning issiqlik effekti oraliq
bosqichlarga bog`liq bo`lmay, u faqat sistemaning dastlabki va oxirgi holati bilan
belgilanadi. Masalan, yog` yoki uglevod kalorimetrik bombada yonganida ham,
organizmda asta-sekin oksidlanganida ham oxirgi mahsulot suv va karbonat
angidriddir. 1 g yog`dan 9300 kaloriya va 1 g uglevoddan 4200 kaloriya issiqlik
ajraladi. Ammo oqsillarning yonishi va organizmda
oksidlanishidan ajraladigan
energiya miqdori bir xil emas. 1 g oqsil kalorimetrik bombada 5700 kaloriya bersa,
organizmda oksidlanganida 4300 kaloriya issiqlik ajratadi. Buning sababi
shundaki, oqsillarning organizmda parchalanishining asosiy mahsuloti – siydikchil
kalorimetrik bombada hosil bo`ladigan mahsulotlardan o`zida ortiqcha energiya
saqlashi bilan farqlanadi.
Energiyaning hamma turlari bir-biriga ekvivalent nisbatda o`ta oladi, lekin
energiya turlaridan biri bo`lgan issiqlik boshqa shakllarga to`la o`ta olmaydi.
Ma’lumki, har qanday energiyaning bir shakldan ikkinchi shaklga o`tishi ba’zi
behuda yo`qotishlar bilan kuzatiladi. Energiyaning bir qismi issiqlikka aylanib
tarqalib ketadi va undan foydalanib bo`lmaydi. Bu hodisani
tahlil qilish quyidagi
muhim xulosaga olib keldi: sistemaning umumiy energiyasi bir xil emas, uning bir
qismi foydali ish qilishi mumkin, u erkin energiya deb atalib, G harfi bilan
ifodalanadi. Ikkinchi qismi esa ayni sharoitda ishga va energiyaning boshqa
shakllariga o`ta olmaydi, u bog`langan energiya deb ataladi.Yopiq
sistemalarda
erkin energiya o`z-o`zicha minimumga intiladi, ya’ni issiqlik issiqroq jismdan
sovuqrog`iga o`tadi. Binobarin, issiqlikning ishga aylanishi ikki jism orasidagi
haroratning farqiga bog`liq. Lekin issiqlikning bir qismigina ishga aylanadi. Har
bir sistema uchun harorat farqi qancha kichik bo`lsa, bog`langan
energiya shu
qadar katta bo`ladi. Issiqlikning bu qimmatini yo`qotgan qismi entropiya deb
ataladi va u S harfi bilan ifodalanadi.
Erkin energiyaning o`zgarishi sistemaning umumiy energiyasi (H) va
entropiya o`zgarishidan kelib chiqadi:
∆G = ∆H - T∆S
T- mutlaq harorat. Bu formulada entalpiya o`zgarishining simvoli ∆H erkin
va bog`langan energiya yig`indisini, T∆S esa bog`langan energiyaning o`zgarishini
ifodalaydi.
Kimyoviy reaktsiyalar odatda, issiqlik effektlari bilan birga kuzatiladi,
ko`pincha ∆G manfiy, demak erkin energiyaning kamayishi bilan kechadi,
reaktsiya ekzergonik bo`ladi. Agar ∆G musbat bo`lsa,
reaktsiya sistema ichki
energiyasining ortishi bilan boradi, u endergonik. Ammo ekzergonik reaktsiya
117
davomida ajralib chiqadigan issiqlik erkin energiyaning o`zgarishini aks
ettirmaydi, chunki entropiya o`zgarishini ham hisobga olish kerak.
Organizmda biokimyoviy jarayonlar odatda, 7,0 ga yaqin pH qiymatida
(neytral sharoitda) kechadi va ko`pincha H
+
ionlarining hosil bo`lishi va iste’mol
qilinishi bilan kuzatiladi. Shuning uchun energiya o`zgarishining
standart sharoiti
deb pH=7,0 (25˚C da) qabul qilingan va ∆G˚ ramzi bilan ko`rsatiladi. U
boshlang`ich moddalarning erkin energiyasi bilan reaktsiya mahsulotlarining erkin
energiyasi orasidagi farq.
Moddalar almashinuvining tavsifi uchun erkin energiyadan foydalangan
holda katabolik reaktsiyalar energiya ajratish bilan, anabolik reaktsiyalar esa
energiya yutishi bilan boradi, deb aytish mumkin.
Yuqori energetik yoki
makroergik moddalar ular orasidagi energetik vositachilar vazifasini bajaradi.
Do'stlaringiz bilan baham: