Cíle Vzdělávání
na konci této části, budete moci:
- Porovnat a kontrast způsob, ve kterém vodních živočichů a suchozemských zvířat může eliminovat toxický čpavek z jejich systémů
- Porovnat hlavní vedlejší produkt amoniaku metabolismus v obratlovcích, že ptáků, hmyzu a plazů
Ze čtyř velkých makromolekul v biologických systémech, oba proteiny a nukleové kyseliny obsahují dusík. Během katabolismu nebo rozkladu makromolekul obsahujících dusík se uhlík, vodík a kyslík extrahují a skladují ve formě sacharidů a tuků. Přebytečný dusík se vylučuje z těla. Dusíkaté odpady mají tendenci vytvářet toxický amoniak, který zvyšuje pH tělesných tekutin. Samotná tvorba amoniaku vyžaduje energii ve formě ATP a velkého množství vody, aby se zředila z biologického systému. Zvířata, která žijí ve vodním prostředí, mají tendenci uvolňovat amoniak do vody. Zvířata, která vylučují amoniak, jsou považována za amonotelická. Suchozemské organismy vyvinuly další mechanismy vylučování dusíkatých odpadů. Zvířata musí detoxikovat amoniak jeho přeměnou na relativně netoxickou formu, jako je močovina nebo kyselina močová. Savci, včetně lidí, produkují močovinu, zatímco plazi a mnoho suchozemských Bezobratlých produkují kyselinu močovou. Zvířata, která vylučují močovinu jako primární dusíkatý odpadní materiál, se nazývají ureotelická zvířata.
Dusíkatých Odpadů v Suchozemských Zvířat: Močovinový Cyklus
cyklu močoviny,
je primární mechanismus, podle kterého savců přeměňují amoniak na močovinu. Močovina se vyrábí v játrech a vylučuje se močí. Celkové chemické reakce, které amoniak je přeměněn na močovinu je 2 NH3 (amoniak) + CO2 + 3 ATP + H2O → H2N-CO-NH2 (močovina) + 2 ADP + 4 Pi + AMP.
cyklus močoviny využívá pět mezistupňů, katalyzovaných pěti různými enzymy, k přeměně amoniaku na močovinu, jak je znázorněno na obrázku 22.12. Aminokyselina L-ornithin se přeměňuje na různé meziprodukty před regenerací na konci močovinového cyklu. Proto je močovinový cyklus také označován jako ornitinový cyklus. Enzymu ornitin-karbamoyltransferázy katalyzuje klíčový krok v cyklu močoviny, a jeho nedostatek může vést k hromadění toxických hladin amoniaku v těle. První dvě reakce se vyskytují v mitochondriích a poslední tři reakce se vyskytují v cytosolu. Koncentrace močoviny v krvi, nazývaná dusík močoviny v krvi nebo buchta, se používá jako indikátor funkce ledvin.
Vylučování Dusíkatých Odpadních
evoluční teorie navrhuje, že život začal ve vodním prostředí. Není divu, že biochemické dráhy, jako je močovinový cyklus, se vyvinuly, aby se přizpůsobily měnícímu se prostředí, když se vyvinuly pozemské formy života. Vyprahlé podmínky pravděpodobně vedly k vývoji dráhy kyseliny močové jako prostředku k ochraně vody.