Anabolizmo funkcijos, anaboliniai procesai, skirtumai su katabolizmu

The anabolizmas tai yra medžiagų apykaitos padalijimas, kuris apima reakcijas, atsirandančias dėl mažų molekulių susidarymo. Kad šios serijos reakcijos įvyktų, energijos šaltinis yra būtinas ir paprastai tai yra ATP (adenozino trifosfatas)..

Anabolizmas ir jo metabolinis atvirkštinis katabolizmas yra suskirstyti į keletą reakcijų, vadinamų metaboliniais keliais arba keliais, kuriuos organizavo ir reguliuoja daugiausia hormonai. Kiekvienas mažas žingsnis yra valdomas taip, kad vyksta laipsniškas energijos perdavimas.

Anaboliniai procesai gali būti pagrindiniai vienetai, sudaryti iš biomolekulių - amino rūgščių, riebalų rūgščių, nukleotidų ir cukraus monomerų - ir sukurti sudėtingesnius junginius, tokius kaip baltymai, lipidai, nukleino rūgštys ir angliavandeniai kaip galutinis energijos gamintojas..

Indeksas

• 1 Funkcijos
• 2 Anaboliniai procesai
  • 2.1 Riebalų rūgščių sintezė
  • 2.2 Cholesterolio sintezė
  • 2.3 Nukleotidų sintezė
  • 2.4 Nukleino rūgšties sintezė
  • 2.5 Baltymų sintezė
  • 2.6 Glikogeno sintezė
  • 2.7 Aminorūgščių sintezė
• 3 Anabolizmo reguliavimas
• 4 Skirtumai su katabolizmu
  • 4.1 Sintezė, palyginti su skaidymu
  • 4.2 Energijos naudojimas
  • 4.3. Anabolizmo ir katabolizmo pusiausvyra
• 5 Nuorodos

Funkcijos

Metabolizmas yra terminas, apimantis visas chemines reakcijas, kurios atsiranda organizme. Ląstelė primena mikroskopinę gamyklą, kurioje nuolat vyksta sintezės ir degradacijos reakcijos.

Du metabolizmo tikslai: pirma, naudoti maisto produktuose saugomą cheminę energiją ir, antra, pakeisti struktūras ar medžiagas, kurios nebeveikia organizme. Šie įvykiai vyksta pagal specifinius kiekvieno organizmo poreikius ir juos valdo cheminiai pasiuntiniai, vadinami hormonais.

Energija daugiausia gaunama iš maisto produktų riebalų ir angliavandenių. Jei yra trūkumas, organizmas gali panaudoti baltymus, kad kompensuotų trūkumą.

Taip pat regeneravimo procesai yra glaudžiai susiję su anabolizmu. Audinių regeneravimas yra sąlyga sine qua non išlaikyti sveiką organizmą ir tinkamai veikti. Anabolizmas yra atsakingas už visų ląstelių junginių, kurie juos palaiko, gamybą.

Ląstelėje yra subalansuota medžiagų apykaitos procesų pusiausvyra. Katabolinėmis reakcijomis didelės molekulės gali mažėti į mažesnius komponentus, o priešingą procesą - nuo mažų iki didelių - gali sukelti anabolizmas..

Anaboliniai procesai

Anabolizmas apskritai apima visas reakcijas, kurias katalizuoja fermentai (mažos baltymų pobūdžio molekulės, kurios pagreitina cheminių reakcijų greitį keliais dydžiais), atsakingos už ląstelių komponentų "konstravimą" ar sintezę..

Bendra anabolinių maršrutų vizija apima šiuos žingsnius: paprastos molekulės, kurios dalyvauja kaip tarpininkai Krebso cikle, yra aminorūgštys arba chemiškai transformuojamos į aminorūgštis. Vėliau jie surenkami į sudėtingesnes molekules.

Šiems procesams reikalinga cheminė energija, gaunama iš katabolizmo. Tarp svarbiausių anabolinių procesų yra: riebalų rūgščių sintezė, cholesterolio sintezė, nukleino rūgščių sintezė (DNR ir RNR), baltymų sintezė, glikogeno sintezė ir amino rūgščių sintezė..

Toliau trumpai aprašomas šių molekulių vaidmuo organizme ir jo sintezės keliuose:

Riebalų rūgščių sintezė

Lipidai yra labai nevienalytės biomolekulės, galinčios oksiduoti didelį energijos kiekį, ypač triacilglicerolio molekules..

Riebalų rūgštys yra arhetipiniai lipidai. Jie susideda iš galvos ir uodegos, sudarytos iš angliavandenilių. Tai gali būti nesotieji arba prisotinti, priklausomai nuo to, ar uodegoje jie turi dvigubų ryšių.

Lipidai yra pagrindinė visų biologinių membranų sudedamoji dalis, be to, jie dalyvauja kaip atsarginė medžiaga.

Riebalų rūgštys sintezuojamos ląstelės citoplazmoje iš prekursoriaus molekulės, vadinamos malonil-CoA, iš acetil-CoA ir bikarbonato. Ši molekulė dovanoja tris anglies atomus, kad pradėtų riebalų rūgščių augimą.

Po malonilo susidarymo sintezės reakcija tęsiasi keturiais pagrindiniais etapais:

-Acetil-ACP kondensacija su malonil-ACP, reakcija, kuri gamina acetoacetil-AKR ir išskiria anglies dioksidą kaip atliekų medžiagą.

-Antrasis etapas yra acetoacetil-ACP redukavimas NADPH būdu į D-3-hidroksibutiril-ACP.

-Vėliau įvyksta dehidratacijos reakcija, kuri ankstesnį produktą (D-3-hidroksibutiril-ACP) paverčia krotonil-AKR.

-Galiausiai, crotonil-ACP yra sumažintas ir galutinis produktas yra butiril-ACP.

Cholesterolio sintezė

Cholesterolis yra sterolis, turintis tipišką 17 anglies anglies šerdį. Jis turi skirtingą vaidmenį fiziologijoje, nes jis veikia kaip įvairių molekulių, pavyzdžiui, tulžies rūgščių, skirtingų hormonų (įskaitant lytį), pirmtakas ir yra būtinas vitamino D sintezei..

Sintezė vyksta ląstelės citoplazmoje, daugiausia kepenų ląstelėse. Šis anabolinis maršrutas turi tris fazes: pirmiausia susidaro izopreno vienetas, tada progresuojanti vienetų priskyrimas skvalenui gauti, tai atsitinka su lanosteroliu ir galiausiai gaunamas cholesterolis..

Fermentų aktyvumą šiame kelyje reguliuoja daugiausia santykinis hormonų insulino: gliukagono santykis. Kadangi ši dalis didėja, proporcingai didėja kelio veikla.

Nukleotidų sintezė

Nukleino rūgštys yra DNR ir RNR, pirmojoje yra visa informacija, reikalinga gyvų organizmų vystymui ir palaikymui, o antroji papildo DNR funkcijas..

Ir DNR, ir RNR sudaro ilgos polimerų grandinės, kurių pagrindinis vienetas yra nukleotidai. Nukleotidai savo ruožtu sudaro cukrų, fosfatų grupę ir azoto bazę. Purinų ir pirimidinų pirmtakas yra ribozės-5-fosfatas.

Purinai ir pirimidinai gaminami kepenyse iš kitų pirmtakų, pvz., Anglies dioksido, glicino, amoniako..

Nukleino rūgšties sintezė

Nukleotidai turi būti sujungti ilgomis DNR arba RNR sritimis, kad galėtų įvykdyti jų biologinę funkciją. Procesas apima daugelį fermentų, kurie katalizuoja reakcijas.

Fermentas, atsakingas už DNR kopijavimą kuriant daugiau DNR molekulių su identiškomis sekomis, yra DNR polimerazė. Šis fermentas negali pradėti sintezės de novo, todėl turi dalyvauti nedidelis DNR arba RNR fragmentas, vadinamas pradmeniu, kuris leidžia sudaryti grandinę.

Šis renginys reikalauja papildomų fermentų. Pavyzdžiui, helikazė padeda atidaryti dvigubą DNR spiralę taip, kad polimerazė galėtų veikti ir topoizomerazė galėtų modifikuoti DNR topologiją, susiejant arba išardant ją.

Panašiai RNR polimerazė dalyvauja DNR molekulės RNR sintezėje. Skirtingai nuo ankstesnio proceso, RNR sintezei nereikia pirmiau minėto grunto.

Baltymų sintezė

Baltymų sintezė yra esminis įvykis - visi gyvi organizmai. Baltymai atlieka įvairias funkcijas, pvz., Medžiagų transportavimą arba struktūrinių baltymų vaidmenį.

Pagal biologijos centrinę „dogmą“, po to, kai DNR nukopijuojama į pasiuntinio RNR (kaip aprašyta ankstesniame skyriuje), tai savo ruožtu ribosomos paverčia aminorūgščių polimeru. RNR kiekvienas tripletas (trys nukleotidai) yra interpretuojamas kaip vienas iš dvidešimties aminorūgščių.

Sintezė vyksta ląstelės citoplazmoje, kurioje randama ribosomų. Procesas vyksta keturiais etapais: aktyvinimas, inicijavimas, pailgėjimas ir nutraukimas.

Aktyvavimas susideda iš tam tikros aminorūgšties prisijungimo prie jai tinkančios perdavimo RNR. Inicijavimas apima ribosomos prisijungimą prie Messenger RNR 3 'galinės dalies, padedant "pradėjimo faktoriams"..

Pailgėjimas apima aminorūgščių pridėjimą pagal RNR pranešimą. Galiausiai, procesas sustabdomas su specifine seka RNS, vadinamai galiniais prezervatyvais: UAA, UAG arba UGA.

Glikogeno sintezė

Glikogenas yra molekulė, sudaryta iš pakartotinių gliukozės vienetų. Jis veikia kaip energijos rezervo medžiaga ir yra daug kepenyse ir raumenyse.

Sintezės kelias vadinamas glikogenizacija ir reikalauja dalyvavimo fermento glikogeno sintezės, ATP ir UTP. Šis kelias prasideda nuo gliukozės fosforilinimo iki gliukozės-6-fosfato ir po to eina į gliukozės-1-fosfatą. Kitas žingsnis apima UDP pridėjimą, kad gautų UDP-gliukozę ir neorganinį fosfatą.

UDP-gliukozės molekulė pridedama prie gliukozės grandinės alfa 1-4 ryšiu, atpalaiduojanti UDP nukleotidą. Tuo atveju, jei pasitaiko pasekmių, jie suformuojami alfa 1-6 nuorodomis.

Aminorūgščių sintezė

Aminorūgštys yra vienetai, kurie sudaro baltymus. Gamtoje yra 20 tipų, kurių kiekviena turi unikalias fizines ir chemines savybes, kurios lemia galutines baltymų savybes.

Ne visi organizmai gali sintezuoti 20 tipų. Pavyzdžiui, žmogus gali sintezuoti tik 11, likusieji 9 turi būti įtraukti į dietą.

Kiekviena aminorūgštis turi savo konkretų maršrutą. Tačiau jie yra kilę iš pirmtakų molekulių, tokių kaip alfa-ketoglutaratas, oksaloacetatas, 3-fosfogliceratas, piruvatas..

Anabolizmo reguliavimas

Kaip minėta anksčiau, medžiagų apykaitą reguliuoja medžiagos, vadinamos hormonais, kurias išskiria specializuoti audiniai, kurie yra liaukiniai ar epiteliniai. Šie pasiuntiniai ir jų cheminė prigimtis yra gana nevienalytė.

Pavyzdžiui, insulinas yra kasos išskiriamas hormonas, kuris turi svarbų poveikį metabolizmui. Po daug angliavandenių valgio, insulinas veikia kaip anabolinių vaistų stimuliatorius.

Taigi, hormonas yra atsakingas už procesų, leidžiančių sintezuoti saugojimo medžiagas, pvz., Riebalus arba kaip glikogeną, aktyvavimą.

Yra laikotarpiai, kai vyrauja anaboliniai procesai, pvz., Vaikystė, paauglys, nėštumo metu arba treniruočių metu, daugiausia dėmesio skiriant raumenų augimui..

Skirtumai su katabolizmu

Visi procesai ir cheminės reakcijos, vykstančios mūsų kūno viduje, konkrečiai mūsų ląstelių viduje, yra žinomos kaip metabolizmas. Dėl šios labai kontroliuojamų įvykių serijos galime augti, vystyti, atgaminti ir išlaikyti kūno šilumą.

Sintezė prieš skilimą

Metabolizmas apima biomolekulių (baltymų, angliavandenių, lipidų arba riebalų ir nukleino rūgščių) naudojimą, kad būtų išlaikytos visos esminės gyvos sistemos reakcijos..

Šių molekulių gavimas gaunamas iš maisto, kurį mes vartojame kasdien, ir mūsų kūnai gali "skaidyti" į mažesnius vienetus virškinimo proceso metu..

Pavyzdžiui, baltymai (kurie gali būti gaminami iš mėsos ar kiaušinių) yra suskaidyti į jų pagrindines sudedamąsias dalis: aminorūgštis. Taip pat galime apdoroti angliavandenius mažesniuose cukraus vienetuose, paprastai gliukozėje, kuris yra vienas iš labiausiai naudojamų angliavandenių..

Mūsų kūnas gali naudoti šiuos nedidelius vienetus - amino rūgštis, cukrus, riebalų rūgštis, be kita ko, kurti naujas didesnes molekules, kurių reikia mūsų kūno poreikiams..

Dezintegracijos ir energijos gavimo procesas vadinamas katabolizmu, o naujų sudėtingesnių molekulių susidarymas yra anabolizmas. Taigi, sintezės procesai yra susiję su anabolizmu ir degradacijos su katabolizmu.

Kaip mnemoninę taisyklę galime naudoti žodžio „katabolizmas“ „c“ ir susieti jį su žodžiu „supjaustyti“.

Energijos naudojimas

Anaboliniai procesai reikalauja energijos, o degradacijos procesai sukuria šią energiją, daugiausia ATP forma - žinomas kaip ląstelės energijos valiuta..

Ši energija gaunama iš katabolinių procesų. Įsivaizduokite, kad mes turime kortelių paketą, jei mes turime visas korteles sukrautas tvarkingai ir mes jas išmesti į žemę, kurią tai daro spontaniškai (analogiškai katabolizmui).

Tačiau, jei mes norime juos užsisakyti, mes turime taikyti energiją sistemai ir surinkti juos iš žemės (analogiškai anabolizmui).

Kai kuriais atvejais kataboliniai maršrutai turi „energijos įpurškimą“ pirmaisiais žingsniais, kad būtų pradėtas procesas. Pavyzdžiui, glikolizė arba glikolizė yra gliukozės skaidymas. Šiam maršrutui pradėti reikia naudoti dvi ATP molekules.

Balansas tarp anabolizmo ir katabolizmo

Siekiant išlaikyti sveiką ir tinkamą metabolizmą, būtina turėti pusiausvyrą tarp anabolizmo ir katabolizmo procesų. Jei anabolizmo procesai viršija katabolizmo procesus, sintezės įvykiai yra tie, kurie vyrauja. Priešingai, kai organizmas gauna daugiau energijos nei reikia, dominuoja kataboliniai keliai.

Kai organizmas patiria nelaimių situacijas, vadina ligomis ar ilgai nevalgius, metabolizmas sutelkiamas į degradacijos būdus ir patenka į katabolinę būseną..

Nuorodos

1. Chan, Y. K., Ng, K. P. & Sim, D. S. M. (Ed.). (2015). Farmakologinis ūminės priežiūros pagrindas. „Springer International“ leidyba.
2. Curtis, H., ir Barnes, N. S. (1994). Kvietimas į biologiją. Macmillan.
3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekulinės ląstelės biologija. Macmillan.
4. Ronzio, R. A. (2003). Mitybos ir geros sveikatos enciklopedija. „Infobase“ leidyba.
5. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. W. (2007). Biochemijos pagrindai: gyvenimas molekuliniu lygiu. Red. Panamericana Medical.