Anaboolsed funktsioonid, anaboolsed protsessid, erinevused katabolismiga



The anabolism see on ainevahetuse jagunemine, mis hõlmab reaktsioone suurte molekulide moodustumisest väiksematest. Et see reaktsioonide seeria toimuks, on vajalik energiaallikas ja üldiselt on see ATP (adenosiintrifosfaat)..

Anabolism ja selle metaboolne inversne, katabolism on rühmitatud rea reaktsioone, mida nimetatakse metaboolseteks radadeks või viisideks, mida on peamiselt hormoonid korraldanud ja reguleeritud. Iga väikest sammu kontrollitakse nii, et toimub järkjärguline energia ülekanne.

Anaboolsed protsessid võivad võtta biomolekulide - aminohapete, rasvhapete, nukleotiidide ja suhkru monomeeride - põhikomponendid ja tekitada keerulisemaid ühendeid, näiteks valke, lipiide, nukleiinhappeid ja süsivesikuid kui lõplikku energiatootjat..

Indeks

  • 1 Funktsioonid
  • 2 Anaboolsed protsessid
    • 2.1 Rasvhapete süntees
    • 2.2 Kolesterooli süntees
    • 2.3 Nukleotiidide süntees
    • 2.4 Nukleiinhappe süntees
    • 2.5 Valgu süntees
    • 2.6 Glükogeeni süntees
    • 2.7 Aminohapete süntees
  • 3 Anabolismi reguleerimine
  • 4 Erinevused katabolismiga
    • 4.1 Süntees ja lagunemine
    • 4.2 Energia kasutamine
    • 4.3 Anabolismi ja katabolismi tasakaal
  • 5 Viited

Funktsioonid

Metabolism on termin, mis hõlmab kõiki kehas toimuvaid keemilisi reaktsioone. Rakk sarnaneb mikroskoopilisele tehasele, kus sünteesi- ja lagunemisreaktsioonid toimuvad püsivalt.

Ainevahetuse kaks eesmärki on: esiteks kasutada toiduaines talletatud keemilist energiat ja teiseks asendada struktuurid või ained, mis ei tööta enam kehas. Need sündmused toimuvad vastavalt iga organismi spetsiifilistele vajadustele ja neid juhivad kemikaalid, mida nimetatakse hormoonideks.

Energia saadakse peamiselt toiduainetes tarbitavatest rasvadest ja süsivesikutest. Puuduse korral võib keha valke kasutada puuduse kompenseerimiseks.

Samuti on regenereerimisprotsessid tihedalt seotud anabolismiga. Kudede regenereerimine on seisund sine qua non hoida tervet organismi ja töötada nõuetekohaselt. Anabolism vastutab kõikide rakuliste ühendite tootmise eest.

Rakus on ainevahetusprotsesside vahel õrn tasakaal. Suured molekulid võivad laguneda nende väiksemateks komponentideks kataboolsete reaktsioonide abil ja vastupidine protsess - väikestelt suuremateks - võib tekkida anaboolse toimega..

Anaboolsed protsessid

Anabolism hõlmab üldiselt kõiki reaktsioone, mida katalüüsivad ensüümid (valgusisaldusega väikesed molekulid, mis kiirendavad keemiliste reaktsioonide kiirust mitmete suuruste järgi), mis vastutavad rakuliste komponentide "konstrueerimise" või sünteesi eest..

Anaboolsete marsruutide üldine nägemus sisaldab järgmisi etappe: lihtsad molekulid, mis osalevad vahendajatena Krebsi tsüklis, on aminohapped või keemiliselt transformeeritud aminohapeteks. Hiljem kogutakse need keerulisematesse molekulidesse.

Need protsessid nõuavad keemilist energiat, mis tulevad katabolismist. Kõige olulisemate anaboolsete protsesside hulgas on: rasvhapete süntees, kolesterooli süntees, nukleiinhappe süntees (DNA ja RNA), valgu süntees, glükogeeni süntees ja aminohapete süntees.

Järgnevalt kirjeldatakse lühidalt nende molekulide rolli organismis ja selle sünteesiteedel.

Rasvhapete süntees

Lipiidid on väga heterogeensed biomolekulid, mis suudavad oksüdeerimisel tekitada suure hulga energiat, eriti triatsüülglütseroolimolekulid.

Rasvhapped on arhetüüpsed lipiidid. Need koosnevad süsivesinike peast ja sabast. Need võivad olla küllastumata või küllastunud, sõltuvalt sellest, kas neil on saba kaksiksidemed.

Lipiidid on kõikide bioloogiliste membraanide olulised komponendid, lisaks osalemisele reservainena.

Rasvhapped sünteesitakse raku tsütoplasmas atsetüül-CoA ja bikarbonaadi prekursormolekulist, mida nimetatakse malonüül-CoA-ks. See molekul annetab rasvhappe kasvu alustamiseks kolm süsinikuaatomit.

Pärast maloniili moodustumist jätkub sünteesireaktsioon neljas olulises etapis:

-Atsetüül-AKV kondenseerumine malonüül-ACP-ga, reaktsioon, mis toodab atsetoatsetüül-AKV ja vabastab süsinikdioksiidi jäätmeaineks.

-Teine etapp on atsetoatsetüül-ACP redutseerimine NADPH abil D-3-hüdroksübutüür-ACP-ks.

-Järgnevalt tekib dehüdratsioonireaktsioon, mis muundab eelmise saaduse (D-3-hüdroksübutüür-ACP-ks) crotonil-ACP-ks.

-Lõpuks väheneb crotonil-ACP ja lõpp-produkt on butirüül-ACP.

Kolesterooli süntees

Kolesterool on tüüpiline 17 süsinikuaatomiga tuum. Sellel on füsioloogias erinevad rollid, kuna see toimib mitmesuguste molekulide, näiteks sapphapete, erinevate hormoonide (sh sugu) eelkäijana ja on D-vitamiini sünteesiks hädavajalik..

Süntees toimub raku tsütoplasmas, peamiselt maksa rakkudes. Sellel anaboolsel teel on kolm faasi: kõigepealt moodustub isopreeniüksus, seejärel toimub see lanosterooli ja lõpuks kolesterooli saamise teel skvaleeni saamiseks..

Ensüümide aktiivsust selles rada reguleerib peamiselt hormoonide insuliini: glükagooni suhteline osakaal. Kuna see osa suureneb, suurendab proportsionaalselt tee aktiivsust.

Nukleotiidide süntees

Nukleiinhapped on DNA ja RNA, esimene sisaldab kogu teavet, mis on vajalik elusorganismide arendamiseks ja säilitamiseks, samas kui teine ​​täiendab DNA funktsioone..

Nii DNA kui ka RNA koosnevad pikkadest polümeeride ahelatest, mille põhiühik on nukleotiidid. Nukleotiidid omakorda koosnevad suhkrust, fosfaatrühmast ja lämmastiku alusest. Puriinide ja pürimidiinide prekursoriks on riboos-5-fosfaat.

Puriinid ja pürimidiinid toodetakse maksas lähteainetest, nagu süsinikdioksiid, glütsiin, ammoniaak, muu hulgas.

Nukleiinhappe süntees

Nukleotiidid tuleb ühendada pika DNA või RNA ahelaga, et täita oma bioloogilist funktsiooni. Protsess hõlmab mitmeid ensüüme, mis katalüüsivad reaktsioone.

DNA ensüüm, mis on identne DNA järjestusega, et genereerida rohkem DNA molekule identsete järjestustega, on DNA polümeraas. See ensüüm ei saa sünteesi alustada de novo, seetõttu peab osalema väike DNA või RNA fragment, mida nimetatakse praimeriks, mis võimaldab ahela moodustumist.

See sündmus nõuab täiendavate ensüümide osalemist. Helikaas aitab näiteks avada DNA topelt-heeliksit nii, et polümeraas võib toimida ja topoisomeraas suudab modifitseerida DNA topoloogiat, kas selle sidumise või lahti rebimise teel.

Sarnaselt osaleb RNA polümeraas DNA molekulist RNA sünteesil. Erinevalt eelmisest protsessist ei vaja RNA süntees ülalnimetatud praimerit.

Valgu süntees

Valgu süntees on oluline elusorganismide sündmus. Valgud täidavad mitmesuguseid funktsioone, nagu näiteks ainete transportimine või struktuurvalkude roll.

Bioloogia keskse "dogma" järgi, pärast DNA kopeerimist messenger RNA-le (nagu on kirjeldatud eelmises osas), teisendatakse ribosoomid omakorda aminohapete polümeeriks. RNA-s tõlgendatakse iga tripletti (kolm nukleotiidi) kui ühte kahekümnest aminohappest.

Süntees toimub raku tsütoplasmas, kus on leitud ribosoome. Protsess toimub neljas faasis: aktiveerimine, initsiatsioon, pikenemine ja lõpetamine.

Aktiveerimine seisneb konkreetse aminohappe seostamises sellele vastava RNA-ga. Initsiatsioon hõlmab ribosoomi sidumist RNS-i 3'-otsaosaga, mida abistavad "initsiatsioonifaktorid"..

Pikenemine hõlmab aminohapete lisamist vastavalt RNA sõnumile. Lõpuks peatub protsess messenger RNA spetsiifilise järjestusega, mida nimetatakse terminatsioon kondoomideks: UAA, UAG või UGA.

Glükogeeni süntees

Glükogeen on molekul, mis koosneb korduvatest glükoosiühikutest. See toimib energiavarustuse ainena ja on suures osas maksas ja lihastes.

Sünteesiteed nimetatakse glükogeneesiks ja see nõuab ensüümi glükogeeni süntaasi, ATP ja UTP osalemist. Rada algab glükoosi fosforüülimisega glükoos-6-fosfaadiks ja seejärel liigub glükoosi-1-fosfaadile. Järgmine etapp hõlmab UDP lisamist, et saada UDP-glükoosi ja anorgaanilist fosfaati.

UDP-glükoosi molekul lisatakse glükoosi ahelale alfa 1-4 sideme abil, vabastades UDP nukleotiidi. Juhul, kui tekivad tagajärjed, moodustavad need alfa-lingid 1-6.

Aminohapete süntees

Aminohapped on ühikud, mis moodustavad valke. Looduses on 20 tüüpi, millest igaühel on unikaalsed füüsikalised ja keemilised omadused, mis määravad valgu lõplikud omadused.

Kõik organismid ei saa 20 liiki sünteesida. Näiteks võib inimene sünteesida ainult 11, ülejäänud 9 tuleb lisada dieedile.

Igal aminohappel on oma konkreetne tee. Kuid need pärinevad muuhulgas prekursormolekulidest nagu alfa-ketoglutaraat, oksaloatsetaat, 3-fosfoglütseraat, püruvaat..

Anabolismi reguleerimine

Nagu eespool mainitud, reguleerib ainevahetust aineid, mida nimetatakse hormoonideks, mida sekreteerivad spetsiaalsed kuded, kas näärmed või epiteel. Need on sõnumitoojad ja nende keemiline olemus üsna heterogeenne.

Näiteks insuliin on kõhunäärme poolt eritatav hormoon, millel on oluline mõju ainevahetusele. Pärast suure süsivesikute sisaldusega sööki toimib insuliin anaboolsete liinide stimulantidena.

Seega vastutab hormoon nende protsesside aktiveerimise eest, mis võimaldavad sünteesida ladustusaineid nagu rasvad või glükogeen.

On eluperioode, kus domineerivad anaboolsed protsessid, nagu lapsepõlv, noorukieas, raseduse ajal või treeningu ajal, mis on suunatud lihaste kasvule..

Erinevused katabolismiga

Kõik protsessid ja keemilised reaktsioonid, mis toimuvad meie kehas - eriti meie rakkude sees - on tuntud kui ainevahetus. Tänu sellele kontrollitud sündmuste seeriale saame kasvatada, arendada, paljundada ja säilitada keha soojust.

Süntees versus lagunemine

Ainevahetus hõlmab biomolekulide (valkude, süsivesikute, lipiidide või rasvade ja nukleiinhapete) kasutamist elusüsteemi kõigi oluliste reaktsioonide säilitamiseks..

Nende molekulide saamine toimub toidust, mida me iga päev tarbime, ja meie kehad suudavad neid lagundamisprotsessi ajal "laguneda" väiksemateks ühikuteks..

Näiteks on valgud (mis võivad olla pärit näiteks lihast või munadest) nende põhikomponentidena: aminohapped. Samamoodi saame töödelda süsivesikuid väiksemates suhkruühikutes, tavaliselt glükoosis, mis on üks meie organismis enim kasutatud süsivesikuid..

Meie keha on võimeline kasutama neid väikesi üksusi - aminohappeid, suhkruid, rasvhappeid - uute suurte molekulide ehitamiseks meie keha vajadustele..

Lagunemise ja energia saamise protsessi nimetatakse katabolismiks, samas kui uute keerukamate molekulide moodustumine on anabolism. Seega on sünteesiprotsessid seotud anabolismiga ja lagunemisega katabolismiga.

Mnemonoomilise reeglina võime kasutada sõna "katabolism" "c" ja seostada seda sõnaga "lõigatud".

Energia kasutamine

Anaboolsed protsessid vajavad energiat, samal ajal kui lagunemisprotsessid toodavad seda energiat, peamiselt ATP kujul, mida tuntakse raku energiakasutajana.

See energia pärineb kataboolsetest protsessidest. Kujutage ette, et meil on kaardipakk, kui meil on kõik kaardid korrapäraselt kokku pandud ja me viskame nad maapinnale, mida nad teevad spontaanselt (analoogselt katabolismiga).

Juhul kui soovime neid uuesti tellida, peame süsteemile rakendama energiat ja koguma need maapinnalt (analoogselt anabolismiga).

Mõnel juhul on kataboolsetel marsruutidel vaja esimesi samme, et saavutada protsessi käivitamine, "energia süstimiseks". Näiteks glükolüüs või glükolüüs on glükoosi lagunemine. See marsruut nõuab kahe ATP molekuli kasutamist.

Anabolismi ja katabolismi tasakaal

Tervisliku ja piisava ainevahetuse säilitamiseks on vaja saavutada tasakaal anabolismi ja katabolismi vahel. Juhul, kui anabolismi protsessid ületavad katabolismi, on sünteesi sündmused ülimuslikud. Seevastu, kui keha saab rohkem energiat kui vajalik, on ülekaalus kataboolsed radad.

Kui keha kogeb ebaõnnestumisi, nimetab neid haigusteks või pikaks ajaks tühja kõhuga, keskendub ainevahetus lagunemisteedele ja siseneb kataboolse olekusse.

Viited

  1. Chan, Y. K., Ng, K. P. & Sim, D. S. M. (toim.). (2015). Akuutse ravi farmakoloogiline alus. Springer International Publishing.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Kutse bioloogiasse. Macmillan.
  3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekulaarrakkude bioloogia. Macmillan.
  4. Ronzio, R. A. (2003). Toitumise ja hea tervise entsüklopeedia. Infobase Publishing.
  5. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. W. (2007). Biokeemia alused: elu molekulaarsel tasandil. Ed. Panamericana Medical.