Функције анаболизма, анаболички процеси, разлике са катаболизмом



Тхе анаболизам то је подела метаболизма која укључује реакције формирања великих молекула из мањих. Да би дошло до овог низа реакција, неопходан је извор енергије и, генерално, то је АТП (аденозин трифосфат).

Анаболизам, и његов метаболички инверзни катаболизам, груписани су у низ реакција које се називају метаболички путеви или путеви који су углавном регулисани и регулисани хормонима. Сваки мали корак се контролише тако да долази до постепеног преноса енергије.

Анаболички процеси могу узети основне јединице које сачињавају биомолекуле - аминокиселине, масне киселине, нуклеотиде и мономере шећера - и генеришу компликованије једињења, као што су протеини, липиди, нуклеинске киселине и угљени хидрати као коначни произвођач енергије..

Индек

  • 1 Функције
  • 2 Анаболички процеси
    • 2.1 Синтеза масних киселина
    • 2.2 Синтеза холестерола
    • 2.3 Синтеза нуклеотида
    • 2.4 Синтеза нуклеинске киселине
    • 2.5 Синтеза протеина
    • 2.6 Синтеза гликогена
    • 2.7 Синтеза аминокиселина
  • 3 Регулација анаболизма
  • 4 Разлике са катаболизмом
    • 4.1 Синтеза у односу на деградацију
    • 4.2 Коришћење енергије
    • 4.3 Равнотежа између анаболизма и катаболизма
  • 5 Референце

Функције

Метаболизам је термин који обухвата све хемијске реакције које се дешавају унутар организма. Ћелија наликује микроскопској фабрици у којој се трајно одвијају реакције синтезе и деградације.

Два циља метаболизма су: прво, да користе хемијску енергију ускладиштену у храни, и друго, да замене структуре или супстанце које више не раде у телу. Ови догађаји се одвијају у складу са специфичним потребама сваког организма и њима управљају хемијски гласници звани хормони.

Енергија долази углавном од масти и угљених хидрата које конзумирамо у храни. У случају да постоји недостатак, тело може да користи протеине да компензује недостатак.

Исто тако, процеси регенерације су уско повезани са анаболизмом. Регенерација ткива је стање сине куа нон одржавати здрав организам и радити исправно. Анаболизам је одговоран за производњу свих ћелијских једињења која их одржавају у раду.

Постоји деликатна равнотежа у ћелији између метаболичких процеса. Велике молекуле могу бити деградиране до њихових мањих компоненти катаболичким реакцијама и супротан процес - од малих до великих - може се појавити анаболизмом.

Анаболички процеси

Анаболизам обухвата, генерално гледано, све реакције које катализују ензими (мали молекули протеинске природе који убрзавају брзину хемијских реакција за неколико редова величине) одговорни за "конструкцију" или синтезу ћелијских компоненти.

Општа визија анаболичких путева обухвата следеће кораке: једноставни молекули који учествују као посредници у Кребсовом циклусу су аминокиселине или се хемијски трансформишу у амино киселине. Касније се оне састављају у сложеније молекуле.

Ови процеси захтевају хемијску енергију која долази из катаболизма. Међу најважније анаболичке процесе спадају: синтеза масних киселина, синтеза холестерола, синтеза нуклеинских киселина (ДНК и РНК), синтеза протеина, синтеза гликогена и синтеза амино киселина.

Улога ових молекула у организму и путеви синтезе укратко ће бити описани у наставку:

Синтеза масних киселина

Липиди су врло хетерогени биомолекули способни да генеришу велику количину енергије када се оксидирају, посебно молекули триацилглицерола..

Масне киселине су архетипски липиди. Састоје се од главе и репа од угљоводоника. Оне могу бити незасићене или засићене, у зависности од тога да ли имају или не двоструке везе у репу.

Липиди су есенцијалне компоненте свих биолошких мембрана, поред учешћа као резервне супстанце.

Масне киселине се синтетишу у цитоплазми ћелије из прекурсорског молекула названог малонил-ЦоА, из ацетил-ЦоА и бикарбоната. Овај молекул даје три атома угљеника за почетак раста масне киселине.

Након формирања малонила, реакција синтезе се наставља у четири битна корака:

-Кондензација ацетил-АЦП са малонил-АЦП, реакција која производи ацетоацетил-АЦП и ослобађа угљен диоксид као отпадну материју.

-Други корак је редукција ацетоацетил-АЦП, помоћу НАДПХ на Д-3-хидроксибутирил-АЦП.

-Након тога долази до реакције дехидрације која претвара претходни производ (Д-3-хидроксибутирил-АЦП) у кротонил-АЦП.

-Коначно, кротонил-АЦП је редукован и коначни производ је бутирил-АЦП.

Синтеза холестерола

Холестерол је стерол са типичним језгром од 17 угљеника. Има различите улоге у физиологији, јер делује као прекурсор разних молекула као што су жучне киселине, различити хормони (укључујући пол) и неопходан је за синтезу витамина Д.

Синтеза се јавља у цитоплазми ћелије, углавном у ћелијама јетре. Ова анаболичка рута има три фазе: прво се формира изопренска јединица, затим прогресивна асимилација јединица за настанак сквалена, то се догађа са ланостеролом и коначно се добија холестерол..

Активност ензима на овом путу је углавном регулисана релативним пропорцијама хормона инсулина: глукагона. Како се ова пропорција повећава, пропорционално повећава активност пута.

Синтеза нуклеотида

Нуклеинске киселине су ДНК и РНК, прва садржи све информације неопходне за развој и одржавање живих организама, док друга допуњује функције ДНК.

И ДНК и РНК су састављене од дугих ланаца полимера чија су основна јединица нуклеотиди. Нуклеотиди су, са своје стране, састављени од шећера, фосфатне групе и азотне базе. Прекурсор пурина и пиримидина је рибосе-5-фосфат.

Пурини и пиримидини се производе у јетри од прекурсора као што су угљен диоксид, глицин, амонијак, између осталих.

Синтеза нуклеинске киселине

Нуклеотиди се морају спојити у дуге нити ДНК или РНК како би испунили своју биолошку функцију. Процес укључује низ ензима који катализирају реакције.

Ензим одговоран за копирање ДНК како би се генерисало више молекула ДНК са идентичним секвенцама је ДНА полимераза. Овај ензим не може започети синтезу де ново, стога мора да учествује мали фрагмент ДНК или РНК назван прајмер који омогућава формирање ланца.

Овај догађај захтева учешће додатних ензима. Хеликаза, на пример, помаже да се отвори двострука спирала ДНК тако да полимераза може да делује и да топоизомераза може да модификује топологију ДНК, било да је уплетена или расплета..

Слично томе, РНА полимераза учествује у синтези РНК из ДНК молекула. За разлику од претходног процеса, синтеза РНК не захтева претходно поменути прајмер.

Синтеза протеина

Синтеза протеина је кључни догађај и сви живи организми. Протеини обављају широк спектар функција, као што су транспортовање супстанци или улога структурних протеина.

Према централној "догми" биологије, након што се ДНК копира у РНА за поруке (као што је описано у претходном одељку), ово се, пак, рибозоми преводи у полимер амино киселина. У РНК, сваки триплет (три нуклеотида) се тумачи као једна од двадесет аминокиселина.

Синтеза се одвија у цитоплазми ћелије, где се налазе рибозоми. Процес се одвија у четири фазе: активирање, иницирање, издужење и завршетак.

Активација се састоји од везивања одређене амино киселине за преносну РНК која му одговара. Иницијација укључује везивање рибосома за 3 'терминални део РНК поруке, уз помоћ "иницијацијских фактора".

Елонгација укључује додавање аминокиселина у складу са РНА поруком. Коначно, процес се зауставља са специфичном секвенцом у РНА, која се зове терминација кондома: УАА, УАГ или УГА.

Синтеза гликогена

Гликоген је молекул састављен од поновљених јединица глукозе. Делује као супстанца енергетске резерве и у великој мери обилује јетром и мишићима.

Пут синтезе се назива гликогенгенеза и захтева учешће ензима гликоген синтазе, АТП и УТП. Пут започиње фосфорилацијом глукозе у глукозу-6-фосфат и затим прелази у глукозу-1-фосфат. Следећи корак укључује додавање УДП-а за добијање УДП-глукозе и неорганског фосфата.

Молекул УДП-глукозе се додаје ланцу глукозе помоћу алфа 1-4 везе, ослобађајући УДП нуклеотид. У случају да дође до последица, формирају се алфа линкови 1-6.

Синтеза амино киселина

Аминокиселине су јединице које сачињавају протеине. У природи постоји 20 врста, од којих свака има јединствене физичке и хемијске особине које одређују коначне карактеристике протеина.

Нису сви организми синтетизовали 20 врста. На пример, људско биће може само да синтетише 11, а преосталих 9 мора да буде укључено у исхрану.

Свака амино киселина има свој одређени пут. Међутим, они долазе из прекурсорских молекула као што су алфа-кетоглутарат, оксалоацетат, 3-фосфоглицерат, пируват, између осталих..

Регулација анаболизма

Као што је раније поменуто, метаболизам се регулише супстанцама које се називају хормони, које излучују специјализована ткива, било гландуларна или епителна. Ово функционише као гласници и њихова хемијска природа је прилично хетерогена.

На пример, инсулин је хормон који лучи панкреас и има важан утицај на метаболизам. Након оброка са високим садржајем угљених хидрата, инсулин делује као стимуланс анаболичких путева.

Према томе, хормон је одговоран за активирање процеса који омогућавају синтезу супстанци за складиштење као што су масти или као гликоген.

Постоје периоди у којима доминирају анаболички процеси, као што су детињство, адолесценција, током трудноће или током тренинга усмерених на раст мишића.

Разлике са катаболизмом

Сви процеси и хемијске реакције које се одвијају у нашем телу - посебно унутар наших ћелија - су глобално познате као метаболизам. Можемо расти, развијати се, репродуковати и одржавати телесну топлоту захваљујући овој серији високо контролисаних догађаја.

Синтеза у односу на деградацију

Метаболизам укључује употребу биомолекула (протеина, угљених хидрата, липида или масти и нуклеинских киселина) да би се одржале све битне реакције живог система.

Добијање ових молекула долази од хране коју свакодневно конзумирамо и наша тела су у стању да их "разграђују" у мање јединице током процеса варења..

На пример, протеини (који могу да долазе из меса или јаја, на пример) су фрагментисани у њихове главне компоненте: аминокиселине. На исти начин, можемо обрадити угљене хидрате у мањим јединицама шећера, обично у глукози, једном од најчешће коришћених угљених хидрата у нашем телу..

Наше тело је у могућности да користи ове мале јединице - аминокиселине, шећере, масне киселине, између осталог - за изградњу нових већих молекула у конфигурацији којој наше тело треба..

Процес дезинтеграције и добијања енергије назива се катаболизам, док је формирање нових комплекснијих молекула анаболизам. Дакле, процеси синтезе су повезани са анаболизмом и процесима деградације са катаболизмом.

Као мнемоничко правило можемо користити "ц" речи катаболизам и повезати га са речју "цут".

Употреба енергије

Анаболички процеси захтевају енергију, док процеси деградације производе ту енергију, углавном у облику АТП - познате као енергијска валута ћелије..

Ова енергија долази из катаболичких процеса. Замислите да имамо шпил карата, ако све картице буду уредно сложене и бацамо их на земљу, то раде спонтано (аналогно катаболизму).

Међутим, у случају да их поново наручимо, морамо примијенити енергију на сустав и прикупити их из земље (аналогно анаболизму).

У неким случајевима катаболички путеви требају "ињекцију енергије" у својим првим корацима како би се постигао почетак процеса. На пример, гликолиза или гликолиза је деградација глукозе. Овај пут захтева коришћење два молекула АТП-а за почетак.

Равнотежа између анаболизма и катаболизма

Да би се одржао здрав и адекватан метаболизам, неопходно је успоставити равнотежу између процеса анаболизма и катаболизма. У случају да процеси анаболизма надмашују процесе катаболизма, догађаји синтезе су они који превладавају. Насупрот томе, када тело прима више енергије него што је потребно, катаболички путеви преовлађују.

Када тело искуси ситуације недаћа, назива га болестима или продуженим периодима поста, метаболизам се фокусира на путове деградације и улази у катаболичко стање.

Референце

  1. Цхан, И.К., Нг, К.П., & Сим, Д.С.М. (Едс.). (2015). Фармаколошка основа акутне неге. Спрингер Интернатионал Публисхинг.
  2. Цуртис, Х., & Барнес, Н.С. (1994). Позив на биологију. Мацмиллан.
  3. Лодисх, Х., Берк, А., Дарнелл, Ј.Е., Каисер, Ц.А., Криегер, М., Сцотт, М.П., ​​... & Матсудаира, П. (2008). Молекуларна ћелијска биологија. Мацмиллан.
  4. Ронзио, Р.А. (2003). Енциклопедија исхране и доброг здравља. Инфобасе Публисхинг.
  5. Воет, Д., Воет, Ј., & Пратт, Ц.В. (2007). Основе биохемије: Живот на молекуларном нивоу. Ед Панамерицана Медицал.