Врсте метаболичких путева и главне руте



Један метаболички пут То је скуп хемијских реакција, које катализирају ензими. У овом процесу, молекула Кс се трансформише у молекул И, преко посредних метаболита. Метаболички путеви се одвијају у ћелијском окружењу.

Изван ћелије, ове реакције би одузеле превише времена, а неке се можда неће догодити. Стога, сваки корак захтева присуство каталитичких протеина који се називају ензими. Улога ових молекула је да убрза за неколико редова величину брзину сваке реакције унутар путање.

Физиолошки, метаболички путеви су међусобно повезани. То јест, они нису изоловани унутар ћелије. Многи од најважнијих праваца имају заједничке метаболите.

Сходно томе, скуп свих хемијских реакција које се јављају у ћелијама назива се метаболизам. Свака ћелија карактерише се специфичним метаболичким перформансама, које су дефинисане садржајем ензима у унутрашњости, који су генетски одређени..

Индек

  • 1 Опште карактеристике метаболичких путева
    • 1.1 Реакције катализирају ензими
    • 1.2 Метаболизам је регулисан хормонима
    • 1.3 Компартментализација
    • 1.4 Координација метаболичког флукса
  • 2 Врсте метаболичких путева
    • 2.1 Катаболичке руте
    • 2.2 Анаболички путеви
    • 2.3 Путеви амфиболе
  • 3 Главни метаболички путеви
    • 3.1 Гликолиза или гликолиза
    • 3.2 Глуконеогенеза
    • 3.3 Глиоксилатни циклус
    • 3.4 Кребсов циклус
    • 3.5 Ланац транспорта електрона
    • 3.6 Синтеза масних киселина
    • 3.7 Бета оксидација масних киселина
    • 3.8 Метаболизам нуклеотида
    • 3.9 Ферментација
  • 4 Референце

Опште карактеристике метаболичких путева

Унутар станичне средине долази до великог броја хемијских реакција. Скуп ових реакција је метаболизам, а главна функција овог процеса је одржавање хомеостазе организма у нормалним условима, као иу условима стреса..

Према томе, мора постојати равнотежа протока ових метаболита. Међу главним карактеристикама метаболичких путева имамо следеће:

Реакције катализирају ензими

Протагонисти метаболичких путева су ензими. Они су одговорни за интеграцију и анализу информација о метаболичком статусу и могу да модулирају своју активност у складу са ћелијским захтевима тренутног тренутка..

Метаболизам је регулисан хормонима

Метаболизам се покреће низом хормона који су у стању да координирају метаболичке реакције, узимајући у обзир потребе и перформансе организма..

Цомпартментализатион

Постоји компартментализација метаболичких путева. То јест, сваки пут се одвија у специфичном субцелуларном одјељку, назива га цитоплазма, митохондрија, између осталих. Други путеви могу да се јављају истовремено у више одељака.

Раздвајање путева помаже регулацији анаболичких и катаболичких путева (види доле).

Координација метаболичког протока

Координација метаболизма постиже се стабилношћу активности укључених ензима. Потребно је нагласити да анаболички путеви и њихови катаболички колеге нису потпуно независни. Насупрот томе, оне су координиране.

Постоје кључне ензимске тачке унутар метаболичких путева. Са брзином конверзије ових ензима, регулисан је цео ток руте.

Врсте метаболичких путева

У биохемији се разликују три врсте главних метаболичких путева. Ова подела се одвија према биоенергетским критеријумима: катаболичким, анаболичким и амфиболним путевима.

Цатаболиц роутес

Катаболички путеви обухватају реакције оксидативне деградације. Они се изводе како би се добила енергија и снага смањења, коју ће касније ћелија користити у другим реакцијама.

Већину органских молекула организам не синтетише. Насупрот томе, морамо је конзумирати кроз храну. У катаболичким реакцијама, ови молекули се деградирају у мономере који их формирају, који се могу користити од стране ћелија.

Анаболиц роутес

Анаболички путеви обухватају синтетичке хемијске реакције, узимајући мале и једноставне молекуле и претварајући их у веће и сложеније елементе.

Да би се ове реакције одиграле, мора постојати расположива енергија. Одакле долази ова енергија? Од катаболичких путева, првенствено у облику АТП.

На овај начин, метаболити произведени катаболичким путевима (који су глобално названи "базен метаболита") могу се користити у анаболичким путевима како би се синтетизирали сложенији молекули које тијело треба у овом тренутку.

Међу овим скупом метаболита, постоје три кључна молекула процеса: пируват, ацетил коензим А и глицерол. Ови метаболити су одговорни за повезивање метаболизма различитих биомолекула, као што су липиди, угљени хидрати, између осталих.

Ампхиболиц роутес

Амфиболски пут функционише као анаболички или катаболички пут. Мислим, то је мешовита рута.

Најпознатији амфиболски пут је Кребсов циклус. Овај пут игра фундаменталну улогу у разградњи угљених хидрата, липида и аминокиселина. Међутим, она такође учествује у производњи прекурсора за синтетске путеве.

На пример, метаболити Кребсовог циклуса су прекурсори половине аминокиселина које се користе за изградњу протеина.

Главни метаболички путеви

У свим ћелијама које су део живих бића, спроводи се низ метаболичких путева. Неке од њих дијеле већина организама.

Ови метаболички путеви обухватају синтезу, деградацију и конверзију виталних метаболита за живот. Овај процес је познат као посредни метаболизам.

Ћелије морају имати трајна органска и неорганска једињења, као и хемијску енергију, која се добија углавном из молекула АТП.

АТП (аденозин трифосфат) је најважнији облик складиштења енергије свих ћелија. Енергетски добици и инвестиције метаболичких путева се обично изражавају у терминима АТП молекула.

Затим ће се расправљати о најважнијим путевима који су присутни у великој већини живих организама.

Гликолиза или гликолиза

Гликолиза је пут који укључује деградацију глукозе до два молекула пирувичне киселине, добијајући као нето добитак два АТП молекула. Присутан је практично у свим живим организмима и сматра се брзим начином добијања енергије.

У принципу, обично се дијели у двије фазе. Први подразумева пролаз молекула глукозе у два глицералдехида, обрћући два молекула АТП. У другој фази настају високоенергетска једињења и добијају се 4 молекула АТП и 2 пирувата као финални производи.

Рута се може наставити на два различита начина. Ако постоји кисеоник, молекули ће окончати своју оксидацију у респираторном ланцу. Или, у одсуству тога, долази до ферментације.

Глуцонеогенесис

Глуконеогенеза је пут синтезе глукозе, почевши од аминокиселина (са изузетком леуцина и лизина), лактата, глицерола или било ког интермедијера Кребсовог циклуса.

Глукоза је незамењив супстрат за одређена ткива, као што су мозак, еритроцити и мишићи. Допринос глукозе се може добити преко резерви гликогена.

Међутим, када се оне исцрпе, тело мора започети синтезу глукозе како би задовољило потребе ткива - углавном нервног ткива..

Овај пут се јавља углавном у јетри. То је од виталног значаја, јер у ситуацијама поста, тело може наставити да добија глукозу.

Активација или не путања је повезана са храњењем организма. Животиње које конзумирају високе дијете у угљеним хидратима имају ниску стопу глуконеогена, док дијете са ниским садржајем глукозе захтевају значајну глуконеогену активност..

Глиокилате цицле

Овај циклус је јединствен за биљке и одређене врсте бактерија. Овај пут постиже трансформацију ацетил јединица, од два угљеника, у јединице од четири угљеника - позната као сукцинат. Ово последње једињење може да произведе енергију и може се такође користити за синтезу глукозе.

На пример, код људи би било немогуће да постоји само ацетат. У нашем метаболизму, ацетил коензим А се не може претворити у пируват, који је прекурсор глуконеогеног пута, јер је реакција ензима пируват дехидрогеназе иреверзибилна.

Биохемијска логика циклуса је слична оној у циклусу лимунске киселине, са изузетком две декарбоксилне фазе. Појављује се у веома специфичним органелама биљака које се називају глиоксисоми, а посебно је важно у семену неких биљака као што су сунцокрети.

Кребс цицле

То је један од путева који се сматрају централним за метаболизам органских бића, јер обједињује метаболизам најважнијих молекула, укључујући протеине, масти и угљене хидрате.

Она је компонента станичног дисања и има за циљ да ослободи енергију ускладиштену у молекулу ацетил коензима А - главног прекурсора Кребсовог циклуса. Састоји се од десет ензимских корака и, као што смо споменули, циклус ради и на анаболичким и катаболичким путевима.

Код еукариотских организама, циклус се одвија у матрици митохондрија. Код прокариота - којима недостају истински подцелични делови - циклус се спроводи у цитоплазматској регији.

Електронски транспортни ланац

Ланац за пренос електрона формиран је низом транспортера усидрених у мембрану. Ланац има за циљ да произведе енергију у облику АТП-а.

Ланци су у стању да створе електрокемијски градијент захваљујући протоку електрона, кључном процесу за синтезу енергије.

Синтеза масних киселина

Масне киселине су молекули који играју веома важну улогу у ћелијама, углавном се налазе као структурна компонента свих биолошких мембрана. Из тог разлога, синтеза масних киселина је неопходна.

Цео процес синтезе одвија се у цитосолу ћелије. Централни молекул процеса се назива малонил коензим А. Он је одговоран за обезбеђивање атома који су формирали угљенични скелет масне киселине у формацији..

Бета оксидација масних киселина

Бета оксидација је процес деградације масних киселина. То се постиже кроз четири корака: оксидација помоћу ФАД, хидратација, оксидација НАД + и тиолиза. Раније, масна киселина се мора активирати интеграцијом коензима А.

Продукт поменутих реакција су јединице формиране од пар угљеника у облику ацетил коензима А. Овај молекул може ући у Кребсов циклус.

Енергетска ефикасност овог пута зависи од дужине ланца масних киселина. За палмитинску киселину, на пример, која има 16 угљеника, нето принос је 106 молекула АТП.

Овај пут се одвија у митохондрији еукариота. Постоји још један алтернативни пут у одељку који се зове пероксисом.

Пошто се већина масних киселина налази у ћелијском цитосолу, они се морају транспортовати у одељак где ће се оксидовати. Транспорт зависи од картинијана и дозвољава овим молекулима да уђу у митохондрије.

Метаболизам нуклеотида

Синтеза нуклеотида је кључни догађај у ћелијском метаболизму, јер су они прекурсори молекула који чине део генетског материјала, ДНК и РНК, и важних енергетских молекула, као што су АТП и ГТП..

Прекурсори синтезе нуклеотида укључују различите аминокиселине, рибоз 5 фосфат, угљен диоксид и НХ3. Путови опоравка су одговорни за рециклирање слободних база и нуклеозида ослобођених од разградње нуклеинских киселина.

Формирање пуринског прстена одвија се из фосфата рибоза 5, десило се да је пуринско језгро и на крају се добија нуклеотид.

Пиримидински прстен се синтетише као оротична киселина. Након везивања за фосфат рибоза 5, он се трансформише у пиримидинске нуклеотиде.

Ферментација

Ферментације су метаболички процеси независни од кисеоника. Они су катаболичког типа и коначни производ процеса је метаболит који још увек има оксидациони потенцијал. Постоје различите врсте ферментација, али у нашем телу се одвија млечна ферментација.

Млечна ферментација се одвија у станичној цитоплазми. Састоји се од делимичне деградације глукозе у циљу добијања метаболичке енергије. Млечна киселина се производи као отпадна супстанца.

Након интензивне сесије анаеробних вежби, мишић се не налази уз адекватну концентрацију кисеоника и долази до млечне ферментације.

Неке ћелије тела су присиљене да ферментирају, јер им недостаје митохондрија, као што је случај са црвеним крвним зрнцима.

У индустрији, ферментациони процеси се користе са великом фреквенцијом, за производњу серије производа за људску употребу, као што су хлеб, алкохолна пића, јогурт, између осталих.

Референце

  1. Баецхле, Т.Р., & Еарле, Р.В. (ур.). (2007). Принципи тренинга снаге и физичке кондиције. Ед Панамерицана Медицал.
  2. Берг, Ј. М., Стриер, Л., & Тимоцзко, Ј.Л. (2007). Биоцхемистри. Преокренуо сам.
  3. Цампбелл, М.К., & Фаррелл, С.О. (2011). Биоцхемистри Сиктх едитион. Тхомсон. Броокс / Цоле.
  4. Девлин, Т. М. (2011). Уџбеник биохемије. Јохн Вилеи & Сонс.
  5. Коолман, Ј., & Рохм, К.Х. (2005). Биохемија: текст и атлас. Ед Панамерицана Медицал.
  6. Моугиос, В. (2006). Биохемија вежби. Хуман Кинетицс.
  7. Муллер-Естерл, В. (2008). Биоцхемистри Основе медицине и науке о животу. Преокренуо сам.
  8. Поортманс, Ј.Р. (2004). Принципи биохемије вежбања. 3рд, ревисед едитион. Каргер.
  9. Воет, Д., & Воет, Ј.Г. (2006). Биоцхемистри. Ед Панамерицана Медицал.