Anabolične funkcije, anabolični procesi, razlike s katabolizmom



The anabolizem gre za delitev metabolizma, ki vključuje reakcije nastajanja velikih molekul iz manjših. Da bi se ta serija reakcij pojavila, je potreben vir energije in na splošno je to ATP (adenozin trifosfat)..

Anabolizem in njegov presnovni inverzni katabolizem sta združena v vrsto reakcij, imenovanih presnovne poti ali poti, ki so večinoma urejene in urejene s hormoni. Vsak majhen korak se nadzoruje tako, da pride do postopnega prenosa energije.

Anabolični procesi lahko sprejmejo osnovne enote, ki sestavljajo biomolekule - aminokisline, maščobne kisline, nukleotide in sladkorne monomere - in proizvajajo bolj zapletene spojine, kot so beljakovine, lipidi, nukleinske kisline in ogljikovi hidrati kot končni proizvajalec energije..

Indeks

  • 1 Funkcije
  • 2 Anabolični procesi
    • 2.1 Sinteza maščobnih kislin
    • 2.2 Sinteza holesterola
    • 2.3 Sinteza nukleotidov
    • 2.4 Sinteza nukleinske kisline
    • 2.5 Sinteza beljakovin
    • 2.6 Sinteza glikogena
    • 2.7 Sinteza aminokislin
  • 3 Regulacija anabolizma
  • 4 Razlike s katabolizmom
    • 4.1 Sinteza v primerjavi z razgradnjo
    • 4.2 Poraba energije
    • 4.3 Uravnoteženost anabolizma in katabolizma
  • 5 Reference

Funkcije

Presnova je izraz, ki zajema vse kemijske reakcije, ki se pojavijo v telesu. Celica spominja na mikroskopsko tovarno, kjer se trajno odvijajo reakcije sinteze in razgradnje.

Dva cilja metabolizma sta: prvič, uporabiti kemično energijo, ki je shranjena v hrani, in drugič, da nadomesti strukture ali snovi, ki v telesu ne delujejo več. Ti dogodki se dogajajo glede na specifične potrebe vsakega organizma in so usmerjeni s kemičnimi prenašalci, imenovanimi hormoni.

Energija prihaja predvsem iz maščob in ogljikovih hidratov, ki jih uživamo v hrani. Če pride do pomanjkanja, lahko telo uporablja beljakovine za kompenzacijo pomanjkanja.

Prav tako so procesi regeneracije tesno povezani z anabolizmom. Regeneracija tkiv je stanje sine qua non ohraniti zdrav organizem in delovati pravilno. Anabolizem je odgovoren za proizvodnjo vseh celičnih spojin, ki ohranjajo njihovo delovanje.

Obstaja občutljivo ravnotežje v celici med presnovnimi procesi. Velike molekule se lahko razgradijo na njihove manjše komponente s kataboličnimi reakcijami, nasprotni proces - od majhnih do velikih - pa se lahko pojavi z anabolizmom..

Anabolični procesi

Anabolizem v splošnem vključuje vse reakcije, ki jih katalizirajo encimi (majhne molekule proteinske narave, ki pospešujejo hitrost kemijskih reakcij za več velikosti) in so odgovorne za "konstrukcijo" ali sintezo celičnih komponent..

Splošna vizija anabolnih poti vključuje naslednje korake: preproste molekule, ki sodelujejo kot posredniki v Krebsovem ciklu, so aminokisline ali kemično pretvorjene v aminokisline. Kasneje so sestavljene v bolj kompleksne molekule.

Ti procesi zahtevajo kemično energijo, ki prihaja iz katabolizma. Med najpomembnejšimi anabolnimi procesi so: sinteza maščobnih kislin, sinteza holesterola, sinteza nukleinskih kislin (DNA in RNA), sinteza beljakovin, sinteza glikogena in sinteza aminokislin..

Vloga teh molekul v organizmu in njegove poti sinteze bo na kratko opisana v nadaljevanju:

Sinteza maščobnih kislin

Lipidi so zelo heterogene biomolekule, ki lahko pri oksidaciji proizvedejo veliko količino energije, zlasti molekule triacilglicerola..

Maščobne kisline so arhetipski lipidi. Sestavljeni so iz glave in repa iz ogljikovodikov. Te so lahko nenasičene ali nasičene, odvisno od tega, ali imajo dvojno vez v repu ali ne.

Lipidi so bistveni sestavni del vseh bioloških membran, poleg tega, da sodelujejo kot rezervna snov.

Maščobne kisline se sintetizirajo v citoplazmi celice iz prekurzorske molekule, imenovane malonil-CoA, iz acetil-CoA in bikarbonata. Ta molekula daje tri ogljikove atome za začetek rasti maščobnih kislin.

Po tvorbi malonila se reakcija sinteze nadaljuje v štirih bistvenih korakih:

-Kondenzacija acetil-ACP z malonil-ACP, reakcija, ki proizvaja acetoacetil-ACP in sprosti ogljikov dioksid kot odpadno snov.

-Drugi korak je redukcija acetoacetil-ACP z NADPH na D-3-hidroksibutiril-ACP.

-Nato se pojavi dehidracijska reakcija, ki pretvori prejšnji produkt (D-3-hidroksibutiril-ACP) v krotonil-ACP.

-Končno se krotonil-ACP zmanjša in končni produkt je butiril-ACP.

Sinteza holesterola

Holesterol je sterol s tipičnim jedrom 17 ogljikovih atomov. V fiziologiji ima različne vloge, saj deluje kot predhodnik različnih molekul, kot so žolčne kisline, različni hormoni (vključno s spolom) in je bistven za sintezo vitamina D.

Sinteza poteka v citoplazmi celice, predvsem v celicah jeter. Ta anabolična pot ima tri faze: najprej nastane izoprenska enota, nato pa postopna asimilacija enot, iz katerih izvira skvalen, to se zgodi z lanosterolom in končno se dobi holesterol..

Aktivnost encimov na tej poti regulira predvsem relativni delež hormonov insulin: glukagon. Ker se ta delež povečuje, sorazmerno povečuje aktivnost ceste.

Sinteza nukleotidov

Nukleinske kisline so DNA in RNA, prva vsebuje vse informacije, potrebne za razvoj in vzdrževanje živih organizmov, medtem ko druga dopolnjuje funkcije DNK..

Tako DNA kot RNA sta sestavljena iz dolgih verig polimerov, katerih temeljna enota so nukleotidi. Nukleotidi so sestavljeni iz sladkorja, fosfatne skupine in dušikove baze. Prekurzor purinov in pirimidinov je ribose-5-fosfat.

Purini in pirimidini nastajajo v jetrih iz predhodnih sestavin, kot so ogljikov dioksid, glicin, amoniak,.

Sinteza nukleinske kisline

Da bi izpolnili svojo biološko funkcijo, morajo biti nukleotidi združeni v dolge verige DNA ali RNA. Proces vključuje vrsto encimov, ki katalizirajo reakcije.

Encim, ki je odgovoren za kopiranje DNA, da ustvari več molekul DNA z enakimi zaporedji, je DNA polimeraza. Ta encim ne more začeti sinteze de novo, zato mora sodelovati majhen fragment DNA ali RNA, imenovan primer, ki omogoča tvorbo verige.

Ta dogodek zahteva sodelovanje dodatnih encimov. Helicaza, na primer, pomaga pri odpiranju dvojne vijačnice DNA, tako da lahko polimeraza deluje in topoizomeraza lahko spremeni topologijo DNA, tako da jo zaplete ali raztrga..

Podobno RNA polimeraza sodeluje pri sintezi RNA iz molekule DNA. Za razliko od prejšnjega procesa sinteza RNA ne zahteva prej omenjenega primerja.

Sinteza beljakovin

Sinteza beljakovin je ključni dogodek, so vsi živi organizmi. Proteini izvajajo široko paleto funkcij, kot so transportne snovi ali vloga strukturnih proteinov.

V skladu s centralno "dogmo" biologije, potem ko je DNA kopirana v RNA (kot je opisano v prejšnjem oddelku), je to ribosome pretvorilo v polimer aminokislin. V RNA je vsak triplet (tri nukleotide) interpretiran kot ena od dvajsetih aminokislin.

Sinteza poteka v citoplazmi celice, kjer najdemo ribosome. Postopek poteka v štirih fazah: aktiviranje, iniciacija, raztezek in zaključek.

Aktiviranje je sestavljeno iz vezave določene amino kisline na prenosno RNA, ki ji ustreza. Iniciacija vključuje vezavo ribosoma na 3 'terminalni del sporočilne RNA, ob pomoči "iniciacijskih faktorjev"..

Raztezek vključuje dodajanje aminokislin v skladu s sporočilom RNA. Končno se postopek ustavi s specifičnim zaporedjem v RNA, imenovanem kondicioniranje: UAA, UAG ali UGA.

Sinteza glikogena

Glikogen je molekula, sestavljena iz ponavljajočih se enot glukoze. Deluje kot snov, ki rezervira energijo in je v veliki meri v jetrih in mišicah.

Sintezni način se imenuje glikogengeneza in zahteva sodelovanje encima glikogen sintaze, ATP in UTP. Pot se začne s fosforilacijo glukoze v glukozo-6-fosfat in nato preide v glukozo-1-fosfat. Naslednji korak je dodajanje UDP za pridobivanje UDP-glukoze in anorganskega fosfata.

Molekuli UDP-glukoze dodamo glukozni verigi s pomočjo alfa 1-4 vezi, ki sprosti UDP nukleotid. V primeru, da pride do posledic, se oblikujejo z alfa povezavami 1-6.

Sinteza aminokislin

Aminokisline so enote, ki sestavljajo beljakovine. V naravi je 20 vrst, od katerih ima vsaka edinstvene fizikalne in kemijske lastnosti, ki določajo končne lastnosti beljakovin.

Ni vseh organizmov lahko sintetizira 20 vrst. Na primer, človek lahko samo sintetizira 11, preostalih 9 pa mora biti vključeno v prehrano.

Vsaka amino kislina ima svojo posebno pot. Vendar pa prihajajo iz prekurzorskih molekul, kot so alfa-ketoglutarat, oksaloacetat, 3-fosfoglicerat, piruvat, med drugim..

Regulacija anabolizma

Kot smo že omenili, metabolizem regulirajo snovi, imenovane hormoni, ki jih izločajo specializirana tkiva, ne glede na to, ali so glandularni ali epitelijski. Ti delujejo kot glasniki in njihova kemijska narava je precej heterogena.

Na primer, insulin je hormon, ki ga izloča trebušna slinavka in ima pomemben vpliv na presnovo. Po obrokih z visoko vsebnostjo ogljikovih hidratov deluje insulin kot stimulans anabolnih poti.

Tako je hormon odgovoren za aktiviranje procesov, ki omogočajo sintezo snovi za shranjevanje, kot so maščobe ali glikogen.

Obstajajo obdobja življenja, v katerih prevladujejo anabolični procesi, kot so otroštvo, adolescenca, med nosečnostjo ali med treningom, osredotočenim na rast mišic..

Razlike s katabolizmom

Vsi procesi in kemijske reakcije, ki se odvijajo v našem telesu - predvsem v naših celicah - so globalno znani kot metabolizem. Zaradi te vrste nadzorovanih dogodkov lahko rastemo, razvijamo, razmnožujemo in vzdržujemo telesno toploto.

Sinteza proti degradaciji

Presnova vključuje uporabo biomolekul (beljakovin, ogljikovih hidratov, lipidov ali maščob in nukleinskih kislin) za vzdrževanje vseh bistvenih reakcij živega sistema..

Pridobivanje teh molekul prihaja iz hrane, ki jo dnevno zaužijemo, naša telesa pa jih lahko "razgradijo" v manjše enote med procesom prebave..

Na primer, beljakovine (ki lahko izvirajo npr. Iz mesa ali jajc) so razdeljene na glavne sestavine: aminokisline. Na enak način lahko obdelujemo ogljikove hidrate v manjših enotah sladkorja, običajno v glukozi, ki je v našem telesu eden najbolj uporabljenih ogljikovih hidratov..

Naše telo lahko uporablja te majhne enote - med drugim aminokisline, sladkorje, maščobne kisline - za izgradnjo novih večjih molekul v konfiguraciji, ki jo naše telo potrebuje..

Proces razpadanja in pridobivanja energije se imenuje katabolizem, medtem ko je nastanek novih kompleksnejših molekul anabolizem. Tako so procesi sinteze povezani z anabolizmom in procesi razgradnje s katabolizmom.

Kot mnemonično pravilo lahko uporabimo "c" besede katabolizem in ga povežemo z besedo "cut".

Uporaba energije

Anabolični procesi zahtevajo energijo, medtem ko degradacijski procesi proizvajajo to energijo, večinoma v obliki ATP - znani kot energijska valuta celice..

Ta energija prihaja iz katabolnih procesov. Predstavljajte si, da imamo karto, če imamo vse kartice lepo zložene in jih vrnemo na tla, to počnejo spontano (analogno katabolizmu).

Če pa jih želimo ponovno naročiti, moramo v sistem uporabiti energijo in jih zbrati iz tal (analogno anabolizmu)..

V nekaterih primerih katabolne poti potrebujejo "injekcijo energije" v svojih prvih korakih, da bi dosegli začetek postopka. Na primer, glikoliza ali glikoliza je razgradnja glukoze. Ta pot zahteva uporabo dveh molekul ATP za začetek.

Ravnovesje med anabolizmom in katabolizmom

Za vzdrževanje zdrave in ustrezne presnove je potrebno ravnotežje med procesi anabolizma in katabolizma. Če procesi anabolizma presegajo procese katabolizma, so dogodki sinteze tisti, ki prevladujejo. V nasprotju s tem, ko telo prejema več energije, kot je potrebno, prevladujejo katabolne poti.

Ko se v telesu pojavijo težave v stiski, ga imenujejo bolezni ali podaljšane tešče, se presnova osredotoči na poti degradacije in vstopi v katabolno stanje..

Reference

  1. Chan, Y.K., Ng, K.P., & Sim, D.S.M. (Eds.). (2015). Farmakološka podlaga za akutno nego. Springer International Publishing.
  2. Curtis, H., in Barnes, N.S. (1994). Vabilo na biologijo. Macmillan.
  3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekularna celična biologija. Macmillan.
  4. Ronzio, R. A. (2003). Enciklopedija prehrane in dobrega zdravja. Infobase Publishing.
  5. Voet, D., Voet, J., in Pratt, C.W. (2007). Osnove biokemije: Življenje na molekularni ravni. Ed Panamericana Medical.