Fungsi anabolisme, proses anabolik, perbezaan dengan katabolisme



The anabolisme ia adalah pembahagian metabolisme yang merangkumi tindak balas pembentukan molekul besar dari yang lebih kecil. Untuk reaksi siri ini berlaku, sumber tenaga diperlukan dan secara amnya, ATP (adenosine triphosphate).

Anabolisme, dan metaboliknya, katabolisme, dikelompokkan menjadi siri tindak balas yang disebut laluan metabolik atau laluan yang dirancang dan dikawal oleh hormon terutamanya. Setiap langkah kecil dikawal supaya pemindahan tenaga secara beransur-ansur berlaku.

proses anabolik boleh mengambil unit asas yang terdiri daripada biomolekul - asid amino, asid lemak, nukleotida dan monomer gula - dan menjana sebatian yang lebih rumit seperti protein, lipid, asid nukleik dan karbohidrat sebagai akhir pengeluar tenaga.

Indeks

  • 1 Fungsi
  • 2 Proses anabolik
    • 2.1 Sintesis asid lemak
    • 2.2 Sintesis kolesterol
    • 2.3 sintesis nukleotida
    • 2.4 sintesis asid nukleik
    • 2.5 sintesis Protein
    • 2.6 Glikogen sintesis
    • 2.7 Sintesis asid amino
  • 3 Peraturan anabolisme
  • 4 Perbezaan dengan katabolisme
    • 4.1 Sintesis versus degradasi
    • 4.2 Penggunaan tenaga
    • 4.3 Keseimbangan antara anabolisme dan katabolisme
  • 5 Rujukan

Fungsi

Metabolisme adalah istilah yang merangkumi semua tindak balas kimia yang berlaku di dalam badan. Sel ini menyerupai kilang mikroskopik di mana reaksi sintesis dan degradasi berlaku secara kekal.

Kedua-dua matlamat metabolisme adalah: pertama, menggunakan tenaga kimia yang disimpan dalam makanan, dan kedua, untuk menggantikan struktur atau bahan yang tidak lagi berfungsi di dalam badan. Peristiwa-peristiwa ini berlaku mengikut keperluan spesifik setiap organisme dan diarahkan oleh utusan kimia yang dipanggil hormon.

Tenaga terutamanya dari lemak dan karbohidrat yang kita makan dalam makanan. Sekiranya terdapat kekurangan, tubuh boleh menggunakan protein untuk mengimbangi kekurangannya.

Begitu juga, proses regenerasi berkait rapat dengan anabolisme. Penjanaan semula tisu adalah keadaan sine qua non untuk menjaga organisma yang sihat dan berfungsi dengan baik. Anabolisme bertanggungjawab untuk menghasilkan semua sebatian selular yang menjadikannya berjalan.

Terdapat keseimbangan dalam sel antara proses metabolik. Molekul besar boleh direndahkan kepada komponen yang lebih kecil oleh reaksi katabolik dan proses bertentangan - dari kecil ke besar - boleh terjadi dengan anabolisme.

Proses anabolik

Anabolisme termasuk, secara amnya, semua tindak balas dimangkinkan oleh enzim (molekul kecil yang mempercepatkan protin beberapa arahan magnitud kelajuan tindak balas kimia) yang bertanggungjawab dalam "pembinaan" atau sintesis komponen sel.

Visi umum laluan anabolik termasuk langkah-langkah berikut: molekul mudah yang berpartisipasi sebagai perantara dalam kitaran Krebs adalah asid amino atau berubah menjadi bahan kimia menjadi asam amino. Kemudian ini dipasang pada molekul yang lebih kompleks.

Proses-proses ini memerlukan tenaga kimia, yang berasal dari katabolisme. Antara proses anabolik yang paling penting diserlahkan: sintesis asid lemak, sintesis kolesterol, sintesis asid nukleik (DNA dan RNA), sintesis protein, sintesis glikogen dan asid amino sintesis.

Peranan molekul ini dalam organisma dan laluan sintesisnya akan diterangkan secara ringkas di bawah:

Sintesis asid lemak

Lipid adalah biomolekul yang sangat heterogen yang mampu menjana sejumlah besar tenaga apabila ia teroksidasi, terutamanya molekul triacylgliserol.

Asid lemak adalah lipid arketik. Mereka terdiri daripada kepala dan ekor yang terbentuk daripada hidrokarbon. Ini boleh tak tepu atau tepu, bergantung kepada sama ada atau tidak mereka mempunyai ikatan berganda di ekor atau tidak.

Lipid adalah komponen penting bagi semua membran biologi, sebagai tambahan untuk mengambil bahagian sebagai bahan rizab.

Asid lemak disintesis dalam sitoplasma sel dari molekul prekursor yang dikenali sebagai malonol-CoA, dari asetil-CoA dan bikarbonat. Molekul ini menyumbangkan tiga atom karbon untuk memulakan pertumbuhan asid lemak.

Selepas pembentukan malonil, tindak balas sintesis berterusan dalam empat langkah penting:

-Pemeluwapan asetil-ACP dengan malonl-ACP, tindak balas yang menghasilkan acetoacetyl-ACP dan melepaskan karbon dioksida sebagai bahan buangan.

-Langkah kedua adalah pengurangan acetoacetyl-ACP, oleh NADPH kepada D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-Selepas itu tindak balas dehidrasi berlaku yang menukarkan produk terdahulu (D-3-hydroxybutyryl-ACP) kepada crotonil-ACP.

-Akhirnya, crotonil-ACP dikurangkan dan produk akhir adalah butiryl-ACP.

Sintesis kolesterol

Kolesterol adalah sterol dengan teras 17 karbon yang tipikal. Ia mempunyai peranan yang berbeza dalam fisiologi, kerana ia bertindak sebagai pendahulu kepada pelbagai molekul seperti asid hempedu, hormon yang berbeza (termasuk seks) dan penting untuk sintesis vitamin D.

Sintesis berlaku dalam sitoplasma sel, terutamanya dalam sel-sel hati. Laluan anabolik ini mempunyai tiga fasa: pertama unit isoprena terbentuk, maka asimilasi progresif unit-unit yang berasal dari squalene, ini terjadi pada lanosterol dan akhirnya kolesterol diperoleh.

Aktiviti enzim dalam laluan ini dikawal terutamanya oleh kadar relatif hormon insulin: glukagon. Oleh kerana kadar ini meningkat, secara proporsional meningkatkan aktiviti jalan raya.

Sintesis nukleotida

Asid nukleat adalah DNA dan RNA, yang pertama mengandungi semua maklumat yang diperlukan untuk pembangunan dan penyelenggaraan organisma hidup manakala yang kedua melengkapi fungsi DNA.

Kedua-dua DNA dan RNA terdiri daripada rangkaian panjang polimer yang unit asasnya adalah nukleotida. Nukleotida, pada gilirannya, terdiri daripada gula, kumpulan fosfat dan asas nitrogenous. Prekursor purin dan pirimidina adalah ribosa-5-fosfat.

Purines dan pyrimidines dihasilkan di hati dari prekursor seperti karbon dioksida, glisin, ammonia, antara lain.

Sintesis asid nukleik

Nukleotida mesti disertakan dalam DNA DNA atau RNA yang panjang untuk memenuhi fungsi biologi mereka. Proses ini melibatkan satu siri enzim yang memangkinkan tindak balas.

Enzim yang bertanggungjawab untuk menyalin DNA untuk menjana lebih banyak molekul DNA dengan urutan yang serupa adalah polimerase DNA. Enzim ini tidak dapat memulakan sintesis de novo, oleh itu serpihan kecil DNA atau RNA disebut sebagai buku primer yang membolehkan pembentukan rantai itu mesti berpartisipasi.

Acara ini memerlukan penyertaan enzim tambahan. Helicase, sebagai contoh, membantu untuk membuka double polymerase helix DNA yang boleh bertindak dan topoisomerase mampu mengubah topologi DNA, sama ada enmeshing atau desenredándolo.

Begitu juga, polimerase RNA mengambil bahagian dalam sintesis RNA daripada molekul DNA. Tidak seperti proses terdahulu, sintesis RNA tidak memerlukan buku primer yang disebutkan di atas.

Sintesis protein

Sintesis protein adalah peristiwa yang penting adalah semua organisma hidup. Protein menjalankan pelbagai fungsi, seperti mengangkut bahan atau membuat peranan protein struktur.

Menurut biologi "dogma" tumbuhan, selepas DNA disalin ke dalam utusan RNA (seperti yang diterangkan dalam bahagian sebelum ini), ini pula diterjemahkan oleh ribosom ke dalam polimer asid amino. Dalam RNA, setiap triplet (tiga nukleotida) ditafsirkan sebagai salah satu daripada dua puluh asid amino.

Sintesis berlaku dalam sitoplasma sel, di mana ribosom dijumpai. Proses ini berlaku dalam empat fasa: pengaktifan, permulaan, pemanjangan dan penamatan.

Pengaktifan terdiri daripada pengikatan asid amino tertentu kepada RNA pemindahan yang sesuai dengannya. Inisiasi ini melibatkan pengikat ribosom kepada bahagian terminal '3 dari RNA utusan, dibantu oleh "faktor permulaan".

Elongation melibatkan penambahan asid amino mengikut mesej RNA. Akhirnya, proses itu berhenti dengan urutan spesifik dalam RNA messenger, yang dipanggil kondom penamatan: UAA, UAG, atau UGA.

Sintesis glikogen

Glikogen adalah molekul yang terdiri daripada unit glukosa berulang. Ia berfungsi sebagai bahan simpanan tenaga dan sebahagian besarnya terdapat dalam hati dan otot.

Laluan sintesis dipanggil glycogengenesis dan memerlukan penyertaan enzim glikogen sintetik, ATP dan UTP. Jalur ini bermula dengan fosforilasi glukosa ke glukosa-6-fosfat dan kemudian disalurkan kepada glukosa-1-fosfat. Langkah seterusnya melibatkan penambahan UDP untuk menghasilkan fosfat UDP-glukosa dan tak organik.

Molekul UDP-glukosa ditambah kepada rantai glukosa melalui ikatan alpha 1-4, melepaskan nukleotida UDP. Sekiranya berlaku kecacatan, ia dibentuk oleh pautan alpha 1-6.

Sintesis asid amino

Asid amino adalah unit yang membentuk protein. Secara semula jadi terdapat 20 jenis, masing-masing dengan sifat fizikal dan kimia unik yang menentukan ciri-ciri akhir protein.

Tidak semua organisma boleh mensintesis 20 jenis. Sebagai contoh, manusia hanya boleh mensintesis 11, baki 9 mesti dimasukkan ke dalam diet.

Setiap asid amino mempunyai laluan tertentu. Walau bagaimanapun, mereka berasal dari molekul prekursor seperti alpha-ketoglutarate, oxaloacetate, 3-phosphoglycerate, piruvat, antara lain..

Peraturan anabolisme

Seperti yang disebutkan sebelumnya, metabolisme dikawal selia oleh bahan-bahan yang dipanggil hormon, disembuhkan oleh tisu khusus sama ada kelenjar atau epitel. Kerja-kerja ini sebagai rasul dan sifat kimia mereka adalah agak heterogen.

Sebagai contoh, insulin adalah hormon yang dirembes oleh pankreas dan mempunyai kesan penting pada metabolisme. Selepas makan tinggi karbohidrat, insulin berfungsi sebagai perangsang laluan anabolik.

Oleh itu, hormon bertanggungjawab untuk mengaktifkan proses yang membolehkan sintesis bahan simpanan seperti lemak atau sebagai glikogen.

Terdapat tempoh kehidupan di mana proses anabolik adalah utama, seperti zaman kanak-kanak, remaja, semasa mengandung atau semasa latihan memberi tumpuan kepada pertumbuhan otot.

Perbezaan dengan katabolisme

Semua proses dan tindak balas kimia yang berlaku di dalam badan kita - khususnya di dalam sel-sel kita - dikenali secara global sebagai metabolisme. Kita boleh membesar, membangun, menghasilkan semula dan mengekalkan haba badan berkat siri peristiwa yang sangat terkawal ini.

Sintesis berbanding degradasi

Metabolisme melibatkan penggunaan biomolekul (protein, karbohidrat, lipid atau lemak dan asid nukleik) untuk mengekalkan semua tindak balas penting sistem hidup.

Mendapatkan molekul ini berasal dari makanan yang kita makan setiap hari dan tubuh kita dapat "hancur" mereka ke dalam unit yang lebih kecil semasa proses penghadaman.

Sebagai contoh, protein (yang mungkin berasal dari daging atau telur, sebagai contoh) dipecahkan kepada komponen utama mereka: asid amino. Dengan cara yang sama, kita boleh memproses karbohidrat dalam unit gula yang lebih kecil, biasanya dalam glukosa, salah satu karbohidrat yang paling banyak digunakan oleh badan kita.

Badan kita mampu menggunakan unit kecil ini - asid amino, gula, asid lemak, antara lain - untuk membina molekul baru yang lebih besar dalam konfigurasi keperluan badan kita..

Proses perpecahan dan mendapatkan tenaga dipanggil katabolisme, sementara pembentukan molekul baru yang lebih kompleks adalah anabolisme. Oleh itu, proses sintesis dikaitkan dengan anabolisme dan degradasi dengan katabolisme.

Sebagai peraturan mnemonik kita boleh menggunakan "c" perkataan katabolisme dan mengaitkannya dengan perkataan "cut".

Penggunaan tenaga

Proses anabolik memerlukan tenaga, manakala proses degradasi menghasilkan tenaga ini, terutamanya dalam bentuk ATP - dikenali sebagai mata wang tenaga sel.

Tenaga ini berasal dari proses katabolik. Bayangkan kita mempunyai dek kad, jika kita mempunyai semua kad yang disusun dengan kemas dan kita membuangnya ke tanah yang mereka lakukan secara spontan (sama dengan katabolisme).

Walau bagaimanapun, sekiranya kita ingin memerintahkan mereka sekali lagi kita mesti menggunakan tenaga untuk sistem dan mengumpulnya dari tanah (sama dengan anabolisme).

Dalam beberapa kes laluan katabolik memerlukan "suntikan tenaga" dalam langkah pertama mereka untuk mencapai permulaan proses. Contohnya, glikolisis atau glikolisis ialah penurunan glukosa. Laluan ini memerlukan penggunaan dua molekul ATP untuk bermula.

Keseimbangan antara anabolisme dan katabolisme

Untuk mengekalkan metabolisme yang sihat dan mencukupi, perlu ada keseimbangan antara proses anabolisme dan katabolisme. Sekiranya proses anabolisme melepasi katabolisme, peristiwa sintesis adalah yang berlaku. Sebaliknya, apabila badan menerima lebih banyak tenaga daripada yang diperlukan, laluan katabolik mendominasi.

Apabila badan mengalami keadaan-keadaan kesulitan, memanggilnya penyakit atau tempoh berpuasa yang berpanjangan, metabolisme menumpukan pada laluan degradasi dan memasuki keadaan katabolik.

Rujukan

  1. Chan, Y. K., Ng, K. P., & Sim, D. S. M. (Eds.). (2015). Asas Farmakologi Penjagaan Akut. Springer International Publishing.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Jemputan kepada biologi. Macmillan.
  3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel molekul. Macmillan.
  4. Ronzio, R. A. (2003). Ensiklopedia pemakanan dan kesihatan yang baik. Infobase Publishing.
  5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C. W. (2007). Asas-Asas Biokimia: Kehidupan di peringkat molekul. Ed. Panamericana Medical.