Anabolian toiminnot, anaboliset prosessit, erot katabolismiin



anaboliaa se on aineenvaihduntaa, joka sisältää reaktiot suurten molekyylien muodostumisesta pienemmistä molekyyleistä. Jotta tämä reaktiosarja esiintyy, tarvitaan energialähde, ja yleensä se on ATP (adenosiinitrifosfaatti).

Anabolia ja sen aineenvaihdunta käänteinen, katabolia on ryhmitelty useisiin reaktioihin, joita kutsutaan aineenvaihdunnan reiteiksi tai reiteiksi, joita hormonit pääasiassa ohjaavat ja säätelevät. Jokainen pieni vaihe hallitaan siten, että energia siirtyy asteittain.

Anaboliset prosessit voivat ottaa biomolekyylejä muodostavat perusyksiköt - aminohapot, rasvahapot, nukleotidit ja sokerimonomeerit - ja tuottaa monimutkaisempia yhdisteitä, kuten proteiineja, lipidejä, nukleiinihappoja ja hiilihydraatteja lopullisena energiantuottajana..

indeksi

  • 1 Toiminnot
  • 2 Anaboliset prosessit
    • 2.1 Rasvahappojen synteesi
    • 2.2 Kolesterolin synteesi
    • 2.3 Nukleotidisynteesi
    • 2.4 Nukleiinihapposynteesi
    • 2.5 Proteiinisynteesi
    • 2.6 Glykogeenisynteesi
    • 2.7 Aminohappojen synteesi
  • 3 Anabolian säätely
  • 4 Katabolian erot
    • 4.1 Synteesi ja hajoaminen
    • 4.2 Energian käyttö
    • 4.3 Anabolian ja katabolian välinen tasapaino
  • 5 Viitteet

tehtävät

Metabolia on termi, joka kattaa kaikki kehossa esiintyvät kemialliset reaktiot. Solu muistuttaa mikroskooppista tehdasta, jossa synteesi- ja hajoamisreaktioita tapahtuu pysyvästi.

Metabolian kaksi tavoitetta ovat: ensinnäkin käyttää elintarvikkeeseen varastoitua kemiallista energiaa ja toiseksi korvata rakenteita tai aineita, jotka eivät enää toimi kehossa. Nämä tapahtumat tapahtuvat kunkin organismin erityistarpeiden mukaan ja niitä ohjaavat kemialliset sanansaattajat, joita kutsutaan hormoneiksi.

Energia tulee pääasiassa rasvoista ja hiilihydraateista, joita kulutamme elintarvikkeissa. Jos on puute, keho voi käyttää proteiineja korvaamaan puutteen.

Samoin regenerointiprosessit liittyvät läheisesti anaboliaan. Kudosten regenerointi on edellytys sine qua non pitää terve organismi ja toimia kunnolla. Anabolia on vastuussa kaikkien solun yhdisteiden tuottamisesta, jotka pitävät niitä käynnissä.

Solussa on herkkä tasapaino metabolisten prosessien välillä. Suuret molekyylit voivat hajota pienemmiksi komponenteiksi katabolisilla reaktioilla ja vastakkainen prosessi - pienistä suuriin - voi tapahtua anabolian avulla..

Anaboliset prosessit

Anabolia sisältää yleisesti kaikki reaktiot, joita entsyymit katalysoivat (pienet proteiinimolekyylit, jotka nopeuttavat kemiallisten reaktioiden nopeutta usealla suuruusluokalla), jotka ovat vastuussa solukomponenttien "rakentamisesta" tai synteesistä..

Anabolisten reittien yleinen visio sisältää seuraavat vaiheet: yksinkertaiset molekyylit, jotka osallistuvat välittäjinä Krebs-sykliin, ovat aminohappoja tai kemiallisesti transformoituneet aminohappoiksi. Myöhemmin ne kootaan monimutkaisempiin molekyyleihin.

Nämä prosessit vaativat kemiallista energiaa, joka tulee katabolismista. Tärkeimpiä anabolisia prosesseja ovat: rasvahappojen synteesi, kolesterolin synteesi, nukleiinihapposynteesi (DNA ja RNA), proteiinisynteesi, glykogeenisynteesi ja aminohapposynteesi.

Näiden molekyylien roolia organismissa ja sen synteesireiteistä kuvataan lyhyesti seuraavassa:

Rasvahappojen synteesi

Lipidit ovat hyvin heterogeenisiä biomolekyylejä, jotka kykenevät tuottamaan suuren määrän energiaa, kun ne hapetetaan, erityisesti triasyyliglyserolimolekyylit.

Rasvahapot ovat arhetyyppisiä lipidejä. Ne koostuvat hiilestä ja hiilestä muodostuvasta hännästä. Nämä voivat olla tyydyttymättömiä tai tyydyttyneitä riippuen siitä, onko niissä kaksoissidoksia hännässä.

Lipidit ovat kaikkien biologisten kalvojen olennaisia ​​komponentteja, ja ne ovat osallistumisena varantoaineena.

Rasvahapot syntetisoidaan solun sytoplasmaan malonyyli-CoA: sta, esiastemolekyylistä, asetyyli-CoA: sta ja bikarbonaatista. Tämä molekyyli lahjoittaa kolme hiiliatomia rasvahapon kasvun aloittamiseksi.

Maloniilin muodostumisen jälkeen synteesireaktio jatkuu neljässä keskeisessä vaiheessa:

-Asetyyli-AKT: n kondensoituminen malonyyli-ACP: n kanssa, joka tuottaa asetoasetyyli-AKT: tä ja vapauttaa hiilidioksidia jätemateriaalina.

-Toinen vaihe on asetoasetyyli-AKT: n pelkistäminen NADPH: lla D-3-hydroksibutyryyli-ACP: ksi.

-Sen jälkeen tapahtuu dehydraatioreaktio, joka muuntaa edellisen tuotteen (D-3-hydroksibutyryyli-ACP) krotonil-AKT: ksi.

-Lopuksi crotonil-ACP vähenee ja lopputuote on butiryyli-ACP.

Kolesterolin synteesi

Kolesteroli on steroli, jonka tyypillinen ydin on 17 hiiltä. Sillä on erilaisia ​​rooleja fysiologiassa, koska se toimii useiden eri molekyylien, kuten sappihappojen, eri hormonien (mukaan lukien sukupuoli) esiasteena ja on välttämätön D-vitamiinin synteesille..

Synteesi tapahtuu solun sytoplasmassa, pääasiassa maksan soluissa. Tällä anabolisella reitillä on kolme vaihetta: ensin muodostuu isopreeniyksikkö, minkä jälkeen yksiköiden asteittainen assimilaatio skvaleenin alkamiseksi tapahtuu lanosterolin kanssa ja lopulta kolesteroli saadaan.

Entsyymien aktiivisuutta tässä reitissä säätelevät pääasiassa hormonien insuliinin: glukagonin suhteellinen osuus. Koska tämä osuus kasvaa, se lisää suhteellisesti tien toimintaa.

Nukleotidisynteesi

Nukleiinihapot ovat DNA ja RNA, joista ensimmäinen sisältää kaikki elävien organismien kehittämiseen ja ylläpitoon tarvittavat tiedot, kun taas toinen täydentää DNA: n toimintoja..

Sekä DNA että RNA muodostuvat pitkistä ketjuista polymeereistä, joiden perusyksikkö on nukleotidit. Nukleotidit puolestaan ​​koostuvat sokerista, fosfaattiryhmästä ja typpipohjaisesta emäksestä. Puriinien ja pyrimidiinien esiaste on riboosi-5-fosfaatti.

Puriinit ja pyrimidiinit tuotetaan maksassa muun muassa hiilidioksidista, glysiinistä, ammoniakista, esiasteista..

Nukleiinihapposynteesi

Nukleotidit täytyy liittää pitkiä DNA- tai RNA-säikeitä niiden biologisen toiminnan täyttämiseksi. Prosessiin kuuluu joukko entsyymejä, jotka katalysoivat reaktioita.

DNA: n kopioinnista vastaava entsyymi, joka tuottaa enemmän DNA-molekyylejä identtisillä sekvensseillä, on DNA-polymeraasi. Tämä entsyymi ei voi aloittaa synteesiä de novo, sen vuoksi on osallistuttava pieneen DNA- tai RNA-fragmenttiin, jota kutsutaan alukkeeksi, joka mahdollistaa ketjun muodostumisen.

Tämä tapahtuma edellyttää lisäentsyymien osallistumista. Esimerkiksi helikaasi auttaa avaamaan DNA: n kaksoiskierukan siten, että polymeraasi voi toimia ja topoisomeraasi pystyy muuntamaan DNA-topologiaa joko sitomalla tai purkaamalla sen..

Vastaavasti RNA-polymeraasi osallistuu RNA: n synteesiin DNA-molekyylistä. Toisin kuin edellisessä prosessissa, RNA-synteesi ei vaadi edellä mainittua aluketta.

Proteiinisynteesi

Proteiinisynteesi on ratkaiseva tapahtuma, joka on kaikki elävät organismit. Proteiinit suorittavat monenlaisia ​​toimintoja, kuten aineiden kuljetusta tai rakenneproteiinien roolia.

Biologian keskeisen "dogman" mukaan sen jälkeen, kun DNA on kopioitu messenger-RNA: han (kuten on kuvattu edellisessä osassa), ribosomit kääntävät sen puolestaan ​​aminohappojen polymeeriksi. RNA: ssa kukin tripletti (kolme nukleotidia) tulkitaan yhdeksi 20 aminohaposta.

Synteesi tapahtuu solun sytoplasmassa, jossa esiintyy ribosomeja. Prosessi tapahtuu neljässä vaiheessa: aktivointi, aloittaminen, pidentyminen ja päättyminen.

Aktivointi koostuu tietyn aminohapon sitoutumisesta siihen vastaavaan siirto-RNA: han. Aloitus käsittää ribosomin sitoutumisen messenger-RNA: n 3'-pääteosaan, jota avustavat "aloituskertoimet".

Pidennys käsittää aminohappojen lisäämisen RNA-sanoman mukaisesti. Lopuksi prosessi pysähtyy spesifisellä sekvenssillä messenger-RNA: ssa, jota kutsutaan terminaalisiksi kondomeiksi: UAA, UAG tai UGA.

Glykogeenisynteesi

Glykogeeni on molekyyli, joka koostuu toistuvista glukoosiyksiköistä. Se toimii energian varantoaineena ja on suurelta osin runsaasti maksassa ja lihaksessa.

Synteesireittiä kutsutaan glykogengeneesiksi ja se edellyttää glykogeenisyntaasin, ATP: n ja UTP: n osallistumista. Reitti alkaa glukoosin fosforylaatiosta glukoosi-6-fosfaatiksi ja siirtyy sitten glukoosi-1-fosfaattiin. Seuraava vaihe sisältää UDP: n lisäämisen UDP-glukoosin ja epäorgaanisen fosfaatin saamiseksi.

UDP-glukoosimolekyyli lisätään glukoosiketjuun alfa-4-sidoksen avulla, joka vapauttaa UDP-nukleotidin. Jos seurauksia ilmenee, ne muodostetaan alfa-linkeillä 1-6.

Aminohappojen synteesi

Aminohapot ovat yksiköitä, jotka muodostavat proteiineja. Luonnossa on 20 tyyppiä, joista jokaisella on ainutlaatuiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, jotka määrittävät proteiinin lopulliset ominaisuudet.

Kaikki organismit eivät voi syntetisoida 20 lajia. Esimerkiksi ihminen voi syntetisoida vain 11, loput 9 on sisällytettävä ruokavalioon.

Jokaisella aminohapolla on oma reitti. Ne tulevat kuitenkin muun muassa prekursorimolekyyleistä, kuten alfa-ketoglutaraatista, oksaloasetaatista, 3-fosfoglyseraatista, pyruvaatista..

Anabolian säätely

Kuten edellä mainittiin, aineenvaihduntaa säätelevät hormonit, joita erittävät erityiset kudokset, riippumatta siitä, ovatko ne rauhas- tai epiteelisolut. Nämä työt lähettiläinä ja niiden kemiallinen luonne ovat varsin heterogeeniset.

Esimerkiksi insuliini on haima erittyvä hormoni, jolla on merkittävä vaikutus aineenvaihduntaan. Suurten hiilihydraattien aterian jälkeen insuliini toimii anabolisten reittien stimuloivana aineena.

Siten hormoni on vastuussa prosessien aktivoinnista, jotka mahdollistavat varastointiaineiden, kuten rasvojen tai glykogeenin synteesin.

On elinkaaret, joissa anaboliset prosessit ovat vallitsevia, kuten lapsuus, nuoruus, raskauden aikana tai lihasten kasvuun keskittyvän koulutuksen aikana..

Katabolian erot

Kaikki kehomme sisäiset prosessit ja kemialliset reaktiot, erityisesti solujen sisällä, tunnetaan maailmanlaajuisesti aineenvaihdunnaksi. Voimme kasvaa, kehittää, jäljentää ja ylläpitää kehon lämpöä tämän erittäin kontrolloitujen tapahtumien ansiosta.

Synteesi ja hajoaminen

Metabolia edellyttää biomolekyylien (proteiinien, hiilihydraattien, lipidien tai rasvojen ja nukleiinihappojen) käyttöä elävän järjestelmän kaikkien olennaisten reaktioiden ylläpitämiseksi.

Näiden molekyylien saaminen tapahtuu päivittäin kuluttavasta ruoasta ja kehomme pystyvät "hajottamaan" pienemmiksi yksiköiksi ruoansulatuksen aikana..

Esimerkiksi proteiinit (jotka voivat olla peräisin esimerkiksi lihasta tai munista) ovat fragmentoituneet niiden pääkomponentteihin: aminohappoihin. Samoin voimme käsitellä hiilihydraatteja pienemmissä sokeripitoisissa yksiköissä, yleensä glukoosissa, joka on yksi kehossamme käytetyistä hiilihydraateista..

Kehomme pystyy käyttämään näitä pieniä yksiköitä - aminohappoja, sokereita, rasvahappoja - muun muassa rakentamaan uusia suurempia molekyylejä kehomme tarpeisiin..

Hajoamisen ja energian saamisen prosessia kutsutaan katabolismiksi, kun taas uusien monimutkaisempien molekyylien muodostuminen on anaboliaa. Siten synteesimenetelmät liittyvät anaboliaan ja katabolian hajoamiseen.

Mnemonismina voidaan käyttää sana "katabolia" ja liittää se sanaan "leikattu".

Energian käyttö

Anaboliset prosessit vaativat energiaa, kun taas hajoamisprosessit tuottavat tätä energiaa lähinnä ATP: n muodossa, joka tunnetaan solun energiavaluuttana..

Tämä energia on peräisin katabolisista prosesseista. Kuvittele, että meillä on korttipaketti, jos meillä on kaikki kortit pinottuina siististi ja heitämme ne maahan, jonka he tekevät sen spontaanisti (analoginen katabolismiin).

Jos kuitenkin haluamme tilata ne uudelleen, meidän on sovellettava energiaa järjestelmään ja kerättävä ne maasta (analoginen anabolismiin).

Joissakin tapauksissa kataboliset reitit tarvitsevat "energian ruiskutuksen" ensimmäisissä vaiheissaan prosessin aloittamisen saavuttamiseksi. Esimerkiksi glykolyysi tai glykolyysi on glukoosin hajoaminen. Tämä reitti vaatii kahden ATP-molekyylin käytön aloittamista.

Anabolian ja katabolian välinen tasapaino

Terveellisen ja riittävän aineenvaihdunnan ylläpitämiseksi on tarpeen saada aikaan tasapaino anabolian ja katabolian prosessien välillä. Jos anabolian prosessit ylittävät katabolian prosessit, synteesitapahtumat ovat vallitsevia. Sitä vastoin kun keho saa enemmän energiaa kuin on tarpeen, kataboliset reitit ovat vallitsevia.

Kun elimistö kokee tilanteita, joissa esiintyy vastoinkäymisiä, kutsutaan sitä sairauksiksi tai pitkittyneiksi paastoiksi, aineenvaihdunta keskittyy hajoamisreitteihin ja menee kataboliseen tilaan.

viittaukset

  1. Chan, Y. K., Ng, K. P. & Sim, D. S. M. (toim.). (2015). Akuutin hoidon farmakologiset perusteet. Springer International Publishing.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
  3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekyylisolubiologia. Macmillan.
  4. Ronzio, R. A. (2003). Ravinnon ja hyvän terveyden tietosanakirja. Infobase-julkaisu.
  5. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. W. (2007). Biokemian perusteet: Elämä molekyylitasolla. Ed. Panamericana Medical.