פונקציות אנאבוליזם, תהליכים אנבוליים, הבדלים עם catabolism

ה אנאבוליזם זוהי חלוקה של מטבוליזם הכולל תגובות של היווצרות של מולקולות גדולות מאלה הקטנות. עבור סדרה זו של תגובות להתרחש, מקור האנרגיה הוא הכרחי, בדרך כלל, הוא ה- ATP (טריפוספט אדנוזין).

Anabolism, ואת metabolic ההופך, catabolism, מקובצים לתוך סדרה של התגובות שנקרא מסלולים מטבוליים או מסלולים מתוזמר ו regulated על ידי הורמונים בעיקר. כל צעד קטן נשלט כך העברת הדרגתית של אנרגיה מתרחשת.

תהליכים אנאבוליים יכולים לקחת יחידות בסיסיות מרכיבות biomolecules - חומצות אמינו, חומצות שומן, נוקלאוטידים ו מונומרים סוכר - וליצור תרכובות מסובכות יותר כגון חלבונים, שומנים, חומצות גרעין וסוכרים כמו סוף מפיק אנרגיה.

אינדקס

• 1 פונקציות
• תהליכים אנבוליים
  • 2.1 סינתזה של חומצות שומן
  • 2.2 סינתזה של כולסטרול
  • 2.3 סינתזת נוקליאוטידים
  • 2.4 סינתזה של חומצת גרעין
  • 2.5 סינתזת חלבון
  • 2.6 סינתזת גליקוגן
  • 2.7 סינתזה של חומצות אמינו
• 3 רגולציה של אנאבוליזם
• 4 הבדלים עם קטבוליזם
  • 4.1 סינתזה לעומת השפלה
  • 4.2 שימוש באנרגיה
  • 4.3 איזון בין אנאבוליזם לקטבוליזם
• 5 הפניות

פונקציות

מטבוליזם הוא מונח שמקיף את כל התגובות הכימיות המתרחשות בתוך הגוף. התא דומה למפעל מיקרוסקופי שבו מתרחשות סינתזה ותגובות השפלה לצמיתות.

שתי המטרות של מטבוליזם הן: ראשית, להשתמש באנרגיה הכימית המאוחסנת במזון, ושנית, להחליף את המבנים או חומרים שאינם פועלים עוד בגוף. אירועים אלה מתרחשים על פי הצרכים הספציפיים של כל אורגניזם והם מכוונים על ידי שליחים כימיים הנקראים הורמונים.

האנרגיה באה בעיקר מהשומנים והפחמימות שאנו צורכים במזון. במקרה שיש מחסור, הגוף יכול להשתמש חלבונים כדי לפצות על חוסר.

כמו כן, תהליכי התחדשות קשורים קשר הדוק לאנאבוליות. התחדשות הרקמות היא תנאי סינוס קואה כדי לשמור על אורגניזם בריא ולעבוד כראוי. Anabolism אחראי על ייצור כל התרכובות הסלולר לשמור אותם פועל.

יש איזון עדין בתא בין תהליכים מטבוליים. מולקולות גדולות יכול להיות מושפל המרכיבים הקטנים שלהם על ידי תגובות קטבוליות ואת התהליך ההפוך - מ קטן עד גדול - יכול להתרחש על ידי anabolism.

תהליכים אנבוליים

אנאבוליזם כולל, בדרך כלל, כל התגובות מזורזת על ידי אנזימים (מולקולות קטנות להאיץ צווי מספר חלבוניים גודל המהירות של תגובות כימיות) אחראי "בנייה" או סינתזה של מרכיבים תאיים.

החזון הכללי של הנתיבים האנאבוליים כולל את השלבים הבאים: המולקולות הפשוטות המשתתפות כמתווכות במחזור קרבס הן חומצות אמינו או הופכות כימית לחומצות אמינו. מאוחר יותר הם מורכבים במולקולות מורכבות יותר.

תהליכים אלה דורשים אנרגיה כימית, שמקורם בקטבוליזם. בין התהליכים האנאבוליים החשובים מודגש: סינתזה של חומצות שומן, סינתזה של כולסטרול, סינתזה של חומצות גרעין (DNA ו- RNA), סינתזת חלבונים, סינתזת הגליקוגן וסינתזה של חומצות אמיניות.

תפקידם של מולקולות אלו באורגניזם ובנתיבי הסינתזה שלו יתואר בקצרה להלן:

סינתזה של חומצות שומן

שומנים הם biomolecules הטרוגנית מאוד מסוגל לייצר כמות גדולה של אנרגיה כאשר הם מחומצן, במיוחד מולקולות triacylglycerol.

חומצות השומן הן השומנים הארכיטיפיים. הם מורכבים ראש וזנב של פחמימנים. אלה יכולים להיות לא רוויות או רווי, תלוי אם יש להם קשרים כפולים בזנב.

ליפידים הם המרכיבים החיוניים של כל הקרומים הביולוגיים, בנוסף להשתתפות כחומר מילואים.

חומצות שומן מסונתזים בציטופלסמה של התא ממולקולה מבשר הנקראת malonyl-CoA, מאסטיל- COA ו bicarbonate. מולקולה זו תורמת שלושה אטומי פחמן כדי להתחיל את הצמיחה של חומצת שומן.

לאחר היווצרות המלוניל, תגובת הסינתזה נמשכת בארבעה שלבים חיוניים:

-עיבוי של acetyl-ACP עם malonyl-ACP, תגובה המייצרת acetoacetyl-ACP ומשחרר פחמן דו חמצני כחומר פסולת.

-הצעד השני הוא הפחתת ac acacacetyl-ACP, על ידי NADPH ל D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-לאחר מכן מתרחשת תגובה dehydration הממיר את המוצר הקודם (D-3-hydroxybutyryl-ACP) כדי crotonil-ACP.

-לבסוף, crotonil-ACP מצטמצם המוצר הסופי הוא butiryl-ACP.

סינתזה של כולסטרול

כולסטרול הוא סטראול עם ליבה טיפוסי של 17 פחמן פחמן. יש לו תפקידים שונים בפיזיולוגיה, שכן הוא פועל כמבשר למגוון של מולקולות כגון חומצות מרה, הורמונים שונים (כולל מין) והוא חיוני לסינתזה של ויטמין D.

סינתזה מתרחשת בציטופלסמה של התא, בעיקר בתאי הכבד. יש מסלול אנבוליים זה שלושה שלבים: יחידת isoprene ראשון נוצרה, אזי ההתבוללות המתקדמת מתרחשת יחידות לגרום הסקוואלין, lanosterol זה עובר ולבסוף כולסטרול מתקבל.

הפעילות של האנזימים במסלול זה מוסדרת בעיקר על ידי היחס היחסי של אינסולין ההורמונים: גלוקגון. ככל ששיעור זה גדל, מגדיל באופן פרופורציונלי את פעילות הכביש.

סינתזת נוקליאוטידים

חומצות גרעין הן DNA ו- RNA, הראשון מכיל את כל המידע הדרוש לפיתוח ותחזוקה של אורגניזמים חיים בעוד השני משלים את הפונקציות של DNA.

הן DNA ו- RNA מורכבים מרשתות ארוכות של פולימרים שהיחידה הבסיסית שלהם נוקליאוטידים. הנוקליאוטידים, בתורם, מורכבים מסוכר, מקבוצת פוספט ובבסיס חנקני. מבשר של purines ו pyrimidines הוא ribose-5-phosphate.

Purines ו pyrimidines מיוצרים בכבד מבשרי כגון פחמן דו חמצני, גליצין, אמוניה, בין היתר.

חומצת גרעין סינתזה

נוקליאוטידים חייבים להיות מחוברים בגדילים ארוכים של דנ"א או רנ"א כדי למלא את התפקוד הביולוגי שלהם. התהליך כולל סדרה של אנזימים המזרזים את התגובות.

האנזים האחראי להעתקת DNA לייצר יותר מולקולות דנ"א עם רצפים זהים הוא פולימרז DNA. אנזים זה אינו יכול להתחיל את הסינתזה דה נובו, ולכן שבר קטן של DNA או RNA בשם פריימר המאפשר הקמת הרשת חייב להשתתף.

אירוע זה דורש השתתפות של אנזימים נוספים. Helicase, למשל, עוזר לפתוח את הסליל הכפול של ה- DNA, כך פולימראז יכול לפעול ואת topoisomerase הוא מסוגל לשנות את טופולוגיה DNA, או על ידי הסתבכות או unraveling זה.

באופן דומה, פולימראז RNA משתתף בסינתזה של רנ"א ממולקולת דנ"א. שלא כמו בתהליך הקודם, סינתזת רנ"א אינו מחייב את פריימר הנ"ל.

סינתזת חלבון

סינתזת חלבון הוא אירוע מכריע הוא כל אורגניזמים חיים. חלבונים לבצע מגוון רחב של פונקציות, כגון הובלת חומרים או ביצוע תפקיד של חלבונים מבניים.

לדברי ביולוגית צמח "דוגמא", לאחר DNA מועתק לתוך RNA שליח (כמתואר בסעיף הקודם), זה בתורו מתורגם על ידי ריבוזומים לתוך פולימר חומצת אמינו. ב RNA, כל שלישיה (שלושה נוקליאוטידים) מתפרשת כאחד מעשרים חומצות האמינו.

סינתזה מתרחשת בציטופלסמה של התא, שם נמצאים הריבוזומים. התהליך מתרחש בארבעה שלבים: הפעלה, ייזום, הארכה וסיום.

ההפעלה מורכבת מחייב של חומצת אמינו מסוימת כדי להעביר את ה- RNA המתאים לה. החניכה כוללת את הכריכה של הריבוזום ל -3 'מסוף חלק של RNA שליח, בסיוע "גורמים חניכה".

הארכה כוללת תוספת של חומצות אמינו על פי הודעת ה- RNA. לבסוף, התהליך מפסיק עם רצף מסוים של RNA השליח, נקרא סיום קונדומים: UAA, UAG, או UGA.

גליקוגן סינתזה

גליקוגן הוא מולקולה המורכבת מחלקים חוזרים של גלוקוז. זה פועל כחומר מילואים אנרגיה, והוא שופע במידה רבה בכבד ובשרירים.

נתיב הסינתזה נקרא glycogengenesis ודורש את ההשתתפות של האנזים גליקוגן סינתזה, ATP ו UTP. השביל מתחיל עם זרחון של גלוקוז לגלוקוז -6 פוספט ולאחר מכן עובר גלוקוז -1 פוספט. השלב הבא כולל תוספת של UDP להניב UDP גלוקוז ו פוספט אנאורגני.

מולקולת ה- UDP-glucose מתווספת בשרשרת הגלוקוז באמצעות קשר אלפא 1-4, ומשחררת את הנוקליאוטידים של ה- UDP. במידה וההשלכות מתרחשות, הם נוצרים על ידי קישורים אלפא 1-6.

סינתזה של חומצות אמינו

חומצות אמינו הן יחידות המרכיבות חלבונים. בטבע ישנם 20 סוגים, כל אחד מהם בעל תכונות פיסיקליות וכימיות ייחודיות הקובעות את המאפיינים הסופיים של החלבון.

לא כל אורגניזמים יכולים לסנתז את 20 סוגי. לדוגמה, האדם יכול רק לסנתז 11, הנותרים 9 חייב להיות משולב לתוך הדיאטה.

לכל חומצת אמינו יש מסלול מסוים. עם זאת, הם באים ממולקולות מבשר כגון alpha-ketoglutarate, oxaloacetate, 3-phosphoglycerate, pyruvate, בין היתר..

תקנה של אנאבוליזם

כפי שהוזכר קודם לכן, מטבוליזם מוסדר על ידי חומרים הנקראים הורמונים, מופרשים על ידי רקמות מיוחדות אם בלוטתית או אפיתל. עבודה זו כשליחים והאופי הכימי שלהם היא הטרוגנית למדי.

לדוגמה, אינסולין הוא הורמון מופרש על ידי הלבלב ויש לו השפעה חשובה על חילוף החומרים. לאחר הארוחות הגבוהות בפחמימות, האינסולין פועל כממריץ של המסלולים האנאבוליים.

לפיכך, ההורמון אחראי על הפעלת תהליכים המאפשרים סינתזה של חומרי אחסון כגון שומנים או כמו גליקוגן.

ישנן תקופות של חיים שבהם תהליכים אנבוליים הם השולט, כגון הילדות, גיל ההתבגרות, במהלך ההריון או במהלך אימון התמקדה בצמיחה של השרירים.

הבדלים עם קטבוליזם

כל התהליכים והתגובות הכימיות המתרחשות בתוך גופנו - במיוחד בתוך התאים שלנו - ידועים בעולם כמטבוליזם. אנחנו יכולים לגדול, לפתח, לשכפל ולשמור על חום הגוף הודות לסדרה של אירועים מבוקרים מאוד.

סינתזה לעומת השפלה

מטבוליזם כרוך בשימוש ביומולקולות (חלבונים, פחמימות, שומנים או שומנים וחומצות גרעין) כדי לשמור על כל התגובות החיוניות של מערכת חיים.

קבלת המולקולות הללו באה מן המזון שאנו צורכים מדי יום וגופנו מסוגלים "להתפורר" אותם ליחידות קטנות יותר בתהליך העיכול.

לדוגמה, חלבונים (אשר עשויים לבוא בשר או ביצים, למשל) הם מקוטעת לתוך המרכיבים העיקריים שלהם: חומצות אמינו. באותו אופן, אנחנו יכולים לעבד פחמימות ביחידות קטנות של סוכר, בדרך כלל גלוקוז, אחד הפחמימות הנפוצות ביותר על ידי הגוף שלנו.

הגוף שלנו הוא מסוגל להשתמש אלה יחידות קטנות - חומצות אמינו, סוכרים, חומצות שומן, בין היתר - לבנות מולקולות גדולות יותר בתצורה הגוף שלנו צריך..

תהליך ההתפוררות וקבלת האנרגיה נקרא catabolism, בעוד היווצרות של מולקולות חדשות יותר מורכבות היא anabolism. לפיכך, תהליכים של סינתזה קשורים אנאבוליזם ואלו של השפלה עם catabolism.

בתור כלל mnemonic אנו יכולים להשתמש "ג" של המילה catabolism ולקשר אותו למילה "לחתוך".

שימוש באנרגיה

תהליכים אנבוליים דורשים אנרגיה, ואילו תהליכי השפלה מייצרים אנרגיה זו, בעיקר בצורת ATP - הידועה כמטבע האנרגיה של התא.

אנרגיה זו נובעת מתהליכים קטבוליים. תארו לעצמכם שיש לנו חפיסת קלפים, אם יש לנו את כל הקלפים מוערמים בצורה מסודרת ואנחנו זורקים אותם לקרקע הם עושים את זה באופן ספונטני (מקביל לקטבוליות).

עם זאת, במקרה שאנחנו רוצים להזמין אותם שוב אנחנו חייבים ליישם את האנרגיה למערכת ולאסוף אותם מהקרקע (המקבילה אנאבוליזם).

במקרים מסוימים המסלולים הקטבוליים צריכים "הזרקה של אנרגיה" בשלבים הראשונים שלהם כדי להשיג את תחילת התהליך. לדוגמה, גליקוליזה או גליקוליזה היא השפלה של גלוקוז. מסלול זה דורש את השימוש של שתי מולקולות של ATP כדי להתחיל.

איזון בין אנאבוליזם לקטבוליזם

כדי לשמור על מטבוליזם בריא ובריא, יש צורך איזון בין תהליכים של אנאבוליזם ו catabolism. במקרה ותהליכים של אנאבוליזם לעלות על אלה של catabolism, האירועים של סינתזה הם אלה השוררים. לעומת זאת, כאשר הגוף מקבל יותר אנרגיה ממה שנחוץ, מסלולים קטבוליים שולטים.

כאשר הגוף חווה מצבים של מצוקה, קוראים לזה מחלות או תקופות ממושכות בצום, המטבוליזם מתמקד במסלולי השפלה ונכנס למצב קטבולי.

הפניות

1. צ'אן, י 'ק, נג, ק' פ ', & סים, ד' מ '(עורכים). (2015). יסוד פרמקולוגי של טיפול אקוטי. הוצאת ספרינגר העולמית.
2. קרטיס, ה ', בארנס, נ' (1994). הזמנה לביולוגיה. מקמילן.
3. לודש, ח ', ברק, א', דרנל, ג 'יי, קייזר, א.ג., קריגר, מ', סקוט, M., ... & Matsudaira, P. (2008). ביולוגיה תא מולקולרית. מקמילן.
4. רונציו, ר '(2003). אנציקלופדיה של תזונה ובריאות טובה. הוצאה לאור.
5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C. W. (2007). יסודות הביוכימיה: החיים ברמה המולקולרית. אד פנמריקנה מדיקל.