Anabolisme funktioner, anabolske processer, forskelle med katabolisme



den anabolisme Det er en opdeling af metabolisme, der omfatter reaktioner dannelse af store molekyler fra mindre. For denne serie af reaktioner skal forekomme, er en energikilde nødvendig, og generelt er det ATP (adenosintrifosfat).

Anabolisme, og dens metaboliske inverse, katabolisme, grupperes i en serie af reaktioner kaldet metaboliske veje eller ruter orkestreret og reguleret af hormoner hovedsageligt. Hvert lille trin styres, så der sker en gradvis overførsel af energi.

Anaboliske processer kan tage basisenheder omfatter biomolekyler - aminosyrer, fedtsyrer, nukleotider og sukker monomerer - og generere mere komplicerede forbindelser, såsom proteiner, lipider, nukleinsyrer og kulhydrater som energiproducent ende.

indeks

  • 1 funktioner
  • 2 Anabolske processer
    • 2.1 Syntese af fedtsyrer
    • 2.2 Syntese af kolesterol
    • 2.3 Nucleotidsyntese
    • 2.4 Nukleinsyresyntese
    • 2.5 Proteinsyntese
    • 2.6 Glycogensyntese
    • 2.7 Syntese af aminosyrer
  • 3 Forordning af anabolisme
  • 4 Forskelle med katabolisme
    • 4.1 Syntese versus nedbrydning
    • 4.2 Energiforbrug
    • 4.3 Balance mellem anabolisme og katabolisme
  • 5 referencer

funktioner

Metabolisme er et udtryk, der omfatter alle kemiske reaktioner, der forekommer i kroppen. Cellen ligner en mikroskopisk fabrik, hvor syntese- og nedbrydningsreaktioner finder sted permanent.

De to mål for stofskifte er: For det første at bruge den kemiske energi, der er lagret i fødevaren, og for det andet at erstatte de strukturer eller stoffer, som ikke længere virker i kroppen. Disse hændelser sker i henhold til de enkelte organismers specifikke behov og er rettet af kemiske budbringere kaldet hormoner.

Energi kommer hovedsagelig fra de fedtstoffer og kulhydrater, som vi bruger i mad. Hvis der er en mangel, kan kroppen bruge proteinerne til at kompensere for manglen.

Ligeledes er regenereringsprocesser tæt forbundet med anabolisme. Regenerering af væv er en betingelse sine qua non at holde en sund organisme og fungere ordentligt. Anabolisme er ansvarlig for at producere alle de cellulære forbindelser, der holder dem i gang.

Der er en delikat balance i cellen mellem metaboliske processer. Store molekyler kan nedbrydes til deres mindre komponenter ved kataboliske reaktioner, og den modsatte proces - fra små til store - kan forekomme ved anabolisme.

Anabolske processer

Anabolisme indbefatter generelt alle de katalyseret af enzymer (små molekyler, der fremskynder proteinholdige flere størrelsesordener hastigheden af ​​kemiske reaktioner) er ansvarlig for "konstruktion" eller syntese af cellulære bestanddele.

Den generelle vision af de anabolske ruter indbefatter følgende trin: De enkle molekyler, der deltager som mellemled i Krebs-cyklen, er aminosyrer eller kemisk omdannet til aminosyrer. Senere er disse samlet i mere komplekse molekyler.

Disse processer kræver kemisk energi, der kommer fra katabolisme. Blandt de vigtigste anabolske processer er: fedtsyresyntese, kolesterol syntese, nukleinsyresyntese (DNA og RNA), proteinsyntese, glycogensyntese og aminosyresyntese.

Disse molekylers rolle i organismen og dens synteseveje beskrives kort nedenfor:

Syntese af fedtsyrer

Lipider er meget heterogene biomolekyler, der er i stand til at generere en stor mængde energi, når de oxideres, især triacylglycerolmolekylerne.

Fedtsyrerne er de arketypiske lipider. De består af et hoved og en hale dannet af carbonhydrider. Disse kan være umættede eller mættede, afhængigt af om de har dobbeltbindinger i halen eller ej.

Lipider er de væsentlige bestanddele af alle biologiske membraner, ud over at deltage som reserve substans.

Fedtsyrer syntetiseres i cytoplasmaet fra cellen fra et precursormolekyle kaldet malonyl-CoA, fra acetyl-CoA og bicarbonat. Dette molekyle donerer tre carbonatomer til at starte væksten af ​​fedtsyre.

Efter malonildannelse fortsætter syntesereaktionen i fire væsentlige trin:

-Kondensationen af ​​acetyl-ACP med malonyl-ACP, en reaktion, som producerer acetoacetyl-ACP og frigiver kuldioxid som affaldsstof.

-Det andet trin er reduktionen af ​​acetoacetyl-ACP, ved hjælp af NADPH til D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-Efterfølgende opstår der en dehydreringsreaktion, der konverterer det foregående produkt (D-3-hydroxybutyryl-ACP) til crotonil-ACP.

-Endelig reduceres crotonil-ACP, og slutproduktet er butiryl-ACP.

Syntese af kolesterol

Kolesterol er en sterol med en typisk kerne på 17 carboncarboner. Det har forskellige roller i fysiologi, da det virker som en forløber for en række molekyler som galdesyrer, forskellige hormoner (herunder køn) og er afgørende for syntesen af ​​D-vitamin.

Syntese forekommer i cytoplasmaet i cellen, hovedsagelig i leverenes celler. Denne anabolske rute har tre faser: først er isoprenenheden dannet, og derefter den progressive assimilering af enhederne til at stamme fra squalen, sker dette med lanosterol og til sidst opnås kolesterol.

Aktiviteten af ​​enzymer i denne vej reguleres primært af den relative andel af hormonerne insulin: glucagon. Efterhånden som denne andel stiger, øges antallet af vejen aktivt.

Nucleotidsyntese

Nukleinsyrer er DNA og RNA, den første indeholder alle de oplysninger, der er nødvendige for udvikling og vedligeholdelse af levende organismer, mens den anden supplerer DNA-funktionerne.

Både DNA og RNA er sammensat af lange kæder af polymerer, hvis grundlæggende enhed er nukleotiderne. Nukleotiderne består i sin tur af et sukker, en phosphatgruppe og en nitrogenholdig base. Forstadiet til puriner og pyrimidiner er ribose-5-phosphat.

Puriner og pyrimidiner fremstilles i leveren fra precursorer såsom kuldioxid, glycin, ammoniak, blandt andre.

Nukleinsyresyntese

Nukleotider skal forbindes i lange tråde af DNA eller RNA for at opfylde deres biologiske funktion. Processen indebærer en række enzymer, der katalyserer reaktionerne.

Det enzym, der er ansvarlig for kopiering af DNA til at generere flere DNA-molekyler med identiske sekvenser, er DNA-polymerase. Dette enzym kan ikke starte syntesen de novo, derfor kaldte et lille fragment af DNA eller RNA en primer, der tillader dannelsen af ​​kæden, skal deltage.

Denne begivenhed kræver deltagelse af yderligere enzymer. Helicase, for eksempel med til at åbne den dobbelte helix DNA-polymerase kan virke og topoisomerase er stand til at modificere topologien af ​​DNA, enten indeslutter eller desenredándolo.

Tilsvarende deltager RNA-polymerase i syntesen af ​​RNA fra et DNA-molekyle. I modsætning til den foregående proces kræver RNA-syntese ikke den ovennævnte primer.

Proteinsyntese

Proteinsyntese er en afgørende begivenhed er alle levende organismer. Proteiner udfører en bred vifte af funktioner, såsom transport af stoffer eller rollen som strukturelle proteiner.

Ifølge "dogme" plantebiologi, efter at DNA kopieres til messenger-RNA (som beskrevet i det foregående afsnit), hvilket igen er oversat af ribosomer i en aminosyre polymer. I RNA fortolkes hver triplet (tre nukleotider) som en af ​​de tyve aminosyrer.

Syntese forekommer i cytoplasma af cellen, hvor ribosomer findes. Processen foregår i fire faser: aktivering, initiering, forlængelse og afslutning.

Aktiveringen består af bindingen af ​​en bestemt aminosyre til overførsels-RNA'et, der svarer til det. Initieringen involverer bindingen af ​​ribosomet til den 3'-terminale del af messenger-RNA'et, assisteret af "initieringsfaktorerne".

Forlængelse involverer tilsætningen af ​​aminosyrer ifølge RNA-meddelelsen. Endelig stopper processen med en specifik sekvens i messenger RNA, kaldet termineringskondomer: UAA, UAG eller UGA.

Glycogensyntese

Glycogen er et molekyle sammensat af gentagne enheder af glucose. Det virker som energibesparende stof og er stort set rigeligt i leveren og musklerne.

Syntesvejen kaldes glycogengenese og kræver deltagelse af enzymet glycogensyntase, ATP og UTP. Stien starter med phosphorylering af glucose til glucose-6-phosphat og passerer derefter til glucose-1-phosphat. Det næste trin involverer tilsætningen af ​​en UDP til opnåelse af UDP-glucose og uorganisk phosphat.

UDP-glukosemolekylet tilsættes til glucosekæden ved hjælp af en alfa 1-4 binding, der frigiver UDP nukleotidet. I tilfælde af at forgreninger forekommer, dannes de af alfa-link 1-6.

Syntese af aminosyrer

Aminosyrer er enheder, der udgør proteiner. I naturen er der 20 typer, hver med unikke fysiske og kemiske egenskaber, der bestemmer proteinets endelige egenskaber.

Ikke alle organismer kan syntetisere de 20 typer. For eksempel kan mennesket kun syntetisere 11, de resterende 9 skal inkorporeres i kosten.

Hver aminosyre har sin særlige rute. Imidlertid kommer de fra precursormolekyler, såsom alfa-ketoglutarat, oxaloacetat, 3-phosphoglycerat, pyruvat, blandt andre..

Regulering af anabolisme

Som tidligere nævnt er stofskifte reguleret af stoffer kaldet hormoner, udskilt af specialiserede væv, hvorvidt kirtler eller epitel. Disse arbejder som budbringere og deres kemiske karakter er ret heterogene.

For eksempel er insulin et hormon, der udskilles af bugspytkirtlen og har en vigtig virkning på metabolisme. Efter måltider højt i kulhydrater fungerer insulin som et stimulerende middel for de anabolske ruter.

Hermed er hormonet ansvarligt for aktivering af processer, der muliggør syntesen af ​​opbevaringsstoffer, såsom fedtstoffer eller som glykogen.

Der er perioder med liv, hvor anabolske processer er fremherskende, såsom barndom, ungdomsår, under graviditet eller under træning fokuseret på muskelvæksten.

Forskelle med katabolisme

Alle processer og kemiske reaktioner, der finder sted inde i vores krop - specielt inden for vores celler - er globalt kendt som metabolisme. Vi kan vokse, udvikle, reproducere og vedligeholde kropsvarme takket være denne serie højt kontrollerede hændelser.

Syntese versus nedbrydning

Metabolisme indebærer anvendelse af biomolekyler (proteiner, kulhydrater, lipider eller fedtstoffer og nukleinsyrer) for at opretholde alle de væsentlige reaktioner i et levende system.

At få disse molekyler kommer fra den mad, vi bruger dagligt, og vores kroppe er i stand til at "disintegreres" dem i mindre enheder under fordøjelsesprocessen.

For eksempel er proteiner (som kan stamme fra kød eller æg) fragmenteret i deres hovedkomponenter: aminosyrer. På samme måde kan vi behandle kulhydrater i mindre sukkerarter, normalt i glucose, en af ​​de mest anvendte kulhydrater i vores krop.

Vores krop er i stand til at bruge disse små enheder - aminosyrer, sukkerarter, fedtsyrer, blandt andre - at opbygge nye større molekyler i den konfiguration, vores krop har brug for..

Processen med opløsning og opnåelse af energi kaldes katabolisme, mens dannelsen af ​​nye mere komplekse molekyler er anabolisme. Således er synteseprocesserne forbundet med anabolisme og nedbrydning med katabolisme.

Som en mnemonisk regel kan vi bruge "c" af ordet katabolisme og forholde det til ordet "cut".

Brug af energi

Anabolske processer kræver energi, mens nedbrydningsprocesser producerer denne energi, hovedsagelig i form af ATP - kendt som energien i cellen.

Denne energi kommer fra katabolske processer. Forestil dig at vi har et kort kort, hvis vi har alle kortene stablet pænt og vi smider dem til jorden, gør de det spontant (analogt med katabolisme).

Men hvis vi ønsker at bestille dem igen, skal vi anvende energi til systemet og samle dem fra jorden (analogt med anabolisme).

I nogle tilfælde kræver de kataboliske ruter en "injektion af energi" i deres første trin for at opnå igangsætning af processen. Glykolyse eller glycolyse er for eksempel nedbrydning af glucose. Denne rute kræver anvendelse af to molekyler af ATP til at starte.

Balance mellem anabolisme og katabolisme

For at opretholde en sund og tilstrækkelig metabolisme er det nødvendigt at skabe balance mellem anabolismens og katabolismens processer. I tilfælde af at anabolismens processer overstiger katabolisme, er syntesens begivenheder dem, der hersker. I kontrast, når kroppen modtager mere energi end nødvendigt, dominerer kataboliske veje.

Når kroppen oplever situationer af modgang, kalder det sygdomme eller længerevarende faste perioder, fokuserer metabolisme på nedbrydningspassager og går ind i katabolsk tilstand.

referencer

  1. Chan, Y. K., Ng, K. P., & Sim, D. S. M. (Eds.). (2015). Farmakologisk basis for akut behandling. Springer International Publishing.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitation til biologi. Macmillan.
  3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J. E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekylcellebiologi. Macmillan.
  4. Ronzio, R. A. (2003). Ernæringsens encyklopædi og et godt helbred. Infobase Publishing.
  5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C. W. (2007). Grundlag for biokemi: Liv på molekylær niveau. Ed. Panamericana Medical.