Anabolikus funkciók, anabolikus folyamatok, különbségek a katabolizmussal

az anabolizmus ez az anyagcsere megosztása, amely magában foglalja a kisebb molekulák nagy molekulák képződését is. Ahhoz, hogy ez a reakciósorozat bekövetkezzen, energiaforrás szükséges, és általában az ATP (adenozin-trifoszfát).

Az anabolizmust és annak metabolikus inverzét, a katabolizmust egy sor reakcióba sorolják, amelyeket metabolikus útvonalaknak vagy hormonok által szabályozott és szabályozott útvonalaknak neveznek. Minden kis lépést úgy szabályozunk, hogy az energia fokozatos átadása következzen be.

Az anabolikus folyamatok a biomolekulákat alkotó alapegységeket - aminosavak, zsírsavak, nukleotidok és cukor-monomerek - szedhetik és bonyolultabb vegyületeket hozhatnak létre, mint a fehérjék, lipidek, nukleinsavak és szénhidrátok, mint végső energiatermelő..

index

• 1 Funkciók
• 2 Anabolikus folyamatok
  • 2.1. Zsírsavak szintézise
  • 2.2 A koleszterin szintézise
  • 2.3 Nukleotid szintézis
  • 2.4 Nukleinsav szintézis
  • 2.5. Fehérjeszintézis
  • 2.6 Glikogén szintézis
  • 2.7 Aminosavak szintézise
• 3 Az anabolizmus szabályozása
• 4 A katabolizmus különbségei
  • 4.1 Szintézis a lebomlással szemben
  • 4.2 Energiafelhasználás
  • 4.3 Az anabolizmus és a katabolizmus közötti egyensúly
• 5 Referenciák

funkciók

Az anyagcsere olyan kifejezés, amely magában foglal minden, a szervezeten belüli kémiai reakciót. A sejt egy mikroszkopikus gyárhoz hasonlít, ahol a szintézis és a bomlási reakciók tartósan zajlanak.

Az anyagcsere két célja: először az élelmiszerben tárolt kémiai energia felhasználása, másrészt a szervezetben már nem működő szerkezetek vagy anyagok helyettesítése. Ezek az események az egyes organizmusok speciális igényei szerint fordulnak elő, és azokat a hormonok által hívott kémiai hírvivők irányítják.

Az energia főként az ételben fogyasztott zsírokból és szénhidrátokból származik. Abban az esetben, ha hiányzik, a test a fehérjéket felhasználhatja a hiányosság kompenzálására.

Hasonlóképpen, a regenerációs folyamatok szorosan kapcsolódnak az anabolizmushoz. A szövetek regenerációja feltétel sine qua non hogy egészséges szervezetet tartsanak és megfelelően működjenek. Az anabolizmus felelős azért, hogy minden olyan celluláris vegyületet előállítson, amely folyamatosan tartja őket.

Finom egyensúly van a sejtekben az anyagcsere-folyamatok között. A nagymolekulák katabolikus reakciók hatására kisebb komponensekre bomlanak le, és az ellentétes folyamat - kis és nagy között - anabolizmussal történhet..

Anabolikus folyamatok

Az anabolizmus általánosságban magában foglalja az enzimek által katalizált összes reakciót (kis fehérjeszintű molekulák, amelyek felgyorsítják a kémiai reakciók sebességét több nagyságrendben), amelyek felelősek a sejtkomponensek "építéséért" vagy szintéziséért..

Az anabolikus útvonalak általános víziója a következő lépéseket foglalja magában: az egyszerű molekulák, amelyek közvetítőként vesznek részt a Krebs-ciklusban, az aminosavak vagy aminosavakká alakulnak. Később ezek összetettebb molekulákba kerülnek.

Ezek a folyamatok kémiai energiát igényelnek, amelyek a katabolizmusból származnak. A legfontosabb anabolikus folyamatok közé tartoznak a következők: zsírsav-szintézis, koleszterinszintézis, nukleinsav-szintézis (DNS és RNS), fehérjeszintézis, glikogénszintézis és aminosav-szintézis.

Ezeknek a molekuláknak a szerepét a szervezetben és annak szintézis útvonalain röviden ismertetjük.

Zsírsavak szintézise

A lipidek nagyon heterogén biomolekulák, amelyek képesek nagy mennyiségű energiát generálni oxidációjuk során, különösen a triacil-glicerin molekulákban..

A zsírsavak az archetipikus lipidek. Ezek egy fejből és egy szénhidrogénből álló farokból állnak. Ezek lehetnek telítetlenek vagy telítettek, attól függően, hogy kettős kötésük van a farokban.

A tartalékanyagként való részvétel mellett a lipidek minden biológiai membrán alapvető összetevői.

A zsírsavak szintetizálódnak a sejt citoplazmájában egy malonil-CoA-ból, prekurzor molekulából acetil-CoA-ból és bikarbonátból. Ez a molekula három szénatomot ad a zsírsav növekedésének megkezdéséhez.

A malonil képződése után a szintézis reakció négy alapvető lépésben folytatódik:

-Az acetil-ACP és a malonil-ACP kondenzációja, amely acetoacetil-ACP-t termel, és szén-dioxidot szabadít fel hulladékanyagként.

-A második lépés az acetoacetil-ACP redukciója NADPH-val D-3-hidroxi-butiril-ACP-ként.

-Ezt követően dehidratálási reakció következik be, amely az előző terméket (D-3-hidroxibutiril-ACP) átalakítja krotonil-ACP-nek.

-Végül a crotonil-ACP csökken, és a végtermék butiril-ACP.

A koleszterin szintézise

A koleszterin egy 17 szénatomot jellemző szterin. Különböző szerepe van a fiziológiában, mivel a különböző molekulák, például az epesavak, különböző hormonok (beleértve a szexet is) prekurzoraként működik, és elengedhetetlen a D-vitamin szintéziséhez..

A szintézis a sejt citoplazmájában történik, főleg a máj sejtjeiben. Ez az anabolikus útvonal három fázisból áll: először az izoprénegység alakul ki, majd a szkvalén eredetének progresszív asszimilációja a lanoszterollal történik, és végül a koleszterint kapjuk.

Az enzimek aktivitását ezen az úton elsősorban az inzulin: glukagon hormonok relatív aránya szabályozza. Mivel ez az arány növekszik, arányosan növeli az út tevékenységét.

Nukleotid szintézis

A nukleinsavak DNS és RNS, az első tartalmazza az élő szervezetek fejlődéséhez és fenntartásához szükséges információkat, míg a második kiegészíti a DNS funkcióit..

Mind a DNS, mind az RNS hosszú polimerekből áll, amelyek alapvető egységei a nukleotidok. A nukleotidok viszont cukorból, foszfátcsoportból és nitrogénbázisból állnak. A purinek és pirimidinek prekurzora a ribóz-5-foszfát.

A purineket és a pirimidineket a májban előállított prekurzorokból, például szén-dioxidból, glicinből, ammóniából állítják elő..

Nukleinsav szintézis

A nukleotidokat DNS vagy RNS hosszú szálakban kell összekapcsolni, hogy teljesítsék biológiai funkciójukat. A folyamat egy sor enzimet tartalmaz, amelyek katalizálják a reakciókat.

A DNS másolásához felelős enzim, amely több DNS-molekulát generál azonos szekvenciákkal, a DNS-polimeráz. Ez az enzim nem tudja elindítani a szintézist de novo, ezért részt kell vennie egy olyan DNS vagy RNS kis fragmentumának, amelyet egy láncindítónak nevezünk, amely lehetővé teszi a lánc kialakulását.

Ez az esemény további enzimek részvételét igényli. A helikáz például segít megnyitni a DNS kettős spirálját úgy, hogy a polimeráz képes legyen működni, és a topoizomeráz képes módosítani a DNS topológiáját, akár beágyazva, akár széthúzva..

Hasonlóképpen, az RNS polimeráz részt vesz a DNS molekulából származó RNS szintézisében. Az előző eljárással ellentétben az RNS-szintézis nem igényli a fent említett primert.

Fehérje szintézis

A fehérjeszintézis kulcsfontosságú esemény az összes élő szervezet. A fehérjék számos funkciót látnak el, mint például anyagok szállítása vagy a strukturális fehérjék szerepének megteremtése.

A biológia központi "dogma" szerint, miután a DNS-t a hírvivő RNS-be másoltuk (amint azt az előző részben leírtuk), ezt a riboszómák aminosavak polimerévé fordítják. Az RNS-ben minden triplett (három nukleotid) egyike a húsz aminosavnak.

A szintézis a sejt citoplazmájában történik, ahol riboszómák találhatók. A folyamat négy fázisban történik: aktiválás, iniciálás, megnyúlás és megszűnés.

Az aktiválás egy adott aminosavnak az ahhoz megfelelő transzfer RNS-hez való kötődéséből áll. Az iniciálás magában foglalja a riboszóma kötődését a hírvivő RNS 3'-terminális részéhez, az "iniciációs faktorok" segítségével..

A megnyúlás magában foglalja az RNS-üzenet szerinti aminosavak hozzáadását. Végül, a folyamat egy specifikus szekvenciával leáll a hírvivő RNS-ben, az úgynevezett terminális óvszerek: UAA, UAG vagy UGA.

Glikogén szintézis

A glikogén egy olyan molekula, amely ismételt glükózegységekből áll. Energia tartalékanyagként működik, és nagymértékben gazdag a májban és az izomban.

A szintézis útját glikogenezisnek nevezik, és az enzim glikogén szintáz, ATP és UTP részvételét igényli. Az út a glükóz foszforilezésével kezdődik glükóz-6-foszfáttá, majd áthalad a glükóz-1-foszfáttal. A következő lépésben UDP-t adunk az UDP-glükóz és szervetlen foszfát előállításához.

Az UDP-glükózmolekulát a glükózláncba alfa-4-kötéssel adjuk, és az UDP nukleotidot szabadítjuk fel. Abban az esetben, ha következményei jelentkeznek, az 1-6.

Aminosavak szintézise

Az aminosavak olyan fehérjéket alkotó egységek. A természetben 20 fajta van, amelyek mindegyike egyedi fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek meghatározzák a fehérje végső jellemzőit.

Nem minden szervezet képes szintetizálni a 20 fajtát. Például, ha az ember csak 11-et képes szintetizálni, a fennmaradó 9-et be kell építeni az étrendbe.

Mindegyik aminosavnak van saját útja. Azonban ezek olyan prekurzor molekulákból származnak, mint az alfa-ketoglutarát, az oxaloacetát, a 3-foszfoglicerát, a piruvát..

Az anabolizmus szabályozása

Amint azt korábban említettük, az anyagcserét hormonok szabályozzák, amelyeket speciális szövetek szekretálnak, függetlenül attól, hogy mirigy vagy epithelialis. Ezek a hírnökök és a kémiai természetük igen heterogén.

Például az inzulin egy, a hasnyálmirigy által választott hormon, és jelentős hatással van az anyagcserére. A magas szénhidrát-étkezés után az inzulin stimulálja az anabolikus útvonalakat.

Így a hormon felelős a folyamatok aktiválásáért, amelyek lehetővé teszik a tárolóanyagok, például zsírok vagy glikogén szintézisét..

Vannak olyan életszakaszok, ahol az anabolikus folyamatok dominálnak, mint például a gyermekkor, a serdülőkor, a terhesség alatt vagy az izmok növekedésére összpontosító képzés során..

A katabolizmus különbségei

A testünkben zajló folyamatok és kémiai reakciók - nevezetesen a sejtek belsejében - globálisan metabolizmusnak nevezhetők. A magasan kontrollált események sorozatának köszönhetően nőhetünk, fejlődhetünk, reprodukálhatunk és fenntarthatjuk a testhőt.

Szintézis a lebomlással szemben

Az anyagcsere magában foglalja a biomolekulák (fehérjék, szénhidrátok, lipidek vagy zsírok és nukleinsavak) használatát az élő rendszer összes lényeges reakciójának fenntartásához.

Ezeknek a molekuláknak a beszerzése az általunk fogyasztott élelmiszerekből származik, és testeink képesek az "emésztési folyamat során" kisebb egységekre bontani őket..

Például a fehérjék (amelyek például húsból vagy tojásból származnak) a fő összetevőikre: aminosavak. Ugyanígy kisebb szénhidrátokat is feldolgozhatunk, általában glükózban, testünk egyik leggyakrabban használt szénhidrátjában..

Testünk képes felhasználni ezeket a kis egységeket - aminosavakat, cukrokat, zsírsavat - többek között új nagyobb molekulák építésére a szervezetünk által igényelt konfigurációban..

A szétesés és az energia megszerzésének folyamatát katabolizmusnak nevezik, míg az új, összetettebb molekulák képződése anabolizmus. Így a szintézis folyamatai az anabolizmussal és a katabolizmussal járó lebomlással kapcsolatosak.

Mnemonikus szabályként a katabolizmus szó "c" -jét használhatjuk és a "cut" szóhoz kapcsolhatjuk..

Az energia felhasználása

Az anabolikus folyamatok energiát igényelnek, míg a lebomlási folyamatok ezt az energiát termelik, főként ATP formájában - a sejt energiájának pénznemeként ismertek..

Ez az energia katabolikus folyamatokból származik. Képzeld el, hogy van egy lapka, ha az összes kártyát egymásra rakjuk, és a földre dobjuk, amit spontán módon csinálnak (hasonló a katabolizmushoz).

Abban az esetben azonban, ha azt szeretnénk, hogy újra megrendeljük, energiát kell alkalmazni a rendszerre, és összegyűjteni őket a talajból (analóg az anabolizmussal).

Bizonyos esetekben a katabolikus útvonalak „energia befecskendezését” igénylik az első lépésekben a folyamat megkezdéséhez. Például a glikolízis vagy a glikolízis a glükóz lebomlása. Ez az útvonal két ATP molekulát igényel az indításhoz.

Az anabolizmus és a katabolizmus közötti egyensúly

Az egészséges és megfelelő anyagcsere fenntartásához egyensúlyt kell biztosítani az anabolizmus és a katabolizmus folyamata között. Abban az esetben, ha az anabolizmus folyamata meghaladja a katabolizmus folyamatát, akkor a szintézis eseményei azok, amelyek dominálnak. Ezzel ellentétben, amikor a test több energiát kap, mint a szükséges, a katabolikus útvonalak dominálnak.

Ha a testben a betegség helyzete, betegségek vagy hosszabb éhgyomri időszakok tapasztalhatók, az anyagcsere a lebomlási útvonalakra összpontosít és katabolikus állapotba kerül.

referenciák

1. Chan, Y. K., Ng, K. P. és Sim, D. S. M. (szerk.). (2015). Az akut ellátás farmakológiai alapjai. Springer International Publishing.
2. Curtis, H. és Barnes, N. S. (1994). Meghívás a biológiára. Macmillan.
3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J. E., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Molekuláris sejtbiológia. Macmillan.
4. Ronzio, R. A. (2003). A táplálkozás és a jó egészség enciklopédiája. Infobase Publishing.
5. Voet, D., Voet, J. és Pratt, C. W. (2007). A biokémia alapjai: Élet a molekuláris szinten. Ed. Panamericana Medical.