The anabolismus Jedná se o rozdělení metabolismu, které zahrnuje reakce tvorby velkých molekul z menších. K této sérii reakcí je nezbytný zdroj energie a obecně je to ATP (adenosintrifosfát).
Anabolismus a jeho metabolická inverze, katabolismus, jsou seskupeny do řady reakcí nazývaných metabolické cesty nebo cesty organizované a regulované primárně hormony. Každý malý krok je řízen tak, že dochází k postupnému přenosu energie.
Anabolické procesy mohou převzít základní jednotky, které tvoří biomolekuly - aminokyseliny, mastné kyseliny, nukleotidy a cukerné monomery - a generovat složitější sloučeniny, jako jsou proteiny, lipidy, nukleové kyseliny a sacharidy, jako konečné producenty energie.
Rejstřík článků
Metabolismus je pojem, který zahrnuje všechny chemické reakce, ke kterým dochází v těle. Buňka připomíná mikroskopickou továrnu, kde neustále probíhají reakce na syntézu a degradaci..
Dva cíle metabolismu jsou: zaprvé použít chemickou energii uloženou v potravinách a zaprvé nahradit struktury nebo látky, které již v těle nefungují. Tyto události se vyskytují podle specifických potřeb každého organismu a jsou řízeny chemickými posly zvanými hormony..
Energie pochází hlavně z tuků a sacharidů, které konzumujeme v potravinách. V případě nedostatku může tělo použít bílkoviny k vyrovnání nedostatku.
Regenerační procesy jsou také úzce spojeny s anabolismem. Regenerace tkáně je podmínkou sine qua non udržovat zdravé tělo a správně fungovat. Anabolismus je zodpovědný za produkci všech buněčných sloučenin, které jim zajišťují fungování.
V buňce existuje křehká rovnováha mezi metabolickými procesy. Velké molekuly lze katabolickými reakcemi rozložit na své nejmenší složky a reverzní proces - od malých po velké - může nastat prostřednictvím anabolismu..
Anabolismus obecně zahrnuje všechny reakce katalyzované enzymy (malé molekuly bílkovin, které urychlují rychlost chemických reakcí o několik řádů) odpovědné za „konstrukci“ nebo syntézu buněčných složek.
Přehled anabolických drah zahrnuje následující kroky: Jednoduché molekuly, které se účastní jako prostředníci v Krebsově cyklu, jsou buď aminovány, nebo chemicky transformovány na aminokyseliny. Později jsou shromážděny do složitějších molekul.
Tyto procesy vyžadují chemickou energii pocházející z katabolismu. Mezi nejdůležitější anabolické procesy patří: syntéza mastných kyselin, syntéza cholesterolu, syntéza nukleových kyselin (DNA a RNA), syntéza proteinů, syntéza glykogenu a syntéza aminokyselin..
Úloha těchto molekul v těle a způsoby jejich syntézy budou stručně popsány níže:
Lipidy jsou vysoce heterogenní biomolekuly schopné při oxidaci generovat velké množství energie, zejména molekuly triacylglycerolu..
Mastné kyseliny jsou archetypální lipidy. Jsou složeny z hlavy a ocasu z uhlovodíků. Mohou být nenasycené nebo nasycené, v závislosti na tom, zda mají nebo nemají dvojné vazby v ocasu..
Lipidy jsou základní složkou všech biologických membrán, navíc se účastní jako rezervní látka.
Mastné kyseliny se syntetizují v cytoplazmě buňky z prekurzorové molekuly zvané malonyl-CoA, odvozené od acetyl-CoA a hydrogenuhličitanu. Tato molekula daruje tři atomy uhlíku, aby zahájila růst mastné kyseliny.
Po vzniku malonilu syntéza pokračuje ve čtyřech základních krocích:
-Kondenzace acetyl-ACP s malonyl-ACP, reakce, která produkuje acetoacetyl-ACP a uvolňuje oxid uhličitý jako odpadní látku.
-Druhým krokem je redukce acetoacetyl-ACP pomocí NADPH na D-3-hydroxybutyryl-ACP..
-Následně dojde k dehydratační reakci, která převede předchozí produkt (D-3-hydroxybutyryl-ACP) na krotonyl-ACP.
-Nakonec se krotonyl-ACP redukuje a konečným produktem je butyryl-ACP.
Cholesterol je sterol s typickým 17-uhlíkovým steranovým jádrem. Má různé role ve fyziologii, protože funguje jako předzvěst různých molekul, jako jsou žlučové kyseliny, různé hormony (včetně sexuálních) a je nezbytný pro syntézu vitaminu D.
Syntéza probíhá v cytoplazmě buňky, především v jaterních buňkách. Tato anabolická cesta má tři fáze: nejprve se vytvoří izoprenová jednotka, poté dojde k progresivní asimilaci jednotek za vzniku skvalenu, ten přejde na lanosterol a nakonec se získá cholesterol.
Aktivita enzymů v této cestě je regulována hlavně relativním poměrem hormonů inzulin: glukagon. Jak se tento poměr zvyšuje, úměrně se zvyšuje aktivita dráhy.
Nukleové kyseliny jsou DNA a RNA, první obsahuje všechny informace potřebné pro vývoj a údržbu živých organismů, zatímco druhá doplňuje funkce DNA.
DNA i RNA jsou složeny z dlouhých řetězců polymerů, jejichž základní jednotkou jsou nukleotidy. Nukleotidy jsou zase tvořeny cukrem, fosfátovou skupinou a dusíkatou bází. Prekurzorem purinů a pyrimidinů je ribóza-5-fosfát.
Puriny a pyrimidiny se produkují v játrech z prekurzorů, jako je oxid uhličitý, glycin, amoniak a další..
Aby mohly plnit svou biologickou funkci, musí být nukleotidy spojeny do dlouhých řetězců DNA nebo RNA. Tento proces zahrnuje řadu enzymů, které katalyzují reakce.
Enzym odpovědný za kopírování DNA za účelem generování více molekul DNA se stejnými sekvencemi je DNA polymeráza. Tento enzym nemůže zahájit syntézu de novo, z tohoto důvodu se musí účastnit malý fragment DNA nebo RNA nazývaný primer, který umožňuje tvorbu řetězce.
Tato událost vyžaduje účast dalších enzymů. Helikáza například pomáhá otevírat dvojitou šroubovici DNA, aby mohla polymeráza působit a topoizomeráza je schopna modifikovat topologii DNA buď jejím zapletením, nebo rozmotáním..
Podobně se RNA polymeráza účastní syntézy RNA z molekuly DNA. Na rozdíl od předchozího procesu syntéza RNA nevyžaduje uvedený primer.
Syntéza bílkovin je zásadní událostí ve všech živých organismech. Proteiny plní širokou škálu funkcí, například transportují látky nebo hrají roli strukturálních proteinů.
Podle ústředního „dogmatu“ biologie se DNA po zkopírování do messengerové RNA (jak je popsáno v předchozí části) přeměňuje ribozomy na polymer aminokyselin. V RNA je každý triplet (tři nukleotidy) interpretován jako jedna z dvaceti aminokyselin.
Syntéza probíhá v cytoplazmě buňky, kde se nacházejí ribozomy. Proces probíhá ve čtyřech fázích: aktivace, iniciace, prodloužení a ukončení..
Aktivace spočívá ve vazbě konkrétní aminokyseliny na její odpovídající přenosovou RNA. Zahájení zahrnuje navázání ribozomu na 3 'koncovou část messengerové RNA, s pomocí „iniciačních faktorů“.
Prodloužení zahrnuje přidání aminokyselin podle zprávy RNA. Nakonec se proces zastaví specifickou sekvencí v messengerové RNA, která se nazývá kondomy pro ukončení: UAA, UAG nebo UGA..
Glykogen je molekula složená z opakujících se jednotek glukózy. Působí jako energetická rezervní látka a je většinou hojný v játrech a svalech.
Cesta syntézy se nazývá glykogenogeneze a vyžaduje účast enzymu glykogensyntázy, ATP a UTP. Cesta začíná fosforylací glukózy na glukóza-6-fosfát a poté na glukóza-1-fosfát. Další krok zahrnuje přidání UDP za vzniku UDP-glukózy a anorganického fosfátu..
Molekula UDP-glukózy se přidává k řetězci glukózy prostřednictvím vazby alfa 1-4 a uvolňuje UDP nukleotid. V případě, že se vyskytnou větve, jsou tyto tvořeny alfa 1-6 vazbami.
Aminokyseliny jsou jednotky, které tvoří bílkoviny. V přírodě existuje 20 druhů, každý s jedinečnými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, které určují konečné vlastnosti proteinu.
Ne všechny organismy mohou syntetizovat všech 20 typů. Například lidé mohou syntetizovat pouze 11, zbývajících 9 musí být začleněno do stravy..
Každá aminokyselina má svou vlastní konkrétní cestu. Pocházejí však mimo jiné z prekurzorových molekul, jako je alfa-ketoglutarát, oxaloacetát, 3-fosfoglycerát, pyruvát..
Jak jsme již zmínili dříve, metabolismus je regulován látkami zvanými hormony, vylučovanými specializovanými tkáněmi, ať už žlázovými nebo epiteliálními. Fungují jako poslové a jejich chemická podstata je značně heterogenní..
Například inzulín je hormon vylučovaný slinivkou břišní a má zásadní vliv na metabolismus. Po jídle s vysokým obsahem sacharidů funguje inzulín jako stimulant anabolických cest.
Hormon je tedy odpovědný za aktivaci procesů, které umožňují syntézu zásobních látek, jako jsou tuky nebo glykogen.
V některých obdobích života převládají anabolické procesy, jako je dětství, dospívání, těhotenství nebo trénink zaměřený na růst svalů..
Všechny procesy a chemické reakce, které se vyskytují v našem těle - konkrétně v našich buňkách - jsou globálně známé jako metabolismus. Můžeme růst, vyvíjet, reprodukovat a udržovat tělesné teplo díky této sérii vysoce kontrolovaných událostí.
Metabolismus zahrnuje použití biomolekul (bílkoviny, sacharidy, lipidy nebo tuky a nukleové kyseliny) k udržení všech základních reakcí živého systému..
Získávání těchto molekul pochází z potravy, kterou denně konzumujeme, a naše tělo je schopné je během procesu trávení „rozebrat“ na menší jednotky..
Například bílkoviny (které mohou pocházet například z masa nebo vajec) se štěpí na hlavní složky: aminokyseliny. Stejným způsobem mohou být sacharidy zpracovány na menší jednotky cukru, obvykle glukózy, jednoho z nejvíce používaných sacharidů v našem těle..
Naše tělo je schopné využít tyto malé jednotky - mimo jiné aminokyseliny, cukry, mastné kyseliny - k vytvoření nových větších molekul v konfiguraci, kterou naše tělo potřebuje..
Proces rozpadu a získávání energie se nazývá katabolismus, zatímco tvorba nových složitějších molekul je anabolismus. Procesy syntézy jsou tedy spojeny s anabolismem a procesy degradace s katabolismem..
Jako mnemotechnické pravidlo můžeme použít „c“ ve slově katabolismus a spojit ho se slovem „cut“.
Anabolické procesy vyžadují energii, zatímco procesy degradace tuto energii produkují, hlavně ve formě ATP - známé jako energetická měna buňky..
Tato energie pochází z katabolických procesů. Představme si, že máme balíček karet, pokud máme všechny karty úhledně naskládané a hodíme je na zem, udělají to spontánně (analogicky s katabolismem).
Pokud je však chceme znovu objednat, musíme do systému aplikovat energii a sbírat ji ze země (obdobně jako u anabolismu).
V některých případech katabolické dráhy potřebují v prvních krocích „injekci energie“, aby proces mohl být zahájen. Například glykolýza nebo glykolýza je rozklad glukózy. Tato cesta vyžaduje pro začátek použití dvou molekul ATP..
K udržení zdravého a přiměřeného metabolismu je nutné mít rovnováhu mezi procesy anabolismu a katabolismu. V případě, že anabolické procesy převyšují katabolismus, převažují události syntézy. Naproti tomu, když tělo přijímá více energie, než je nutné, převládají katabolické dráhy..
Když se v těle objeví nepříznivé účinky, které se nazývají nemoc nebo období dlouhodobého hladovění, metabolismus se zaměřuje na degradační cesty a vstupuje do katabolického stavu..
Zatím žádné komentáře