Aineenvaihduntareitit ja pääreitit

Eräs Metabolinen reitti Se on joukko kemiallisia reaktioita, entsyymien katalysoimana. Tässä prosessissa X -molekyyli transformoituu molekyyliksi ja välittäjämetaboliitteiksi. Metaboliset reitit tapahtuvat soluympäristössä.

Solun ulkopuolella nämä reaktiot vievät liikaa aikaa, ja jotkut eivät välttämättä tapahdu. Siksi jokainen vaihe vaatii katalyyttiproteiinien läsnäolon, jota kutsutaan entsyymeiksi. Näiden molekyylien tehtävänä on nopeuttaa kunkin reaktion nopeutta tiellä useissa suuruusluokissa.

Tärkeimmät aineenvaihduntareitit
Lähde: Chakazul (Talk · Action) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)] Wikimedia Commonsin kautta.

Fysiologisesti aineenvaihduntareitit ovat yhteydessä toisiinsa. Eli niitä ei ole eristetty solun sisällä. Monilla tärkeimmistä reiteistä on yhteisiä metaboliitteja.

Tämän seurauksena kaikkien soluissa esiintyvien kemiallisten reaktioiden joukkoa kutsutaan aineenvaihdunnaksi. Jokaiselle solulle on ominaista näyttää spesifinen metabolinen suorituskyky, jonka määrittelee sisäinen entsyymipitoisuus, joka puolestaan ​​on geneettisesti määritetty.

[TOC]

Aineenvaihduntareittien yleiset ominaisuudet

Soluympäristössä tapahtuu suuri määrä kemiallisia reaktioita. Näiden reaktioiden joukko on aineenvaihdunta, ja tämän prosessin päätehtävänä on ylläpitää organismin homeostaasia normaaleissa olosuhteissa ja myös stressiolosuhteissa.

Siksi näiden metaboliittien virtauksia on oltava tasapaino. Metabolisten reittien pääominaisuuksien joukossa meillä on seuraavat:

Reaktiot katalysoivat entsyymit

Katalisoitu reaktio sykloksigenaasientsyymien kanssa (lähde: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)] Wikimedia Commonsin kautta)

Metabolisten reittien päähenkilöt ovat entsyymejä. He ovat vastuussa tietojen integroinnista ja analysoinnista aineenvaihduntatilasta ja kykenevät moduloimaan heidän aktiivisuuttaan hetken solujen vaatimusten perusteella.

Hormonit säätelevät aineenvaihduntaa

Metaboliaa ohjaa sarja hormoneja, jotka kykenevät koordinoimaan aineenvaihduntareaktioita ottaen huomioon organismin tarpeet ja suorituskyky.

Lokerointi

Aineenvaihduntareitejä on osoitettu. Toisin sanoen jokainen reitti tapahtuu tietyssä solunsarjassa, soittamalla muun muassa sytoplasma, mitokondrioihin, mitokondrioihin. Muita reittejä voi tapahtua useissa osastoissa samanaikaisesti.

Reittien lokerointi auttaa anabolisten ja katabolisten reittien säätelyä (ks. Myöhemmin).

Aineenvaihduntavirtauksen koordinaatio

Metabolian koordinointi saavutetaan mukana olevien entsyymien aktiivisuuden stabiilisuudella. On välttämätöntä korostaa, että anaboliset reitit ja heidän kataboliset kollegansa eivät ole täysin riippumattomia. Sitä vastoin ne on koordinoitu.

Metabolisilla reiteillä on keskeisiä entsymaattisia pisteitä. Näiden entsyymien muuntamisnopeuden myötä koko reitin virtausta säädetään.

Tyypit aineenvaihduntareitit

Biokemiassa kolme tyyppiä tärkeimpiä aineenvaihduntareittejä on erotettu. Tämä jako suoritetaan bioenergisten kriteerien jälkeen: kataboliset, anaboliset ja amfiboliset reitit.

Kataboliset reitit

Kataboliset reitit sisältävät oksidatiiviset hajoamisreaktiot. Ne suoritetaan tarkoituksena saada energiaa ja vähentää voimaa, jota solu käyttää myöhemmin muissa reaktioissa.

Useimmat orgaaniset molekyylit eivät syntetisoi keho. Sitä vastoin meidän on kuluttava se ruoan kautta. Katabolisissa reaktioissa nämä molekyylit hajoavat niitä säveltävissä monomeereissä, joita solut voivat käyttää.

Se voi palvella sinua: Aerobia -glykolyysi: Mikä on, reaktiot, glykolyyttiset välittäjät

Anaboliset reitit

Anaboliset reitit käsittävät synteesin kemialliset reaktiot, ottaen pienet ja yksinkertaiset molekyylit ja muuttavat ne suuremmaksi ja monimutkaisemmaksi elementeiksi.

Jotta nämä reaktiot tapahtuvat, on välttämätöntä, että energiaa on käytettävissä. Mistä tämä energia tulee? Katabolisista teistä, pääasiassa ATP: n muodossa.

Tällä tavalla katabolisten reittien (joita kutsutaan ”metaboliittipoolia”) tuottamia metaboliitteja voidaan käyttää anabolisilla reiteillä monimutkaisempien molekyylien syntetisoimiseksi, joita organismi tarvitsee tuolloin.

Tämän metaboliittien joukossa prosessissa on kolme keskeistä molekyyliä: pyruvaatti, asetyylikoentsyymi A ja glyseroli. Nämä metaboliitit ovat vastuussa muun muassa erilaisten biomolekyylien, kuten lipidien, hiilihydraattien aineenvaihdunnan yhdistämisestä.

Amfiboliset reitit

Amphibolinen reitti toimii anabolisena tai katabolisena reitinä. Eli se on sekoitettu reitti.

Tunnetuin amfibolinen reitti on Krebs -sykli. Tällä reitillä on perustavanlaatuinen rooli hiilihydraattien, lipidien ja aminohappojen hajoamisessa. Se kuitenkin osallistuu myös synteesireitejen esiasteiden tuotantoon.

Esimerkiksi Krebs -syklin metaboliitit ovat puolet aminohapoista, joita käytetään proteiinien rakentamiseen.

Tärkeimmät aineenvaihduntareitit

Kaikissa soluissa, jotka ovat osa eläviä olentoja, suoritetaan sarja metabolisia reittejä. Jotkut näistä jakavat useimmat organismit.

Nämä metaboliset reitit sisältävät synteesin, hajoamisen ja tärkeiden metaboliittien muuntamisen elämää varten. Tätä prosessia kutsutaan väliaineenvaihdunnaksi.

Soluissa on pysyvästi orgaanisia ja epäorgaanisia yhdisteitä ja myös kemiallista energiaa, joka saadaan pääasiassa ATP -molekyylistä.

ATP (adenosiinin tryposfaatti) on kaikkien solujen tärkein energianvarastointi. Ja aineenvaihduntareittien energia- ja energia -investoinnit ilmaisevat yleensä ATP -molekyylien suhteen.

Jäljempänä keskustellaan tärkeimmistä reiteistä, joita suurimmassa osassa eläviä organismeja.

Glykolyysi tai glykolyysi

Kuvio 1: Glykolyysi vs. guconeogeneesi. Reaktiot ja entsyymit.

Glykolyysi on reitti, joka sisältää glukoosin hajoamisen kahteen pyruvihapon molekyyliin, jolloin saadaan kaksi ATP -molekyyliä nettovahvistuksena. Se on läsnä käytännössä kaikissa elävissä organismeissa, ja sitä pidetään nopeana tapana saada energiaa.

Yleensä se jaetaan yleensä kahteen vaiheeseen. Ensimmäiseen sisältyy glukoosimolekyylin kulku kahdessa glyseraldehydissä, sijoittamalla kaksi ATP -molekyyliä. Toisessa vaiheen korkean energian yhdisteissä syntyy ja 4 ATP: tä ja 2 pyruvaattimolekyyliä saadaan lopputuotteena.

Reitti voi jatkua kahdella eri tavalla. Jos happea on, molekyylit lopettavat hapettumisensa hengitysketjussa. Tai tämän puuttuessa käyminen tapahtuu.

Glukoneogeneesi

Angelherraez/cc by-Sa (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)

Glukoneogeneesi on polku on glukoosin synteesi, joka alkaa aminohapoista (lukuun ottamatta leusiinia ja lysiiniä), laktaattia, glyserolia tai mitä tahansa Krebs -syklin välittäjää.

Voi palvella sinua: Buenos Airesin kasvisto ja eläimistö: edustavat lajit

Glukoosi on välttämätön substraatti tietyille kudoksille, kuten aivoille, punasoluille ja lihaksille. Glukoosin osuus voidaan saada glykogeenireservillä.

Kuitenkin, kun ne ovat uupuneet, kehon on aloitettava glukoosin synteesi vastaamaan kudosten vaatimuksia - pohjimmiltaan hermokudos.

Tämä reitti tapahtuu pääasiassa maksassa. Se on elintärkeää, koska paastotilanteissa vartalo voi edelleen saada glukoosia.

Aktivointi tai ei reitti liittyy organismin ruokaan. Eläimillä, jotka kuluttavat korkeat ruokavaliot hiilihydraateissa.

Glioksylaattisykli

Otettu ja muokattu: Alkuperäinen lataus oli adenosiini englanninkielisessä Wikipediassa. /CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.5)

Tämä sykli on ainutlaatuinen kasveille ja tietyntyyppisille bakteereille. Tämä reitti saavuttaa asetyyliyksiköiden, kaksi hiilihiiliä, neljän hiilihiilin yksiköiden muuntamisen - tunnetaan nimellä sukkinaatti. Tämä viimeinen yhdiste voi tuottaa energiaa ja sitä voidaan käyttää myös glukoosisynteesiin.

Esimerkiksi ihmisillä olisi mahdotonta omaksua vain asetaatin kanssa. Metabolismissamme asetyylikoentsyymi A ei voi tulla pyruvaattia, joka on glukoneogeenisen reitin edeltäjä, koska entsyymin pyruvaattidehydrogenaasin reaktio on peruuttamaton.

Syklin biokemiallinen logiikka on samanlainen kuin sitruunahapon sykli, lukuun ottamatta kahta hajauttavaa vaihetta. Sitä esiintyy hyvin spesifisissä kasvien organeleissa, joita kutsutaan glioksisomiksi, ja se on erityisen tärkeä joidenkin kasvien, kuten auringonkukkien, siemenissä.

Krebs -sykli

Trikarboksyylihapposykli (Krebs -sykli). Otettu ja muokattu julkaisusta: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (kääntänyt espanjaksi Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0)].

Se on yksi reiteistä, joita pidetään keskeisinä orgaanisten olentojen aineenvaihdunnassa, koska se yhdistää tärkeimpien molekyylien aineenvaihdunnan, mukaan lukien proteiinit, rasvat ja hiilihydraatit.

Se on komponentti solujen hengityksestä ja pyrkii vapauttamaan asetyylikoentsyymissä A - Krebs -syklin pääesiaste. Se muodostuu kymmenestä entsymaattisesta vaiheesta ja kuten mainitsimme, sykli toimii sekä anabolisilla teillä että katabolisesti.

Eukaryoottisissa organismeissa sykli tapahtuu mitokondrian matriisissa. Prokaryooteissa - joilla ei ole todellisia solunsisäisiä osastoja - sykli suoritetaan sytoplasmisella alueella.

Elektronikuljetinketju

Käyttäjä: Rozzychan/CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/2.5)

Elektronikuljetinketju muodostuu kalvoon ankkuroitujen operaattoreiden sarjalla. Ketjun tavoitteena on tuottaa energiaa ATP: n muodossa.

Ketjut kykenevät luomaan sähkökemiallisen gradientin elektronien virtauksen ansiosta, energian synteesin ratkaisevasta prosessista.

Rasvahapposynteesi

Rasvahapot ovat molekyylejä, joilla on erittäin tärkeitä papereita soluissa. Tästä syystä rasvahappojen synteesi on välttämätöntä.

Se voi palvella sinua: metyylipunainen: Ominaisuudet, valmistelu ja sovellukset

Koko synteesiprosessi tapahtuu solun sytosolissa. Prosessin keskusmolekyyliä kutsutaan malonyylikoentsyymiksi. Se on vastuussa atomien tarjoamisesta, jotka muodostavat rasvahapon hiilirunko muodostumisessa.

Rasvahappojen beeta -hapettuminen

Beetahapetus on rasvahappojen hajoamisprosessi. Tämä saavutetaan neljällä vaiheella: hapettuminen FAD: llä, nesteytys, NAD+: n ja Tiólysisin hapettuminen. Aikaisemmin rasvahappo on aktivoitava integroimalla koentsyymi.

Edellä mainittujen reaktioiden tuote on yksiköitä, jotka on muodostettu pari hiiliä asetyylikoentsyymin muodossa. Tämä molekyyli voi tulla Krebs -sykliin.

Tämän reitin energian suorituskyky riippuu rasvahappoketjun pituudesta. Esimerkiksi palmitiinihapossa, jossa on 16 hiilihappoa, nettotuotto on 106 ATP -molekyyliä.

Tämä reitti tapahtuu eukaryootien mitokondrioissa. Peroksisomi -nimisessä osastossa on myös toinen vaihtoehtoinen reitti.

Koska useimmat rasvahapot sijaitsevat solusytosolissa, ne on kuljetettava osastoon, jossa ne hapettuu. Kuljetus riippuu kardiinitasta, ja se antaa näiden molekyylien päästä mitokondrioihin.

Nukleotidimetabolia

Nukleotidien synteesi on keskeinen tapahtuma solujen aineenvaihdunnassa, koska nämä ovat molekyylien esiasteita, jotka ovat osa geneettistä, DNA- ja RNA -materiaalia sekä tärkeitä energiamolekyylejä, kuten ATP ja GTP.

Nukleotidien synteesin edeltäjiin kuuluvat erilaiset aminohapot, ribosa 5 -fosfaatti, hiilidioksidi ja NH₃. Palautusreitit ovat vastuussa nukleiinihappojen repeämästä vapautuvien vapaiden emäksen ja nukleosidien kierrättämisestä.

Puriinirenkaan muodostuminen tapahtuu riboosi 5 -fosfaatista, tulee puriini -ydin ja lopulta nukleotidi saadaan.

Pyrimidiinirengas syntetisoidaan orottihapona. Seuraava liitto viidelle fosfaattiriboosille siitä tulee pyrimidiininukleotideja.

Käyminen

Alkuperäisen version kirjoittaja on käyttäjä: Norro. /CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)

Fermentoinnit ovat riippumattomia hapen metabolisia prosesseja. Ne ovat katabolista tyyppiä ja prosessin lopputuote on metaboliitti, jolla on edelleen hapettumispotentiaali. Käymisiä on erityyppisiä, mutta kehomme maito-.

Maito -käyminen tapahtuu solusytoplasmassa. Se koostuu osittaisesta glukoosin hajoamisesta aineenvaihdunnan energian saamiseksi. Jäteaineena maitohappoa esiintyy.

Anaerobisten harjoitusten intensiivisen istunnon jälkeen lihaksia ei löydy riittävillä happipitoisuuksilla ja maitokäyttöinen käyminen tapahtuu.

Jotkut kehon solut ovat velvollisia käymään, koska niistä puuttuu mitokondrioita, kuten punasoluissa.

Teollisuudessa käymisprosesseja käytetään korkean taajuuden kanssa sarjan ihmisravinnon tuotteiden, kuten leivän, alkoholijuomien, jogurtin, tuottamiseksi muun muassa.

Viitteet

1. Baechle, t. R -., & Earle, R. W -. (Toim.-A. (2007). Voimaharjoituksen ja fyysisen ilmastoinnin periaatteet. Ed. Pan -American Medical.
2. Berg, J. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. Lens. (2007). Biokemia. Käännyin.
3. Campbell, M. K -k -., & Farrell, S. JOMPIKUMPI. (2011). Biokemia. Kuudes painos. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Biokemian oppikirja. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokemia: teksti ja atlas. Ed. Pan -American Medical.
6. Mougies, V. (2006). Harjoitusbiokemia. Ihmisen kinetiikka.
7. Müller-esterl, W. (2008). Biokemia. Lääketieteen ja biotieteiden perusteet. Käännyin.
8. Poortmans, J.R -. (2004). Liikuntabiokemian periaatteet. 3^Rd, Tarkistettu painos. Kartano.
9. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokemia. Ed. Pan -American Medical.