Metabole routes en hoofdroutes

A Metabolisch pad Het is een reeks chemische reacties, gekatalyseerd door enzymen. In dit proces wordt een X -molecuul omgezet in een molecuul en via intermediaire metabolieten. Metabole routes vinden plaats in de celomgeving.

Buiten de cel zouden deze reacties te veel tijd duren, en sommige kunnen niet gebeuren. Daarom vereist elke stap de aanwezigheid van katalysatoreiwitten die enzymen worden genoemd. De rol van deze moleculen is om de snelheid van elke reactie in de weg in verschillende orden van grootte te versnellen.

Belangrijkste metabole routes
Bron: Chakazul (Talk · Contribs) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons.

Fysiologisch zijn metabole routes met elkaar verbonden. Dat wil zeggen, ze zijn niet geïsoleerd in de cel. Veel van de belangrijkste routes delen metabolieten gemeenschappelijk.

Bijgevolg wordt de set van alle chemische reacties die in cellen voorkomen metabolisme genoemd. Elke cel wordt gekenmerkt door een specifieke metabole prestaties weer te geven, die wordt gedefinieerd door het enzymgehalte binnen, die op zijn beurt genetisch wordt bepaald.

[TOC]

Algemene kenmerken van metabole routes

Binnen de celomgeving treden een groot aantal chemische reacties op. De set van deze reacties is het metabolisme, en de belangrijkste functie van dit proces is het handhaven van de homeostase van het organisme onder normale omstandigheden, en ook onder stressomstandigheden.

Er moet dus een evenwicht van stromen van deze metabolieten zijn. Onder de belangrijkste kenmerken van metabole routes hebben we het volgende:

De reacties worden gekatalyseerd door enzymen

Gekataliseerde reactie door cycloxygenase-enzymen (Bron: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

De hoofdrolspelers van metabole routes zijn enzymen. Ze zijn verantwoordelijk voor het integreren en analyseren van informatie over de metabole toestand en zijn in staat om hun activiteit te moduleren op basis van de cellulaire vereisten van het moment.

Metabolisme wordt gereguleerd door hormonen

Metabolisme wordt geregisseerd door een reeks hormonen, die in staat zijn om metabole reacties te coördineren, rekening houdend met de behoeften en prestaties van het organisme.

Compartimentering

Er is een compartimentering van metabole routes. Dat wil zeggen, elke route vindt plaats in een specifiek subcellulair compartiment, bel cytoplasma, mitochondria, onder andere. Andere routes kunnen tegelijkertijd in verschillende compartimenten voorkomen.

De compartimentering van de routes helpt de regulering van anabole en katabole routes (zie later).

Metabole stroomcoördinatie

Metabolisme -coördinatie wordt bereikt door de stabiliteit van de activiteit van de betrokken enzymen. Het is noodzakelijk om te benadrukken dat anabole routes en hun katabole tegenhangers niet helemaal onafhankelijk zijn. Ze zijn daarentegen gecoördineerd.

Er zijn belangrijke enzymatische punten binnen metabole routes. Met de conversiesnelheid van deze enzymen is de gehele stroom van de route gereguleerd.

Soorten metabole routes

In biochemie worden drie soorten hoofdmetabole routes onderscheiden. Deze divisie wordt uitgevoerd na bio -energetische criteria: katabole, anabole en amfibolische routes.

Katabole routes

Katabole routes omvatten oxidatieve afbraakreacties. Ze worden uitgevoerd met als doel energie te verkrijgen en het vermogen te verminderen, die vervolgens in andere reacties door de cel zal worden gebruikt.

De meeste organische moleculen worden niet gesynthetiseerd door het lichaam. We moeten het daarentegen door voedsel consumeren. In katabole reacties worden deze moleculen afgebroken in de monomeren die ze samenstellen, die door cellen kunnen worden gebruikt.

Het kan u van dienst zijn: Aerobia Glycolyse: wat is, reacties, glycolytische intermediairs

Anabole routes

Anabole routes omvatten de chemische reacties van synthese, het nemen van kleine en eenvoudige moleculen en transformeren in grotere en complexere elementen.

Om deze reacties te laten plaatsvinden, is het noodzakelijk dat er energie beschikbaar is. Waar komt deze energie vandaan? Van de katabole wegen, voornamelijk in de vorm van ATP.

Op deze manier kunnen de metabolieten die worden geproduceerd door de katabole routes (die "metabolieten pool" worden genoemd) in de anabole routes worden gebruikt om meer complexe moleculen te synthetiseren die het organisme op dat moment nodig heeft.

Onder deze pool van metabolieten zijn er drie belangrijke moleculen van het proces: pyruvaat, acetyl co -enzym A en glycerol. Deze metabolieten zijn verantwoordelijk voor het verbinden van het metabolisme van verschillende biomoleculen, zoals lipiden, koolhydraten, onder andere.

Amfibolische routes

Een amfibolische route werkt als een anabolisch of katabolisch pad. Dat wil zeggen, het is een gemengde route.

De bekendste amfibolische route is de Krebs -cyclus. Deze route speelt een fundamentele rol in de afbraak van koolhydraten, lipiden en aminozuren. Het neemt echter ook deel aan de productie van voorlopers voor syntheseroutes.

Krebs -cyclusmetabolieten zijn bijvoorbeeld de voorlopers van de helft van de aminozuren die worden gebruikt om eiwitten te bouwen.

Belangrijkste metabole routes

In alle cellen die deel uitmaken van levende wezens, worden een reeks metabole paden uitgevoerd. Sommige hiervan worden gedeeld door de meeste organismen.

Deze metabole routes omvatten synthese, afbraak en conversie van cruciale metabolieten voor het leven. Dit proces staat bekend als tussenmetabolisme.

De cellen moeten permanent organische en anorganische verbindingen hebben, en ook chemische energie, die voornamelijk wordt verkregen uit het ATP -molecuul.

De ATP (adenosine tryposfaat) is de belangrijkste energieopslagvorm van alle cellen. En de energie- en energie -investeringen van metabole routes brengen zich meestal uit in termen van ATP -moleculen.

De belangrijkste routes die aanwezig zijn in de overgrote meerderheid van levende organismen zullen hieronder worden besproken.

Glycolyse of glycolyse

Figuur 1: Glycolyse versus guconeogenese. Betrokken reacties en enzymen.

Glycolyse is een route die glucosebraling met twee pyruvinezuurmoleculen inhoudt, waarbij twee ATP -moleculen worden verkregen als netto versterking. Het is vrijwel in alle levende organismen aanwezig en wordt beschouwd als een snelle manier om energie te verkrijgen.

Over het algemeen is het meestal verdeeld in twee fasen. De eerste omvat de doorgang van het glucosemolecuul in twee van glyceraldehyde, en investeert twee ATP -moleculen. In de tweede fase worden hoge energieverbindingen gegenereerd en worden 4 ATP- en 2 pyruvaatmoleculen verkregen als eindproducten.

De route kan op twee verschillende manieren doorgaan. Als er zuurstof is, beëindigen de moleculen hun oxidatie in de ademhalingsketen. Of, bij afwezigheid hiervan, treedt gisting op.

Gluconeogenese

Angelherraez/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)

Gluconeogenese is een pad is synthese van glucose, beginnend met aminozuren (met uitzondering van leucine en lysine), lactaat, glycerol of een van de tussenpersonen van de Krebs -cyclus.

Kan u dienen: Flora en Fauna of Buenos Aires: Representative Soorten

Glucose is een onmisbaar substraat voor bepaalde weefsels, zoals hersenen, erytrocyten en spieren. De glucose -bijdrage kan worden verkregen door glycogeenreserves.

Wanneer ze echter uitgeput zijn, moet het lichaam beginnen met de synthese van glucose om aan de eisen van de weefsels te voldoen - fundamenteel het zenuwweefsel.

Deze route komt voornamelijk voor in de lever. Het is van vitaal belang, omdat het lichaam in vastende situaties glucose kan blijven krijgen.

De activering of niet van de route is gekoppeld aan het voedsel van het organisme. Dieren die hoge diëten in koolhydraten consumeren, hebben een lage gluconeogene snelheden, terwijl slechte glucosediëten aanzienlijke significante activiteit vereisen.

Glixylaatcyclus

Genomen en bewerkt: De originele uploader was Adenosine bij Engelse Wikipedia. /Cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5)

Deze cyclus is uniek voor planten en bepaalde soorten bacteriën. Deze route bereikt de transformatie van acetyleenheden, twee koolstofatomen, in vier -koolstofunits - bekend als succinaat. Deze laatste verbinding kan energie produceren en kan ook worden gebruikt voor glucose -synthese.

Bij mensen bijvoorbeeld, zou het onmogelijk zijn om alleen met acetaat te blijven bestaan. In ons metabolisme kan acetylco -enzym A geen pyruvaat worden, dat een voorloper is van de gluconeogene route, omdat de reactie van het enzympyruvaatdehydrogenase onomkeerbaar is onomkeerbaar.

De biochemische logica van de cyclus is vergelijkbaar met die van de citroenzuurcyclus, met uitzondering van de twee discarerende fasen. Het komt voor in zeer specifieke organellen van planten die glixisomen worden genoemd, en is vooral belangrijk in de zaden van sommige planten zoals zonnebloemen.

citroenzuurcyclus

Tricarbonzuurcyclus (Krebs -cyclus). Genomen en bewerkt uit: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (vertaald in het Spaans door Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/3.0)].

Het is een van de routes die als centraal worden beschouwd in het metabolisme van organische wezens, omdat het het metabolisme verenigt van de belangrijkste moleculen, waaronder eiwitten, vetten en koolhydraten.

Het is een component van cellulaire ademhaling en is bedoeld om de energie vrij te geven die is opgeslagen in het acetylco -enzym A - de belangrijkste voorloper van de Krebs -cyclus. Het wordt gevormd door tien enzymatische stappen en, zoals we al zeiden, de cyclus werkt zowel in anabole wegen als in katabolisch.

In eukaryotische organismen vindt de cyclus plaats in de mitochondria -matrix. In de prokaryoten - die ware subcellulaire compartimenten missen - wordt de cyclus uitgevoerd in het cytoplasmatische gebied.

Elektronentransportieketting

Gebruiker: rozzychan/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/2.5)

De elektronentransportieketting wordt gevormd door een reeks dragers verankerd in een membraan. De keten wil energie genereren in de vorm van ATP.

Ketens kunnen een elektrochemische gradiënt creëren dankzij de stroom van elektronen, cruciaal proces voor energiesynthese.

Vetzuursynthese

Vetzuren zijn moleculen die zeer belangrijke artikelen in cellen spelen, voornamelijk worden gevonden als structurele component van alle biologische membranen. Om deze reden is de synthese van vetzuren onmisbaar.

Het kan u van dienst zijn: methylrood: kenmerken, voorbereiding en toepassingen

Het gehele syntheseproces vindt plaats in de cytosol van de cel. Het centrale molecuul van het proces wordt malonyl co -enzym genoemd. Het is verantwoordelijk voor het leveren van atomen die het koolstofskelet van vetzuur in vorming vormen.

Beta -oxidatie van vetzuren

Beta -oxidatie is een proces van afbraak van vetzuren. Dit wordt bereikt door vier stappen: oxidatie door rage, hydratatie, oxidatie door NAD+ en tiólysis. Eerder moet vetzuur worden geactiveerd door co -enzym te integreren.

Het product van de bovengenoemde reacties zijn eenheden gevormd door een paar koolstofatomen in de vorm van acetyl co -enzym tot. Dit molecuul kan de Krebs -cyclus invoeren.

De energieprestaties van deze route zijn afhankelijk van de lengte van de vetzuurketen. Voor palmitinezuur, bijvoorbeeld, met 16 koolstofatomen, is de netto opbrengst 106 ATP -moleculen.

Deze route vindt plaats in de mitochondria van de eukaryoten. Er is ook een andere alternatieve route in een compartiment genaamd peroxisome.

Aangezien de meeste vetzuren zich in celcytosol bevinden, moeten ze worden getransporteerd naar het compartiment waar ze worden geoxideerd. Transport is afhankelijk van Cardinita en stelt deze moleculen in staat om de mitochondria binnen te gaan.

Nucleotidemetabolisme

De synthese van nucleotiden is een belangrijke gebeurtenis in celmetabolisme, omdat dit de voorlopers van de moleculen zijn die deel uitmaken van het genetische, DNA- en RNA -materiaal, en van belangrijke energiemoleculen, zoals ATP en GTP.

De voorlopers van de synthese van de nucleotiden omvatten verschillende aminozuren, ribosa 5 fosfaat, koolstofdioxide en NH₃. Herstelroutes zijn verantwoordelijk voor het recyclen van de vrije basen en nucleosiden die vrij zijn van de breuk van nucleïnezuren.

De vorming van de purinring vindt plaats vanuit het ribose 5 -fosfaat, wordt een purine -kern en uiteindelijk wordt het nucleotide verkregen.

De pyrimidinring wordt gesynthetiseerd als orotisch zuur. Gevolgd door de unie naar de 5 fosfaatribose, wordt het pyrimidine -nucleotiden.

Fermentatie

De auteur van de originele versie is gebruiker: Norro. /Cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licenties/by-sa/4.0)

Fermentaties zijn onafhankelijke metabole zuurstofprocessen. Ze zijn van het katabolische type en het eindproduct van het proces is een metaboliet dat nog steeds oxidatiepotentieel heeft. Er zijn verschillende soorten gistingen, maar in ons lichaamsspermijnfermentatie.

Lactische gisting vindt plaats in celcytoplasma. Het bestaat uit gedeeltelijke glucose -afbraak om metabole energie te verkrijgen. Als afvalstoffte treedt melkzuur op.

Na een intense sessie van anaërobe oefeningen wordt de spier niet gevonden met voldoende zuurstofconcentraties en optreedt melkveeën.

Sommige lichaamscellen zijn verplicht om te gisten, omdat ze mitochondria missen, zoals het geval is bij rode bloedcellen.

In de industrie worden gistingsprocessen met hoge frequentie gebruikt om een ​​reeks menselijke consumptieproducten te produceren, zoals brood, alcoholische dranken, yoghurt, onder andere.

Referenties

1. Baechle, t. R., & Earle, r. W. (Eds.)). (2007). Principes van krachttraining en fysieke conditionering. ED. Pan -American Medical.
2. Berg, J. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biochemie. Ik heb omgekeerd.
3. Campbell, m. K., & Farrell, s. OF. (2011). Biochemie. Zesde editie. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, T. M. (2011). Leerboek van biochemie. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biochemistry: tekst en atlas. ED. Pan -American Medical.
6. Mougies, v. (2006). Biochemie uitoefenen. Menselijke kinetiek.
7. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemie. Fundamentals for Medicine and Life Sciences. Ik heb omgekeerd.
8. Pokortmans, j.R. (2004). Principes van oefening biochemie. 3^Rd, Herziene editie. Karier.
9. VOET, D., & Voet, J. G. (2006). Biochemie. ED. Pan -American Medical.