Metabolske ruter og hovedveier

EN Metabolsk vei Det er et sett med kjemiske reaksjoner, katalysert av enzymer. I denne prosessen blir et X -molekyl transformert til et molekyl og gjennom mellomliggende metabolitter. Metabolske ruter finner sted i cellemiljøet.

Utenfor cellen vil disse reaksjonene ta for mye tid, og noen kan ikke skje. Derfor krever hvert trinn tilstedeværelse av katalysatorproteiner kalt enzymer. Rollen til disse molekylene er å akselerere hastigheten på hver reaksjon på veien i flere størrelsesordener.

Hovedmetabolske ruter
Kilde: Chakazul (snakk · bidrag) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)], via Wikimedia Commons.

Fysiologisk er metabolske ruter forbundet med hverandre. Det vil si at de ikke er isolert inne i cellen. Mange av de viktigste rutene deler metabolitter til felles.

Følgelig kalles settet med alle kjemiske reaksjoner som oppstår i celler, metabolisme. Hver celle er karakterisert ved å vise en spesifikk metabolsk ytelse, som er definert av enzyminnholdet inne, som igjen er genetisk bestemt.

[TOC]

Generelle kjennetegn ved metabolske ruter

Innenfor cellemiljøet oppstår et stort antall kjemiske reaksjoner. Settet med disse reaksjonene er metabolisme, og hovedfunksjonen til denne prosessen er å opprettholde homeostasen til organismen under normale forhold, og også under stressforhold.

Dermed må det være en balanse mellom strømmer av disse metabolittene. Blant hovedegenskapene til metabolske ruter har vi følgende:

Reaksjonene blir katalysert av enzymer

Katalisert reaksjon ved cycloxygenase-enzymer (kilde: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Hovedpersonene i metabolske ruter er enzymer. De er ansvarlige for å integrere og analysere informasjon om metabolsk tilstand og er i stand til å modulere aktiviteten sin basert på de cellulære kravene til øyeblikket.

Metabolisme er regulert av hormoner

Metabolisme er regissert av en serie hormoner, som er i stand til å koordinere metabolske reaksjoner, med tanke på behovene og ytelsen til organismen.

Avdeling

Det er en del av metabolske ruter. Det vil si at hver rute foregår i et spesifikt subcellulært rom, ring cytoplasma, mitokondrier, blant andre. Andre ruter kan forekomme i flere rom samtidig.

Komplamiseringen av rutene hjelper regulering av anabole og katabolske ruter (se senere).

Metabolsk strømningskoordinering

Metabolismekoordinering oppnås ved stabilitet av aktiviteten til de involverte enzymene. Det er nødvendig å understreke at anaboliske ruter og deres katabolske kolleger ikke er helt uavhengige. I kontrast er de koordinert.

Det er viktige enzymatiske punkter innen metabolske ruter. Med konverteringshastigheten til disse enzymene er hele strømmen av ruten regulert.

Typer metabolske ruter

I biokjemi skilles tre typer hovedmetabolske ruter. Denne divisjonen utføres etter bioenergetiske kriterier: katabolsk, anabole og amfibolske ruter.

Katabolske ruter

Katabolske ruter inkluderer oksidative nedbrytningsreaksjoner. De utføres med det formål å skaffe energi og redusere kraft, som deretter vil bli brukt av cellen i andre reaksjoner.

De fleste organiske molekyler blir ikke syntetisert av kroppen. Derimot må vi konsumere det gjennom mat. I katabolske reaksjoner blir disse molekylene degradert i monomerer som komponerer dem, som kan brukes av celler.

Det kan tjene deg: Aerobia glykolyse: Hva er, reaksjoner, glykolytiske mellommenn

Anabolske ruter

Anabolske ruter omfatter de kjemiske reaksjonene av syntese, tar små og enkle molekyler og transformerer dem til større og mer komplekse elementer.

For at disse reaksjonene skal finne sted, er det nødvendig at det er energi tilgjengelig. Hvor kommer denne energien fra? Av de katabolske veiene, først og fremst i form av ATP.

På denne måten kan metabolittene produsert av de katabolske traséene (som kalles “Metabolites Pool”) brukes i de anabolske traséene for å syntetisere mer komplekse molekyler som organismen trenger på det tidspunktet.

Blant denne puljen av metabolitter er det tre nøkkelmolekyler i prosessen: pyruvat, acetylkoenzym A og glyserol. Disse metabolittene er ansvarlige for å koble metabolismen til forskjellige biomolekyler, for eksempel lipider, karbohydrater, blant andre.

Amfibolske ruter

En amfibolsk rute fungerer som anabole eller katabolsk vei. Det vil si at det er en blandet rute.

Den mest kjente amfibolske ruten er Krebs -syklusen. Denne ruten har en grunnleggende rolle i nedbrytningen av karbohydrater, lipider og aminosyrer. Imidlertid deltar den også i produksjonen av forløpere for synteseveier.

For eksempel er Krebs -syklusmetabolitter forløperne til halvparten av aminosyrene som brukes til å bygge proteiner.

Hovedmetabolske ruter

I alle celler som er en del av levende vesener, blir en serie metabolske veier utført. Noen av disse deles av de fleste organismer.

Disse metabolske traséene inkluderer syntese, nedbrytning og konvertering av avgjørende metabolitter for livet. Denne prosessen er kjent som mellomliggende metabolisme.

Cellene må permanent ha organiske og uorganiske forbindelser, og også kjemisk energi, som hovedsakelig er oppnådd fra ATP -molekylet.

ATP (adenosin -tryposfat) er den viktigste energilagringsformen for alle celler. Og energi- og energiinvesteringene av metabolske ruter uttrykker seg vanligvis når det gjelder ATP -molekyler.

De viktigste rutene som er til stede i de aller fleste levende organismer vil bli diskutert nedenfor.

Glykolyse eller glykolyse

Figur 1: Glykolyse vs Guconeogenesis. Reaksjoner og enzymer involvert.

Glykolyse er en rute som innebærer glukosedegradering til to pyruvinsyremolekyler, og oppnår to ATP -molekyler som netto forsterkning. Det er til stede praktisk talt i alle levende organismer og regnes som en rask måte å skaffe energi.

Generelt sett er det vanligvis delt inn i to stadier. Den første innebærer passering av glukosemolekylet i to av glyseraldehyd, og investerer to ATP -molekyler. I den andre fasen genereres høye energiforbindelser, og 4 ATP- og 2 pyruvatmolekyler oppnås som sluttprodukter.

Ruten kan fortsette på to forskjellige måter. Hvis det er oksygen, avslutter molekylene oksidasjonen i respirasjonskjeden. Eller, i mangel av dette, oppstår gjæring.

Glukoneogenese

Angelherraez/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)

Glukoneogenese er en ban.

Kan tjene deg: Flora og fauna av Buenos Aires: Representative arter

Glukose er et uunnværlig underlag for visse vev, for eksempel hjerne, erytrocytter og muskler. Glukosebidraget kan fås gjennom glykogenreserver.

Imidlertid, når de er utmattet, må kroppen begynne syntesen av glukose for å imøtekomme vevets krav - grunnleggende nervevevet.

Denne ruten forekommer hovedsakelig i leveren. Det er viktig siden kroppen i faste situasjoner kan fortsette å få glukose.

Aktiveringen eller ikke av ruten er knyttet til maten til organismen. Dyr som bruker høye dietter i karbohydrater har lave glukoneogene hastigheter, mens dårlige glukosedietter krever betydelig betydelig aktivitet.

Glioxylatsyklus

Tatt og redigert fra: Den opprinnelige opplasteren var adenosin på engelsk wikipedia. /CC By-SA (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/2.5)

Denne syklusen er unik for planter og visse typer bakterier. Denne ruten oppnår transformasjon av acetylenheter, to karbonatomer, i fire -karbonenheter - kjent som succinat. Denne siste forbindelsen kan produsere energi og kan også brukes til glukosesyntese.

Hos mennesker, for eksempel, ville det være umulig å bare eksistere med acetat. I vår metabolisme kan ikke acetylkoenzym A bli pyruvat, som er en forløper for den glukoneogene banen, fordi reaksjonen fra enzymet pyruvatdehydrogenase er irreversibel er irreversibel.

Den biokjemiske logikken i syklusen ligner på sitronsyresyklusen, med unntak av de to uenige stadiene. Det forekommer i veldig spesifikke organeller av planter som kalles glioxisomes, og er spesielt viktig i frøene til noen planter som solsikker.

Krebs syklus

Tricarboxylic Acid Cycle (Krebs Cycle). Tatt og redigert fra: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemraber, Totobaggins (oversatt til spansk av Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/3.0)].

Det er en av rutene som anses som sentrale i metabolismen til organiske vesener, siden det forener metabolismen til de viktigste molekylene, inkludert proteiner, fett og karbohydrater.

Det er en komponent i cellulær respirasjon, og tar sikte på å frigjøre energien som er lagret i acetylkoenzymet A - hovedforløperen for Krebs -syklusen. Det dannes av ti enzymatiske trinn, og som vi nevnte fungerer syklusen både i anabole veier og i katabolsk.

I eukaryote organismer foregår syklusen i Mitochondria -matrisen. I prokaryotene - som mangler ekte subcellulære rom - utføres syklusen i det cytoplasmatiske regionen.

Elektron transportørkjede

Bruker: Rozzychan/CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/2.5)

Elektron transportørkjeden er dannet av en serie transportører forankret i en membran. Kjeden tar sikte på å generere energi i form av ATP.

Kjeder er i stand til å skape en elektrokjemisk gradient takket være strømmen av elektroner, avgjørende prosess for energisyntese.

Fettsyresyntese

Fettsyrer er molekyler som spiller veldig viktige artikler i celler, hovedsakelig finnes som strukturell komponent i alle biologiske membraner. Av denne grunn er syntesen av fettsyrer uunnværlig.

Det kan tjene deg: metylrød: egenskaper, forberedelser og applikasjoner

Hele synteseprosessen skjer i cytosolen til cellen. Det sentrale molekylet i prosessen kalles malonylkoenzym til. Det er ansvarlig for å gi atomer som vil danne karbonskjelettet av fettsyre i dannelse.

Beta oksidasjon av fettsyrer

Betaoksidasjon er en prosess med nedbrytning av fettsyrer. Dette oppnås med fire trinn: oksidasjon ved kjepphest, hydrering, oksidasjon av NAD+ og Tiólysis. Tidligere må fettsyre aktiveres ved å integrere koenzym til.

Produktet av de nevnte reaksjonene er enheter dannet av et par karbonatomer i form av acetylkoenzym til. Dette molekylet kan komme inn i Krebs -syklusen.

Energiytelsen til denne ruten avhenger av lengden på fettsyrekjeden. For for eksempel palmitinsyre, som har 16 karbonatomer, er nettoutbyttet 106 ATP -molekyler.

Denne ruten foregår i mitokondriene i eukaryotene. Det er også en annen alternativ rute i et rom som kalles peroksisom.

Ettersom de fleste fettsyrer er lokalisert i cellcytosol, må de transporteres til kupeen der de vil bli oksidert. Transport er avhengig av kardinita, og lar disse molekylene komme inn i mitokondriene.

Nukleotidmetabolisme

Syntesen av nukleotider er en nøkkelhendelse i cellemetabolismen, siden dette er forløperne for molekylene som utgjør en del av genetisk, DNA og RNA -materiale, og av viktige energimolekyler, for eksempel ATP og GTP.

Forløperne for syntesen av nukleotidene inkluderer forskjellige aminosyrer, ribosa 5 fosfat, karbondioksid og NH₃. Gjenopprettingsveier er ansvarlige for resirkulering av frie baser og nukleosider som frigjøres fra brudd på nukleinsyrer.

Dannelsen av purinringen foregår fra ribose 5 fosfat, blir en purinkjernen og til slutt oppnås nukleotidet.

Pyrimidinringen syntetiseres som orotisk syre. Etterfulgt av unionen til 5 fosfat ribose, blir det pyrimidin -nukleotider.

Gjæring

Forfatteren av den opprinnelige versjonen er bruker: Norro. /CC By-SA (https: // creativecommons.Org/lisenser/by-SA/4.0)

Fermenteringer er uavhengige metabolske prosesser av oksygen. De er av den katabolske typen, og sluttproduktet av prosessen er en metabolitt som fremdeles har oksidasjonspotensial. Det er forskjellige typer gjæringer, men i kroppens melkesferanse.

Laktisk gjæring foregår i cellcytoplasma. Den består av delvis glukosedbrytning for å oppnå metabolsk energi. Som avfallsstoff oppstår melkesyre.

Etter en intens økt med anaerobe øvelser, blir ikke muskelen funnet med tilstrekkelige oksygenkonsentrasjoner og melkesermentering oppstår.

Noen kroppsceller er forpliktet til å gjære, siden de mangler mitokondrier, som tilfellet er med røde blodlegemer.

I bransjen brukes gjæringsprosesser med høy frekvens, for å produsere en serie med konsumprodukter, for eksempel brød, alkoholholdige drikker, yoghurt, blant andre.

Referanser

1. Baechle, t. R., & Earle, r. W. (Eds.). (2007). Prinsipper for styrketrening og fysisk kondisjonering. Ed. Pan -American Medical.
2. Berg, J. M., STRYER, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokjemi. Jeg snudde meg.
3. Campbell, m. K., & Farrell, S. ENTEN. (2011). Biokjemi. Sjette utgave. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Biokjemi lærebok. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokjemi: tekst og atlas. Ed. Pan -American Medical.
6. Mougies, v. (2006). Treningsbiokjemi. Menneskelig kinetikk.
7. Müller-esterl, w. (2008). Biokjemi. Grunnleggende for medisin og biovitenskap. Jeg snudde meg.
8. Poortmans, J.R. (2004). Prinsipper for treningsbiokjemi. 3^Rd, Revidert utgave. Karger.
9. Voet, d., & Voet, j. G. (2006). Biokjemi. Ed. Pan -American Medical.