Jenis Laluan Metabolik dan Laluan Utama

A Laluan metabolik Ia adalah satu set tindak balas kimia, dikatalisis oleh enzim. Dalam proses ini, molekul x diubah menjadi molekul dan, melalui metabolit perantara. Laluan metabolik berlaku di persekitaran sel.

Di luar sel, tindak balas ini akan mengambil masa yang terlalu banyak, dan ada yang mungkin tidak berlaku. Oleh itu, setiap langkah memerlukan kehadiran protein pemangkin yang disebut enzim. Peranan molekul ini adalah untuk mempercepat kelajuan setiap tindak balas di dalam jalan dalam beberapa pesanan magnitud.

Laluan metabolik utama
Sumber: Chakazul (Talk · Contribs) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)], melalui Wikimedia Commons.

Laluan metabolik secara fisiologi bersambung antara satu sama lain. Iaitu, mereka tidak terpencil di dalam sel. Banyak laluan yang paling penting berkongsi metabolit yang sama.

Oleh itu, set semua tindak balas kimia yang berlaku dalam sel dipanggil metabolisme. Setiap sel dicirikan dengan memaparkan prestasi metabolik tertentu, yang ditakrifkan oleh kandungan enzim di dalamnya, yang seterusnya ditentukan secara genetik.

[TOC]

Ciri -ciri umum laluan metabolik

Di dalam persekitaran sel, sebilangan besar tindak balas kimia berlaku. Set reaksi ini adalah metabolisme, dan fungsi utama proses ini adalah untuk mengekalkan homeostasis organisma di bawah keadaan normal, dan juga di bawah keadaan tekanan.

Oleh itu, mesti ada keseimbangan aliran metabolit ini. Antara ciri -ciri utama laluan metabolik yang kita ada berikut:

Reaksi dipangkin oleh enzim

Reaksi katalin oleh enzim sikloksigenase (Sumber: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)

Protagonis laluan metabolik adalah enzim. Mereka bertanggungjawab untuk mengintegrasikan dan menganalisis maklumat mengenai keadaan metabolik dan dapat memodulasi aktiviti mereka berdasarkan keperluan selular pada masa ini.

Metabolisme dikawal oleh hormon

Metabolisme diarahkan oleh satu siri hormon, yang dapat menyelaraskan tindak balas metabolik, memandangkan keperluan dan prestasi organisma.

Pemisahan

Terdapat pemisahan laluan metabolik. Iaitu, setiap laluan berlaku di petak subselular tertentu, panggil sitoplasma, mitokondria, antara lain. Laluan lain boleh berlaku di beberapa petak secara serentak.

Pengasingan laluan membantu peraturan laluan anabolik dan katabolik (lihat kemudian).

Penyelarasan aliran metabolik

Penyelarasan metabolisme dicapai dengan kestabilan aktiviti enzim yang terlibat. Adalah perlu untuk menekankan bahawa laluan anabolik dan rakan -rakan katabolik mereka tidak sepenuhnya bebas. Sebaliknya, mereka diselaraskan.

Terdapat titik enzimatik utama dalam laluan metabolik. Dengan kelajuan penukaran enzim ini, keseluruhan aliran laluan dikawal selia.

Jenis laluan metabolik

Dalam biokimia, tiga jenis laluan metabolik utama dibezakan. Bahagian ini dijalankan berikutan kriteria bioenergetik: laluan katabolik, anabolik dan amfibolik.

Laluan katabolik

Laluan katabolik termasuk tindak balas degradasi oksidatif. Mereka dijalankan dengan tujuan mendapatkan tenaga dan mengurangkan kuasa, yang kemudiannya akan digunakan oleh sel dalam reaksi lain.

Molekul paling organik tidak disintesis oleh badan. Sebaliknya, kita mesti memakannya melalui makanan. Dalam tindak balas katabolik, molekul ini dihina dalam monomer yang mengarangnya, yang boleh digunakan oleh sel.

Ia boleh melayani anda: glikolisis aerobia: Apa, reaksi, perantara glikolitik

Laluan anabolik

Laluan anabolik terdiri daripada tindak balas kimia sintesis, mengambil molekul kecil dan mudah, dan mengubahnya menjadi elemen yang lebih besar dan lebih kompleks.

Untuk tindak balas ini berlaku, perlu ada tenaga yang ada. Dari mana tenaga ini datang? Jalan katabolik, terutamanya dalam bentuk ATP.

Dengan cara ini, metabolit yang dihasilkan oleh laluan katabolik (yang dipanggil "kolam metabolit") boleh digunakan dalam laluan anabolik untuk mensintesis molekul yang lebih kompleks yang diperlukan oleh organisma pada masa itu.

Di antara kolam metabolit ini, terdapat tiga molekul utama proses: pyruvate, asetil coenzyme A dan gliserol. Metabolit ini bertanggungjawab untuk menghubungkan metabolisme biomolekul yang berbeza, seperti lipid, karbohidrat, antara lain.

Laluan Amfibolik

Laluan amphibolik berfungsi sebagai laluan anabolik atau katabolik. Iaitu, ia adalah laluan bercampur.

Laluan amphibolic yang paling terkenal ialah kitaran Krebs. Laluan ini mempunyai peranan asas dalam kemerosotan karbohidrat, lipid dan asid amino. Walau bagaimanapun, ia juga mengambil bahagian dalam pengeluaran prekursor untuk laluan sintesis.

Sebagai contoh, metabolit kitaran Krebs adalah prekursor separuh asid amino yang digunakan untuk membina protein.

Laluan metabolik utama

Di semua sel yang merupakan sebahagian daripada makhluk hidup, satu siri laluan metabolik dijalankan. Sebahagian daripadanya dikongsi oleh kebanyakan organisma.

Laluan metabolik ini termasuk sintesis, degradasi dan penukaran metabolit penting seumur hidup. Proses ini dikenali sebagai metabolisme pertengahan.

Sel -sel secara kekal perlu mempunyai sebatian organik dan bukan organik, dan juga tenaga kimia, yang kebanyakannya diperolehi dari molekul ATP.

ATP (adenosine tryposphate) adalah bentuk penyimpanan tenaga yang paling penting bagi semua sel. Dan pelaburan tenaga dan tenaga laluan metabolik biasanya menyatakan diri dari segi molekul ATP.

Laluan terpenting yang terdapat dalam kebanyakan organisma hidup akan dibincangkan di bawah.

Glikolisis atau glikolisis

Rajah 1: Glikolisis vs guconeogenesis. Reaksi dan enzim yang terlibat.

Glikolisis adalah laluan yang melibatkan kemerosotan glukosa kepada dua molekul asid piruvik, memperoleh dua molekul ATP sebagai keuntungan bersih. Ia hadir hampir dalam semua organisma hidup dan dianggap cara cepat untuk mendapatkan tenaga.

Secara umum, biasanya dibahagikan kepada dua peringkat. Yang pertama melibatkan laluan molekul glukosa dalam dua glyceraldehyde, melabur dua molekul ATP. Dalam fasa kedua sebatian tenaga tinggi dihasilkan, dan 4 ATP dan 2 molekul piruvat diperolehi sebagai produk akhir.

Laluan ini dapat diteruskan dengan dua cara yang berbeza. Sekiranya terdapat oksigen, molekul menamatkan pengoksidaan mereka dalam rantai pernafasan. Atau, jika tiada ini, penapaian berlaku.

Gluconeogenesis

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

Gluconeogenesis adalah jalan adalah sintesis glukosa, bermula dengan asid amino (kecuali leucine dan lisin), laktat, gliserol atau mana -mana perantara kitaran Krebs.

Boleh melayani anda: Flora dan Fauna Buenos Aires: Spesies Perwakilan

Glukosa adalah substrat yang sangat diperlukan untuk tisu tertentu, seperti otak, erythrocytes dan otot. Sumbangan glukosa dapat diperoleh melalui rizab glikogen.

Walau bagaimanapun, apabila mereka habis, badan mesti memulakan sintesis glukosa untuk memenuhi tuntutan tisu - pada asasnya tisu saraf.

Laluan ini berlaku terutamanya di hati. Sangat penting sejak, dalam situasi puasa, badan dapat terus mendapat glukosa.

Pengaktifan atau tidak dari laluan dikaitkan dengan makanan organisma. Haiwan yang menggunakan diet yang tinggi dalam karbohidrat mempunyai kadar glukoneogenik yang rendah, sementara diet glukosa yang lemah memerlukan aktiviti yang signifikan.

Kitaran glioxylate

Diambil dan diedit dari: pemuat semula asal adalah adenosine di Wikipedia Bahasa Inggeris. /CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/2.5)

Kitaran ini unik untuk tumbuh -tumbuhan dan jenis bakteria tertentu. Laluan ini mencapai transformasi unit asetil, dua karbon, dalam empat unit karbon - dikenali sebagai succinate. Kompaun terakhir ini boleh menghasilkan tenaga dan juga boleh digunakan untuk sintesis glukosa.

Pada manusia, misalnya, tidak mustahil untuk wujud hanya dengan acetate. Dalam metabolism.

Logik biokimia kitaran sama dengan kitaran asid sitrik, kecuali dua peringkat pembatalan. Ia berlaku dalam organel tumbuhan yang sangat spesifik yang disebut glioxisomes, dan sangat penting dalam benih beberapa tumbuhan seperti bunga matahari.

Kitaran Krebs

Kitaran asid tricarboxylic (kitaran Krebs). Diedit dan diedit dari: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (diterjemahkan ke dalam bahasa Sepanyol oleh Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/3.0)].

Ia adalah salah satu laluan yang dianggap sebagai pusat dalam metabolisme makhluk organik, kerana ia menyatukan metabolisme molekul yang paling penting, termasuk protein, lemak dan karbohidrat.

Ia adalah komponen pernafasan selular, dan bertujuan untuk melepaskan tenaga yang disimpan dalam coenzyme asetil A - prekursor utama kitaran Krebs. Ia dibentuk oleh sepuluh langkah enzimatik dan, seperti yang telah kita nyatakan, kitaran berfungsi di jalan anabolik, dan dalam katabolik.

Dalam organisma eukariotik, kitaran berlaku dalam matriks mitokondria. Dalam prokariot - yang kekurangan ruang subselular yang benar - kitaran dijalankan di kawasan sitoplasma.

Rantai penghantar elektron

Pengguna: Rozzychan/CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/2.5)

Rantaian penghantar elektron dibentuk oleh satu siri pembawa yang berlabuh dalam membran. Rantai ini bertujuan untuk menjana tenaga dalam bentuk ATP.

Rantai dapat mewujudkan kecerunan elektrokimia terima kasih kepada aliran elektron, proses penting untuk sintesis tenaga.

Sintesis asid lemak

Asid lemak adalah molekul yang memainkan kertas yang sangat penting dalam sel, terutamanya didapati sebagai komponen struktur semua membran biologi. Atas sebab ini, sintesis asid lemak sangat diperlukan.

Ia boleh melayani anda: metil merah: ciri, penyediaan dan aplikasi

Keseluruhan proses sintesis berlaku di sitosol sel. Molekul pusat proses itu dipanggil malonl coenzyme ke. Ia bertanggungjawab untuk menyediakan atom yang akan membentuk kerangka karbon asid lemak dalam pembentukan.

Pengoksidaan beta asid lemak

Pengoksidaan beta adalah proses kemerosotan asid lemak. Ini dicapai dengan empat langkah: pengoksidaan oleh FAD, penghidratan, pengoksidaan oleh NAD+ dan Tiólysis. Sebelum ini, asid lemak perlu diaktifkan dengan mengintegrasikan koenzim ke.

Produk tindak balas yang disebutkan di atas adalah unit yang dibentuk oleh sepasang karbon dalam bentuk coenzyme asetil ke. Molekul ini boleh memasuki kitaran Krebs.

Prestasi tenaga laluan ini bergantung pada panjang rantai asid lemak. Untuk asid palmitik, sebagai contoh, yang mempunyai 16 karbon, hasil bersih ialah 106 molekul ATP.

Laluan ini berlaku di mitokondria eukariota. Terdapat juga laluan alternatif lain dalam petak yang disebut peroxisome.

Oleh kerana kebanyakan asid lemak terletak di sitosol sel, mereka mesti diangkut ke petak di mana mereka akan teroksida. Pengangkutan bergantung kepada kardinita, dan membolehkan molekul ini memasuki mitokondria.

Metabolisme nukleotida

Sintesis nukleotida adalah peristiwa utama dalam metabolisme sel, kerana ini adalah prekursor molekul yang menjadi sebahagian daripada bahan genetik, DNA dan RNA, dan molekul tenaga penting, seperti ATP dan GTP.

Prekursor sintesis nukleotida termasuk asid amino yang berbeza, ribosa 5 fosfat, karbon dioksida dan NH₃. Laluan pemulihan bertanggungjawab untuk mengitar semula pangkalan bebas dan nukleosida yang dikeluarkan dari pecah asid nukleat.

Pembentukan cincin purine berlaku dari ribosa 5 fosfat, menjadi nukleus purine dan akhirnya nukleotida diperolehi.

Cincin pyrimidine disintesis sebagai asid orotik. Diikuti oleh kesatuan kepada 5 ribosa fosfat, ia menjadi nukleotida pyrimidine.

Penapaian

Pengarang versi asal adalah pengguna: Norro. /CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0)

Fermentasi adalah proses metabolik bebas oksigen. Mereka adalah jenis katabolik dan produk akhir prosesnya adalah metabolit yang masih mempunyai potensi pengoksidaan. Terdapat pelbagai jenis penapaian, tetapi dalam penapaian laktik badan kita.

Fermentasi laktik berlaku dalam sitoplasma sel. Ia terdiri daripada kemerosotan glukosa separa untuk mendapatkan tenaga metabolik. Sebagai bahan sisa, asid laktik berlaku.

Selepas sesi latihan anaerobik yang sengit, otot tidak dijumpai dengan kepekatan oksigen yang mencukupi dan penapaian laktik berlaku.

Sesetengah sel badan diwajibkan untuk ditapai, kerana mereka kekurangan mitokondria, seperti halnya sel darah merah.

Dalam industri, proses penapaian digunakan dengan kekerapan tinggi, untuk menghasilkan satu siri produk penggunaan manusia, seperti roti, minuman beralkohol, yogurt, antara lain.

Rujukan

1. Baechle, t. R., & Earle, r. W. (Eds.). (2007). Prinsip latihan kekuatan dan penyaman fizikal. Ed. Pan -American Medical.
2. Berg, j. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokimia. Saya terbalik.
3. Campbell, m. K., & Farrell, s. Sama ada. (2011). Biokimia. Edisi keenam. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Buku Teks Biokimia. John Wiley & Sons.
5. Koolman, j., & Röhm, k. H. (2005). Biokimia: Teks dan Atlas. Ed. Pan -American Medical.
6. Mougies, v. (2006). Latihan Biokimia. Kinetik manusia.
7. Müller-Esterl, w. (2008). Biokimia. Asas untuk Perubatan dan Sains Hayat. Saya terbalik.
8. Poortmans, j.R. (2004). Prinsip Biokimia Latihan. 3^Rd, Edisi yang disemak semula. Karger.
9. Voet, d., & Voet, j. G. (2006). Biokimia. Ed. Pan -American Medical.