Rodzaje tras metabolicznych i główne trasy

A Szlak metaboliczny Jest to zestaw reakcji chemicznych, katalizowany przez enzymy. W tym procesie cząsteczka X jest przekształcana w cząsteczkę i przez metabolity pośrednie. Drogi metaboliczne odbywają się w środowisku komórkowym.

Poza komórką reakcje te zajęłyby zbyt dużo czasu, a niektóre mogą się nie zdarzyć. Dlatego każdy krok wymaga obecności białek katalizatora zwanych enzymami. Rolą tych cząsteczek jest przyspieszenie prędkości każdej reakcji na drodze w kilku rzędach wielkości.

Główne trasy metaboliczne
Źródło: Chakazul (Talk · Wpiss) [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)], przez Wikimedia Commons.

Fizjologicznie, trasy metaboliczne są ze sobą powiązane. To znaczy nie są izolowane wewnątrz komórki. Wiele najważniejszych tras ma wspólne metabolity.

W konsekwencji zestaw wszystkich reakcji chemicznych występujących w komórkach nazywa się metabolizmem. Każda komórka charakteryzuje się wyświetlaniem określonej wydajności metabolicznej, która jest zdefiniowana przez zawartość enzymu w środku, która z kolei jest genetycznie określona.

[TOC]

Ogólne cechy tras metabolicznych

W środowisku komórkowym występuje duża liczba reakcji chemicznych. Zestaw tych reakcji jest metabolizm, a główną funkcją tego procesu jest utrzymanie homeostazy organizmu w normalnych warunkach, a także w warunkach stresowych.

Zatem musi istnieć równowaga przepływów tych metabolitów. Wśród głównych cech tras metabolicznych mamy następujące:

Reakcje są katalizowane przez enzymy

Katalizowana reakcja przez enzymy cykloksygenazy (źródło: PancRAT [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)] przez Wikimedia Commons)

Bohaterami tras metabolicznych są enzymy. Są odpowiedzialni za integrację i analizę informacji o stanie metabolicznym i są w stanie modulować swoją aktywność w oparciu o wymagania komórkowe chwili.

Metabolizm jest regulowany przez hormony

Metabolizm jest kierowany przez serię hormonów, które są w stanie koordynować reakcje metaboliczne, biorąc pod uwagę potrzeby i wydajność organizmu.

Przedział

Istnieje przedział szlaków metabolicznych. Oznacza to, że każda trasa odbywa się w określonym przedziale subkomórkowym, połączenie cytoplasma, mitochondriów,. Inne trasy mogą wystąpić jednocześnie w kilku przedziałach.

Podział tras pomaga regulacji tras anabolicznych i katabolicznych (patrz później).

Koordynacja przepływu metabolicznego

Koordynacja metabolizmu osiąga się poprzez stabilność aktywności zaangażowanych enzymów. Konieczne jest podkreślenie, że trasy anaboliczne i ich kataboliczne odpowiedniki nie są całkowicie niezależne. Natomiast są skoordynowane.

Istnieją kluczowe punkty enzymatyczne na trasach metabolicznych. W przypadku prędkości konwersji tych enzymów cały przepływ trasy jest regulowany.

Rodzaje tras metabolicznych

W biochemii wyróżnia się trzy typy głównych tras metabolicznych. Podział ten przeprowadza się zgodnie z kryteriami bioenergetycznymi: trasy kataboliczne, anaboliczne i płazów.

Trasy kataboliczne

Drogi kataboliczne obejmują reakcje degradacji oksydacyjnych. Są one przeprowadzane w celu uzyskania energii i zmniejszenia mocy, które będą następnie wykorzystywane przez komórkę w innych reakcjach.

Większość cząsteczek organicznych nie jest syntetyzowana przez ciało. Natomiast musimy to spożywać przez jedzenie. W reakcjach katabolicznych cząsteczki te degradowane są w monomerach, które je tworzą, które mogą być stosowane przez komórki.

Może ci służyć: glikoliza aerobia: co to jest, reakcje, pośredniki glikolityczne

Trasy anaboliczne

Drogi anaboliczne obejmują reakcje chemiczne syntezy, przyjmujące małe i proste cząsteczki oraz przekształcając je w większe i bardziej złożone pierwiastki.

Aby te reakcje miały miejsce, konieczne jest dostępna energia. Skąd pochodzi ta energia? Dróg katabolicznych, głównie w postaci ATP.

W ten sposób metabolity wytwarzane przez szlaki kataboliczne (które są nazywane „puli metabolitów”) mogą być stosowane na szlakach anabolicznych w celu syntezy bardziej złożonych cząsteczek, których organizm potrzebuje w tym czasie.

Wśród tej puli metabolitów istnieją trzy kluczowe cząsteczki tego procesu: pirogronian, koenzym acetylowy A i glicerol. Te metabolity są odpowiedzialne za połączenie metabolizmu różnych biomolekuł, takich jak lipidy, węglowodany, między innymi.

Drogi płazów

Trasa amfiboliczna działa jako szlak anaboliczny lub kataboliczny. To znaczy jest to trasa mieszana.

Najbardziej znaną trasą amfiboliczną jest cykl Krebsa. Ta trasa odgrywa fundamentalną rolę w degradacji węglowodanów, lipidów i aminokwasów. Uczestniczy także w produkcji prekursorów dróg syntezy.

Na przykład metabolity cyklu Krebsa są prekursorami połowy aminokwasów, które są używane do budowy białek.

Główne trasy metaboliczne

We wszystkich komórkach, które są częścią żywych istot, przeprowadzana jest seria szlaków metabolicznych. Niektóre z nich są dzielone przez większość organizmów.

Te szlaki metaboliczne obejmują syntezę, degradację i konwersję kluczowych metabolitów na całe życie. Proces ten jest znany jako metabolizm pośredni.

Komórki na stałe muszą mieć związki organiczne i nieorganiczne, a także energię chemiczną, która jest głównie uzyskana z cząsteczki ATP.

ATP (tryposforan adenozyny) jest najważniejszą formą magazynowania energii wszystkich komórek. A inwestycje energetyczne i energetyczne dróg metabolicznych zwykle wyrażają się pod względem cząsteczek ATP.

Najważniejsze trasy obecne w zdecydowanej większości żywych organizmów zostaną omówione poniżej.

Glikoliza lub glikoliza

Rycina 1: Glikoliza vs guconeogeneza. Zaangażowane reakcje i enzymy.

Glikoliza jest drogą obejmującą degradację glukozy do dwóch cząsteczek kwasu piruwicznego, uzyskiwane dwie cząsteczki ATP jako wzmocnienie netto. Jest obecny praktycznie we wszystkich żywych organizmach i jest uważany za szybki sposób na uzyskanie energii.

Ogólnie rzecz biorąc, jest zwykle podzielony na dwa etapy. Pierwszy obejmuje przejście cząsteczki glukozy w dwóch gliceraldehydu, inwestując dwie cząsteczki ATP. W drugiej fazie generowane są związki o wysokiej energii, a 4 ATP i 2 cząsteczki pirogronianu uzyskuje się jako produkty końcowe.

Trasa może trwać na dwa różne sposoby. Jeśli jest tlen, cząsteczki kończą utlenianie w łańcuchu oddechowym. Lub, przy braku tego, zachodzi fermentacja.

Glukoneogeneza

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

Glukoneogeneza jest ścieżką jest synteza glukozy, zaczynając od aminokwasów (z wyjątkiem leucyny i lizyny), mleczanu, glicerolu lub dowolnego pośredników cyklu Krebsa.

Może ci służyć: flora i fauna Buenos Aires: reprezentatywne gatunki

Glukoza jest niezbędnym podłożem dla niektórych tkanek, takich jak mózg, erytrocyty i mięśnie. Wkład glukozy można uzyskać za pomocą rezerw glikogenu.

Jednak gdy są wyczerpane, ciało musi rozpocząć syntezę glukozy, aby sprostać wymaganiom tkanek - zasadniczo tkanki nerwowej.

Ta trasa występuje głównie w wątrobie. Jest to niezbędne, ponieważ w sytuacjach na czczo ciało może nadal uzyskać glukozę.

Aktywacja lub nie trasy jest powiązana z pokarmem organizmu. Zwierzęta, które spożywają wysokie diety w węglowodanach, mają niskie wskaźniki glukoneogenne, podczas gdy słabe diety glukozy wymagają znaczącej znaczącej aktywności.

Cykl glioksylanu

Zrobione i zredagowane z: Oryginalnym przesyłaczem była adenozyna w angielskiej Wikipedii. /CC BY-SA (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.5)

Ten cykl jest unikalny dla roślin i niektórych rodzajów bakterii. Ta trasa osiąga transformację jednostek acetylowych, dwóch węgli, w czterech jednostkach węglowych - znanych jako bursztynian. Ten ostatni związek może wytwarzać energię i może być również stosowany do syntezy glukozy.

Na przykład u ludzi nie można by przetrwać tylko z octanem. W naszym metabolizmie koenzym acetylu A nie może stać się pirogronianem, który jest prekursorem szlaku glukoneogennego, ponieważ reakcja dehydrogenazy pirogronianu enzymu jest nieodwracalna jest nieodwracalna.

Logika biochemiczna cyklu jest podobna do logiki cyklu kwasu cytrynowego, z wyjątkiem dwóch etapów odrzucających. Występuje w bardzo specyficznych organellach roślin zwanych glejsysomami i jest szczególnie ważny w nasionach niektórych roślin, takich jak słoneczniki.

cykl Krebsa

Cykl kwasu trikarboksylowego (cykl Krebsa). Zrobione i zredagowane z: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (przetłumaczone na hiszpański przez Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)].

Jest to jedna z tras uważanych za centralną w metabolizmie istot organicznych, ponieważ jednoczy metabolizm najważniejszych cząsteczek, w tym białka, tłuszcze i węglowodanów.

Jest składnikiem oddychania komórkowego i ma na celu uwolnienie energii przechowywanej w koenzymie acetylowym A - głównym prekursorze cyklu Krebsa. Jest tworzony przez dziesięć etapów enzymatycznych i, jak wspomnieliśmy, cykl działa zarówno na drogach anabolicznych, jak i w katabolice.

W organizmach eukariotycznych cykl ma miejsce w macierzy mitochondriów. W prokariotach - które nie mają prawdziwych przedziałów subkomórkowych - cykl odbywa się w regionie cytoplazmatycznym.

Łańcuch przenośnika elektronów

Użytkownik: Rozzychan/CC BY-SA (https: // creativeCommons.ORG/Licencje/BY-SA/2.5)

Łańcuch przenośnika elektronów jest tworzony przez serię przewoźników zakotwiczonych w błonie. Łańcuch ma na celu generowanie energii w postaci ATP.

Łańcuchy są w stanie stworzyć gradient elektrochemiczny dzięki przepływowi elektronów, kluczowym procesie syntezy energii.

Synteza kwasów tłuszczowych

Kwasy tłuszczowe to cząsteczki, które odgrywają bardzo ważne papiery w komórkach, głównie znajdują się jako składnik strukturalny wszystkich błon biologicznych. Z tego powodu synteza kwasów tłuszczowych jest niezbędna.

Może ci służyć: czerwony metylowy: cechy, przygotowanie i zastosowania

Cały proces syntezy występuje w cytosolu komórki. Centralna cząsteczka procesu nazywa się koenzymem malonylowym. Jest odpowiedzialny za dostarczanie atomów, które będą tworzyć szkielet węglowy kwasu tłuszczowego w tworzeniu.

Utlenianie beta kwasów tłuszczowych

Utlenianie beta jest procesem degradacji kwasów tłuszczowych. Osiąga to cztery etapy: utlenianie przez modę, nawodnienie, utlenianie przez NAD+ i Tiólysis. Wcześniej kwas tłuszczowy należy aktywować poprzez integrację koenzymu do.

Iloczyn wyżej wymienionych reakcji to jednostki utworzone przez parę węgli w postaci koenzymu acetylowego. Ta cząsteczka może wejść do cyklu Krebsa.

Wydajność energetyczna tej trasy zależy od długości łańcucha kwasu tłuszczowego. Na przykład w przypadku kwasu palmitynowego, który ma 16 węgli, wydajność netto wynosi 106 ATP cząsteczki.

Ta trasa odbywa się w mitochondriach eukariotów. Istnieje również inna alternatywna trasa w przedziale zwanym peroksysomem.

Ponieważ większość kwasów tłuszczowych znajduje się w cytosolu komórkowym, należy je przetransportować do przedziału, gdzie zostaną utlenione. Transport zależy od Cardinita i pozwala tym cząsteczkom wejść do mitochondriów.

Metabolizm nukleotydowy

Synteza nukleotydów jest kluczowym zdarzeniem w metabolizmie komórkowej, ponieważ są to prekursory cząsteczek, które stanowią część materiału genetycznego, DNA i RNA oraz ważnych cząsteczek energii, takich jak ATP i GTP.

Prekursory syntezy nukleotydów obejmują różne aminokwasy, fosforan rybozy 5, dwutlenek węgla i NH₃. Drogi odzyskiwania są odpowiedzialne za recykling wolnych zasad i nukleozydów uwalnianych z pęknięcia kwasów nukleinowych.

Tworzenie pierścienia purynowego odbywa się z fosforanu rybozy 5, staje się jądrem purynowym i na koniec otrzymuje się nukleotyd.

Pierścień pirymidynowy jest syntetyzowany jako kwas orotyczny. A następnie związek z 5 fosforanem, staje się ona nukleotydami pirymidynowymi.

Fermentacja

Autor oryginalnej wersji jest użytkownik: Norro. /CC BY-SA (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)

Fermentacje są niezależnymi procesami metabolicznymi tlenu. Są typu katabolicznego, a końcowym produktem procesu jest metabolit, który nadal ma potencjał utleniania. Istnieją różne rodzaje fermentacji, ale w naszym ciele fermentacji mlekowej.

Fermentacja mlekowa ma miejsce w cytoplazmie komórkowej. Składa się z częściowej degradacji glukozy w celu uzyskania energii metabolicznej. Jako substancja odpadowa występuje kwas mlekowy.

Po intensywnej sesji ćwiczeń beztlenowych, mięsień nie występuje z odpowiednimi stężeniami tlenu i zachodzi fermentacja mlekowa.

Niektóre komórki ciała są zobowiązane do fermentacji, ponieważ brakuje im mitochondriów, podobnie jak w przypadku czerwonych krwinek.

W branży procesy fermentacji są stosowane z wysoką częstotliwością, do produkcji szeregu produktów konsumpcyjnych, takich jak chleb, napoje alkoholowe, jogurt,.

Bibliografia

1. Baechle, t. R., & Earle, r. W. (Eds.). (2007). Zasady treningu siłowego i uwarunkowań fizycznych. Wyd. Pan -american Medical.
2. Berg, J. M., Stryer, L., I Tymoczko, J. L. (2007). Biochemia. Odwróciłem się.
3. Campbell, m. K., & Farrell, s. ALBO. (2011). Biochemia. Szósta edycja. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Podręcznik biochemii. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biochemia: tekst i atlas. Wyd. Pan -american Medical.
6. Mougies, v. (2006). Ćwicz biochemię. Ludzka kinetyka.
7. Müller-Esterl, w. (2008). Biochemia. Podstawy medycyny i nauk przyrodniczych. Odwróciłem się.
8. Poortmans, j.R. (2004). Zasady biochemii ćwiczeń. 3^{R & D}, Wydanie poprawione. Karger.
9. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biochemia. Wyd. Pan -american Medical.