Anabolizma işlevleri, anabolik süreçler, katabolizma ile farklılıklar

anabolizma Küçük moleküllerden büyük moleküllerin oluşum reaksiyonlarını içeren bir metabolizma bölümüdür. Bu reaksiyon dizisinin gerçekleşmesi için, bir enerji kaynağı gereklidir ve genellikle ATP'dir (adenozin trifosfat)..

Anabolizm ve bunun metabolik tersi olan katabolizma, metabolik yollar veya esas olarak hormonlar tarafından düzenlenen ve regüle edilen yollar olarak adlandırılan bir dizi reaksiyon halinde gruplanır. Her küçük adım kademeli bir enerji aktarımı gerçekleşecek şekilde kontrol edilir.

Anabolik prosesler, biyomolekülleri oluşturan temel birimleri alabilir - amino asitler, yağ asitleri, nükleotitler ve şeker monomerleri - ve son bir enerji üreticisi olarak proteinler, lipitler, nükleik asitler ve karbonhidratlar gibi daha karmaşık bileşikler üretebilir.

indeks

• 1 İşlevler
• 2 Anabolik süreçler
  • 2.1 Yağ asitlerinin sentezi
  • 2.2 Kolesterol sentezi
  • 2.3 Nükleotid sentezi
  • 2.4 Nükleik asit sentezi
  • 2.5 Protein sentezi
  • 2.6 Glikojen sentezi
  • 2.7 Amino asitlerin sentezi
• 3 Anabolizmin düzenlenmesi
• Katabolizma ile 4 Farklılıklar
  • 4.1 Sentez bozunmasına karşı
  • 4.2 Enerji kullanımı
  • 4.3 Anabolizm ve katabolizma arasındaki denge
• 5 Kaynakça

fonksiyonlar

Metabolizma, vücutta meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonları kapsayan bir terimdir. Hücre, sentez ve bozunma reaksiyonlarının kalıcı olarak gerçekleştiği mikroskobik bir fabrikayı andırıyor.

Metabolizmanın iki amacı şunlardır: Birincisi, gıdada depolanan kimyasal enerjiyi kullanmak, ikincisi de vücutta artık çalışmayan yapıları veya maddeleri değiştirmek. Bu olaylar her organizmanın kendine özgü ihtiyaçlarına göre gerçekleşir ve hormon adı verilen kimyasal haberciler tarafından yönlendirilir..

Enerji, temel olarak gıdalarda tükettiğimiz yağ ve karbonhidratlardan gelir. Bir eksiklik olması durumunda, vücut eksikliği telafi etmek için proteinleri kullanabilir.

Aynı şekilde, rejenerasyon süreçleri anabolizm ile yakından bağlantılıdır. Dokuların yenilenmesi bir durumdur olmazsa olmazlar sağlıklı bir organizma tutmak ve düzgün çalışmak. Anabolizma, çalışmalarını sürdüren tüm hücresel bileşiklerin üretilmesinden sorumludur..

Metabolik süreçler arasında hücrede hassas bir denge vardır. Büyük moleküller katabolik reaksiyonlarla daha küçük bileşenlerine indirgenebilir ve bunun tersine işlem - küçükten büyüğe - anabolizma oluşabilir..

Anabolik süreçler

Anabolizma, genel terimlerle, "yapı" ya da hücresel bileşenlerin sentezinden sorumlu olan, enzimler tarafından katalize edilen tüm reaksiyonları (kimyasal reaksiyonların hızını birkaç büyüklük derecesinde hızlandıran küçük protein molekülleri) içerir..

Anabolik yolların genel vizyonu aşağıdaki adımları içerir: Krebs döngüsünde aracı olarak katılan basit moleküller amino asitlerdir veya kimyasal olarak amino asitlere dönüştürülür. Daha sonra bunlar daha karmaşık moleküllerde toplanır.

Bu işlemler katabolizmadan gelen kimyasal enerji gerektirir. En önemli anabolik işlemler arasında: yağ asidi sentezi, kolesterol sentezi, nükleik asit sentezi (DNA ve RNA), protein sentezi, glikojen sentezi ve amino asit sentezi.

Bu moleküllerin organizma içindeki rolü ve sentez yolları aşağıda kısaca açıklanacaktır:

Yağ asitlerinin sentezi

Lipitler, oksitlendiklerinde, özellikle triasilgliserol molekülleri, yüksek miktarda enerji üretebilen çok heterojen biyomoleküllerdir..

Yağ asitleri, arketipik lipitlerdir. Bir kafa ve hidrokarbonlardan oluşan bir kuyruktan oluşurlar. Bunlar kuyrukta çift bağları olup olmamasına bağlı olarak doymamış veya doymuş olabilir..

Lipitler, rezerv madde olarak katılmaya ek olarak, tüm biyolojik zarların temel bileşenleridir..

Yağ asitleri, hücrenin sitoplazmasında, malonil-CoA adlı bir öncü molekülten, asetil-CoA ve bikarbonattan sentezlenir. Bu molekül, yağ asidi büyümesini başlatmak için üç karbon atomu bağışında bulunur..

Malonil oluşumundan sonra, sentez reaksiyonu dört temel adımda devam eder:

-Asetil-ACP'nin, asetoasetil-ACP üreten ve bir atık madde olarak karbondioksit salgılayan bir reaksiyon olan malonil-ACP ile yoğunlaştırılması.

-İkinci aşama, asetoasetil-ACP'nin, NADPH ile D-3-hidroksibutiril-ACP'ye indirgenmesidir..

-Daha sonra, önceki ürünü (D-3-hidroksibutiril-ACP) krotonil-ACP'ye dönüştüren bir dehidrasyon reaksiyonu meydana gelir..

-Son olarak, krotonil-ACP azaltılır ve nihai ürün butiril-ACP'dir..

Kolesterol sentezi

Kolesterol tipik bir 17 karbon karbon çekirdeğine sahip bir steroldür. Fizyolojide farklı rollere sahiptir, çünkü safra asitleri, farklı hormonlar (cinsiyet dahil) gibi çeşitli moleküllere öncülük eder ve D vitamini sentezi için gereklidir.

Sentez, esas olarak karaciğer hücrelerinde, hücrenin sitoplazmasında meydana gelir. Bu anabolik yol üç faza sahiptir: ilk önce izopren birimi oluşturulur, daha sonra skualen kaynaklı birimlerin aşamalı asimilasyonu, bu lanosterol olur ve son olarak kolesterol elde edilir..

Bu yolaktaki enzimlerin aktivitesi esas olarak insülin hormonu: glukagonun nispi oranı ile düzenlenir. Bu oran arttıkça, yolun aktivitesini orantılı olarak arttırır..

Nükleotid sentezi

Nükleik asitler DNA ve RNA'dır, ilki, canlıların gelişimi ve bakımı için gerekli tüm bilgileri içerirken, ikincisi DNA'nın fonksiyonlarını tamamlar..

Hem DNA hem de RNA, temel birimi nükleotitler olan uzun polimer zincirlerinden oluşur. Nükleotitler sırayla bir şeker, bir fosfat grubu ve azotlu bir bazdan oluşur. Pürinler ve pirimidinlerin öncüsü riboz-5-fosfattır.

Pürinler ve pirimidinler karaciğerde diğerleri arasında karbondioksit, glisin, amonyak gibi öncüllerden üretilirler.

Nükleik asit sentezi

Biyolojik fonksiyonlarını yerine getirmek için nükleotitlerin uzun DNA veya RNA ipliklerine bağlanması gerekir. İşlem, reaksiyonları katalize eden bir dizi enzimi içerir..

Aynı sekanslara sahip daha fazla DNA molekülü üretmek üzere DNA kopyalanmasından sorumlu olan enzim, DNA polimerazıdır. Bu enzim senteze başlayamaz de novo, bu nedenle, zincir oluşumuna izin veren, primer adı verilen küçük bir DNA veya RNA parçası katılmalıdır..

Bu olay ek enzimlerin katılımını gerektirir. Örneğin, helikaz, DNA'nın çift sarmalının açılmasına yardımcı olur, böylece polimeraz etki edebilir ve topoizomeraz, DNA topolojisini, dolaştırarak veya çözerek değiştirebilir..

Benzer şekilde, RNA polimerazı, bir DNA molekülünden RNA'nın sentezine katılır. Önceki işlemden farklı olarak, RNA sentezi yukarıda belirtilen primer gerektirmez.

Protein sentezi

Protein sentezi, tüm canlı organizmalar için çok önemlidir. Proteinler, maddelerin taşınması veya yapısal proteinlerin rolünün alınması gibi çok çeşitli işlevleri yerine getirir..

Biyolojinin merkezi "dogma" larına göre, DNA haberci RNA’ya kopyalandıktan sonra (önceki bölümde anlatıldığı gibi), bu sırasıyla ribozomlar tarafından bir amino asit polimerine çevrilir. RNA'da, her üçlü (üç nükleotit), yirmi amino asitten biri olarak yorumlanır..

Sentez, ribozomların bulunduğu hücrenin sitoplazmasında meydana gelir. İşlem dört aşamada gerçekleşir: aktivasyon, başlatma, uzama ve sonlandırma.

Aktivasyon, belirli bir amino asidin kendisine karşılık gelen transfer RNA'ya bağlanmasından oluşur. Başlangıç, ribozomun, "başlangıç ​​faktörleri" tarafından desteklenen, haberci RNA'nın 3 'terminal kısmına bağlanmasını içerir..

Uzama, RNA mesajına göre amino asitlerin eklenmesini içerir. Son olarak, işlem sonlandırıcı prezervatif adı verilen haberci RNA'da belirli bir sekansla durur: UAA, UAG veya UGA.

Glikojen sentezi

Glikojen, tekrarlanan glikoz birimlerinden oluşan bir moleküldür. Enerji rezerv maddesi olarak işlev görür ve karaciğerde ve kasta büyük oranda bulunur.

Sentez yolu, glikojenezezi olarak adlandırılır ve enzim glikojen sentaz, ATP ve UTP'nin katılımını gerektirir. Yol, glukozun glikoz-6-fosfata fosforilasyonuyla başlar ve daha sonra glukoz-1-fosfata geçer. Bir sonraki adım, UDP-glukoz ve inorganik fosfat elde etmek için bir UDP ilavesini içerir..

UDP-glukoz molekülü, UDP nükleotidini serbest bırakarak glukoz zincirine bir alfa 1-4 bağı vasıtasıyla eklenir. Yayılmaların meydana gelmesi durumunda, 1-6.

Amino asitlerin sentezi

Amino asitler proteinleri oluşturan birimlerdir. Doğada, her biri proteinin nihai özelliklerini belirleyen benzersiz fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip 20 tip vardır..

Tüm organizmalar 20 tipi sentezleyemez. Örneğin, insan sadece 11 sentezleyebilir, kalan 9 diyete dahil edilmelidir.

Her amino asidin kendine özgü yolu vardır. Bununla birlikte, diğerlerinin yanı sıra alfa-ketoglutarat, oksaloasetat, 3-fosfogliserat, piruvat gibi öncü moleküllerden gelirler..

Anabolizmin düzenlenmesi

Daha önce de belirtildiği gibi, metabolizma, glandüler veya epitelyal olsun, özel dokular tarafından salgılanan hormon adı verilen maddeler tarafından düzenlenir. Bunlar haberciler olarak çalışıyorlar ve kimyasal yapıları oldukça heterojen..

Örneğin, insülin pankreas tarafından salgılanan bir hormondur ve metabolizma üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yüksek oranda karbonhidrat içeren yemeklerden sonra, insülin anabolik yolların uyarıcısı olarak işlev görür..

Bu nedenle hormon, yağlar veya glikojen gibi depolama maddelerinin sentezine izin veren işlemlerin aktifleştirilmesinden sorumludur..

Çocukluk, ergenlik, hamilelik sırasında veya kasların büyümesine odaklanan eğitim sırasında anabolik süreçlerin baskın olduğu yaşam süreleri vardır..

Katabolizma ile farklılıklar

Vücudumuzun içinde - özellikle de hücrelerimizin içinde - meydana gelen tüm işlemler ve kimyasal reaksiyonlar küresel olarak metabolizma olarak bilinir. Bu yüksek kontrollü olaylar dizisi sayesinde vücut ısısını büyütebilir, geliştirebilir, çoğaltabilir ve koruyabiliriz.

Bozulmaya karşı sentez

Metabolizma, canlı bir sistemin tüm temel reaksiyonlarını korumak için biyomoleküllerin (proteinler, karbonhidratlar, lipitler veya yağlar ve nükleik asitler) kullanılmasını içerir..

Bu molekülleri elde etmek günlük olarak tükettiğimiz yiyeceklerden gelir ve vücudumuz sindirim sürecinde onları daha küçük birimlere “parçalayabilir”..

Örneğin, proteinler (örneğin et veya yumurtadan gelebilir) ana bileşenlerine parçalanır: amino asitler. Aynı şekilde karbonhidratları daha küçük şeker birimlerinde, genellikle vücudumuz tarafından en çok kullanılan karbonhidratlardan biri olan glikozda işleyebiliriz..

Vücudumuz, vücudumuzun ihtiyaç duyduğu konfigürasyonda daha büyük moleküller oluşturmak için bu küçük birimleri - amino asitler, şekerler, yağ asitleri - kullanabilir..

Yeni ve daha karmaşık moleküllerin oluşumu bir anabolizm iken, parçalanma ve enerji elde etme sürecine katabolizm denir. Bu nedenle, sentez süreçleri anabolizmin ve katabolizmanın parçalanması ile ilişkilidir..

Anımsatıcı bir kural olarak, katabolizma kelimesinin "c" sini kullanabilir ve onu "kes" kelimesiyle ilişkilendirebiliriz..

Enerji kullanımı

Anabolik süreçler enerji gerektirir, bozunma süreçleri ise bu enerjiyi, çoğunlukla hücrenin enerji para birimi olarak bilinen ATP formunda üretir..

Bu enerji katabolik süreçlerden gelir. Bir iskambil destemiz olduğunu hayal edin, eğer tüm kartları düzgünce üst üste koyarsak ve onları kendiliğinden (katabolizmaya benzer) yaptıkları yere atarsak.

Ancak, onları tekrar sipariş etmek istiyorsak, sisteme enerji uygulamalı ve onları yerden toplamalıyız (anabolizme benzer).

Bazı durumlarda, katabolik yollar, işlemin başlatılmasını sağlamak için ilk adımlarında bir "enerji enjeksiyonuna" ihtiyaç duyar. Örneğin, glikoliz veya glikoliz, glikozun bozulmasıdır. Bu rota başlamak için iki ATP molekülünün kullanılmasını gerektirir..

Anabolizm ve katabolizma arasındaki denge

Sağlıklı ve yeterli bir metabolizmayı sürdürmek için, anabolizma ve katabolizma süreçleri arasında bir denge olması gerekir. Anabolizmin süreçlerinin katabolizmanın süreçlerini aşması durumunda, sentez olayları geçerli olanlardır. Aksine, vücut gereğinden fazla enerji aldığında, katabolik yollar baskındır..

Vücut sıkıntı durumları yaşadığında, hastalıklar veya uzun süreli aç kalma süreleri olarak adlandırıldığında, metabolizma bozulma yollarına odaklanır ve katabolik bir duruma girer.

referanslar

1. Chan, Y., K., Ng, K.P., & Sim, D.S.M. (Eds.). (2015). Akut Bakımın Farmakolojik Temelleri. Springer Uluslararası Yayıncılık.
2. Curtis, H. ve Barnes, N. S. (1994). Biyolojiye davet. Macmillan.
3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Moleküler hücre biyolojisi. Macmillan.
4. Ronzio, R.A. (2003). Beslenme ve sağlık ansiklopedisi. Bilgi Bankası Yayıncılığı.
5. Voet, D., Voet, J. ve Pratt, C.W. (2007). Biyokimyanın Temelleri: Moleküler seviyede Yaşam. Ed. Panamericana Medical.