Metabolik yollar çeşitleri ve ana yollar



bir metabolik yol Enzimler tarafından katalize edilen bir dizi kimyasal reaksiyondur. Bu işlemde, bir X molekülü, ara metabolitler vasıtasıyla bir Y molekülüne dönüştürülür. Metabolik yollar hücresel ortamda gerçekleşir.

Hücre dışında, bu reaksiyonlar çok fazla zaman alacaktır ve bazıları gerçekleşmeyebilir. Bu nedenle, her adım enzimler adı verilen katalitik proteinlerin varlığını gerektirir. Bu moleküllerin rolü, yol içindeki her reaksiyonun hızını birkaç büyüklük derecesinde hızlandırmaktır..

Fizyolojik olarak, metabolik yollar birbirleriyle bağlantılıdır. Yani, hücre içinde izole edilmezler. En önemli rotaların çoğu ortak metabolitleri paylaşır.

Sonuç olarak, hücrelerde meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonların setine metabolizma denir. Her bir hücre, genetik olarak belirlenen, içindeki enzimlerin içeriği ile tanımlanan belirli bir metabolik performans sergilemekle karakterize edilir..

indeks

  • 1 Metabolik yolların genel özellikleri
    • 1.1 Tepkimeler enzimler tarafından katalize edilir
    • 1.2 Metabolizma hormonlar tarafından düzenlenir
    • 1.3 Bölümlendirme
    • 1.4 Metabolik akının koordinasyonu
  • 2 Metabolik yol çeşitleri
    • 2.1 Katabolik yollar
    • 2.2 Anabolik yollar
    • 2.3 Amfibolik yollar
  • 3 Ana metabolik yollar
    • 3.1 Glikoliz veya glikoliz
    • 3.2 Glukoneogenez
    • 3.3 Glyoksilat döngüsü
    • 3.4 Krebs döngüsü
    • 3.5 Elektron taşıma zinciri
    • 3.6 Yağ asitlerinin sentezi
    • 3.7 Yağ asitlerinin beta oksidasyonu
    • 3.8 Nükleotidlerin metabolizması
    • 3.9 Fermantasyon
  • 4 Kaynakça

Metabolik yolların genel özellikleri

Hücresel ortamda, çok sayıda kimyasal reaksiyon meydana gelir. Bu reaksiyonların seti metabolizmadır ve bu işlemin ana işlevi organizmanın homeostazını normal koşullar altında ve ayrıca stres koşulları altında tutmaktır..

Bu nedenle, bu metabolitlerin akışlarının bir dengesi olması gerekir. Metabolik yolların temel özellikleri arasında aşağıdakilere sahibiz:

Reaksiyonlar enzimler tarafından katalize edilir

Metabolik yolların kahramanları enzimlerdir. Metabolik durum hakkındaki bilgiyi bütünleştirmek ve analiz etmekten sorumludurlar ve faaliyetlerini o anın hücresel gereksinimlerine göre düzenleyebilirler.

Metabolizma hormonlar tarafından düzenlenir

Metabolizma, organizmanın gereksinimlerini ve performansını dikkate alarak metabolik reaksiyonları koordine edebilen bir dizi hormon tarafından yönlendirilir..

bölmelere

Metabolik yolların bir bölümlenmesi var. Yani, her yol diğerlerinin yanı sıra, belirli bir hücre altı kompartmanında gerçekleşir, buna sitoplazma, mitokondri der. Diğer yollar aynı anda birkaç bölmede ortaya çıkabilir.

Güzergahların bölümlere ayrılması, anabolik ve katabolik güzergahların düzenlenmesine yardımcı olur (aşağıya bakınız).

Metabolik akış koordinasyonu

Metabolizmanın koordinasyonu, dahil olan enzimlerin aktivitesinin stabilitesi ile sağlanır. Anabolik yolların ve bunların katabolik meslektaşlarının tamamen bağımsız olmadığını vurgulamak gerekir. Buna karşılık, koordineli.

Metabolik yollar içinde anahtar enzimatik noktalar vardır. Bu enzimlerin dönüşüm hızı ile, güzergahın tüm akışı düzenlenir.

Metabolik yol çeşitleri

Biyokimyada üç tip ana metabolik yol ayırt edilir. Bu bölüm biyoenerjetik kriterleri takip ederek gerçekleştirilir: katabolik, anabolik ve amfibolik yollar.

Katabolik yollar

Katabolik yollar oksidatif degradasyon reaksiyonlarını içerir. Daha sonra hücre tarafından diğer reaksiyonlarda kullanılacak enerji ve azaltma gücü elde etmek için gerçekleştirilirler..

Çoğu organik molekül organizma tarafından sentezlenmez. Aksine, onu yiyeceklerle tüketmeliyiz. Katabolik reaksiyonlarda, bu moleküller, hücrelerin kullanabileceği, onları oluşturan monomerlere indirgenir..

Anabolik yollar

Anabolik yollar, küçük ve basit moleküller alan ve bunları daha büyük ve daha karmaşık elementlere dönüştüren sentetik kimyasal reaksiyonları içerir..

Bu reaksiyonların gerçekleşmesi için mevcut enerji bulunmalıdır. Bu enerji nereden geliyor? Katabolik yollardan, öncelikle ATP.

Bu şekilde, katabolik yolakların (küresel olarak "metabolit havuzu" olarak adlandırılır) ürettiği metabolitler, vücudun şu anda ihtiyaç duyduğu daha karmaşık molekülleri sentezlemek için anabolik yolaklarda kullanılabilir..

Bu metabolit havuzu arasında, işlemin üç ana molekülü vardır: piruvat, asetil koenzim A ve gliserol. Bu metabolitler, lipitler, karbonhidratlar gibi farklı biyomoleküllerin metabolizmasını diğerleri arasında bağlamaktan sorumludur..

Amfibolik yollar

Bir amfibol yolu, bir anabolik veya katabolik yol olarak çalışır. Yani, karışık bir yol.

En iyi bilinen amfibol yolu Krebs döngüsüdür. Bu rota karbonhidratların, lipidlerin ve amino asitlerin bozulmasında temel bir rol oynar. Bununla birlikte, sentetik yollar için öncüllerin üretimine de katılır..

Örneğin, Krebs döngüsü metabolitleri, proteinlerin yapımında kullanılan amino asitlerin yarısının öncüleridir..

Ana metabolik yollar

Canlıların bir parçası olan tüm hücrelerde, bir dizi metabolik yol gerçekleştirilir. Bunların bazıları organizmaların çoğunda paylaşılıyor.

Bu metabolik yollar, yaşam için önemli metabolitlerin sentezini, bozulmasını ve dönüşümünü içerir. Bütün bu süreç ara metabolizma olarak bilinir..

Hücrelerin kalıcı organik ve inorganik bileşiklere ve ayrıca çoğunlukla ATP molekülünden elde edilen kimyasal enerjiye sahip olmaları gerekir..

ATP (adenozin trifosfat), tüm hücrelerin en önemli enerji depolama şeklidir. Metabolik yolların enerji kazançları ve yatırımları genellikle ATP molekülleri cinsinden ifade edilir..

Daha sonra, canlı organizmaların büyük çoğunluğunda bulunan en önemli yollar tartışılacaktır..

Glikoliz veya glikoliz

Glikoliz, glikozun iki piruvik asit molekülüne parçalanmasını içeren ve net bir kazanç olarak iki ATP molekülü elde eden bir yoldur. Neredeyse tüm canlı organizmalarda bulunur ve enerji elde etmenin hızlı bir yolu olarak kabul edilir..

Genelde, genellikle iki aşamaya ayrılır. Birincisi, iki ATP molekülünü tersine çevirerek iki gliseraldehit içindeki glikoz molekülünün geçişini içerir. İkinci aşamada, yüksek enerjili bileşikler üretilir ve son ürünler olarak 4 molekül ATP ve 2 piruvat elde edilir..

Rota iki farklı şekilde devam edebilir. Oksijen varsa, moleküller solunum zincirindeki oksidasyonlarını sona erdirir. Veya, bunun yokluğunda, fermantasyon meydana gelir.

glukoneogenez

Glukoneogenezis, amino asitlerden başlayarak (lösin ve lisin hariç), laktat, gliserol veya Krebs döngüsünün ara maddelerinden herhangi biriyle başlayan bir glikoz sentezi yoludur..

Glikoz, beyin, eritrositler ve kaslar gibi bazı dokular için vazgeçilmez bir substrattır. Glikoz katkısı glikojen rezervleri yoluyla elde edilebilir.

Bununla birlikte, bunlar tükendiğinde, vücut, dokuların - özellikle de sinir dokusunun taleplerini karşılamak için - glikoz sentezine başlamalıdır..

Bu yol esas olarak karaciğerde görülür. Hayatidir çünkü oruç durumunda, vücut glukoz almaya devam edebilir.

Yolun aktivasyonu ya da olmaması organizmanın beslenmesiyle bağlantılıdır. Karbonhidratlarda yüksek diyetler tüketen hayvanlar düşük glukoneojenik oranlara sahipken düşük glikozlu diyetler önemli glukoneojenik aktivite gerektirir.

Glyoksilat döngüsü

Bu döngü bitkilere ve bazı bakteri türlerine özgüdür. Bu rota, iki karbonlu asetil birimlerinin, süksinat olarak bilinen dört karbonlu birimlere dönüştürülmesini sağlar. Son bileşik enerji üretebilir ve ayrıca glikoz sentezi için kullanılabilir.

İnsanlarda, örneğin, yalnızca asetatla geçmesi imkansızdır. Metabolizmamızda, asetil koenzim A, glukoneojenik yolun bir öncüsü olan piruvat'a dönüştürülemez, çünkü enzim piruvat dehidrojenazın reaksiyonu geri dönüşümsüzdür.

Döngünün biyokimyasal mantığı, iki dekarboksilat aşaması hariç sitrik asit döngüsüne benzer. Glikoksisom adı verilen çok özel bitki organellerinde oluşur ve ayçiçeği gibi bazı bitkilerin tohumlarında özellikle önemlidir..

Krebs döngüsü

Proteinler, yağlar ve karbonhidratlar dahil olmak üzere en önemli moleküllerin metabolizmasını birleştirdiğinden organik varlıkların metabolizmasının merkezinde sayılan yollardan biridir..

Hücresel solunumun bir bileşenidir ve Krebs döngüsünün ana öncüsü olan asetil koenzim A molekülünde depolanan enerjiyi salmayı amaçlar. On enzimatik adımdan oluşuyor ve dediğimiz gibi, döngü hem anabolik hem de katabolik yollarda çalışıyor.

Ökaryotik organizmalarda, döngü mitokondri matrisinde gerçekleşir. Prokaryotlarda - gerçek hücre altı bölümleri olmayan - döngü sitoplazmik bölgede gerçekleştirilir.

Elektron taşıma zinciri

Elektron taşıma zinciri, bir zara tutturulmuş bir dizi konveyör tarafından oluşturulur. Zincir ATP formunda enerji üretmeyi hedefliyor.

Zincirler, elektronların akışı sayesinde elektrokimyasal bir gradyan oluşturabilir, enerji sentezi için çok önemli bir işlemdir..

Yağ asitlerinin sentezi

Yağ asitleri hücrelerde çok önemli rol oynayan moleküllerdir, temel olarak tüm biyolojik membranların yapısal bir bileşeni olarak bulunurlar. Bu nedenle, yağ asitlerinin sentezi esastır.

Sentez işleminin tamamı hücrenin sitozolünde gerçekleşir. İşlemin merkezi molekülü, malonil koenzim A olarak adlandırılır. Yağ asidinin karbon iskeletini oluşturan atomların oluşumundaki oluşumundan sorumludur..

Yağ asitlerinin beta oksidasyonu

Beta oksidasyon, yağ asitlerinin parçalanma işlemidir. Bu dört adımda gerçekleştirilir: FAD ile oksidasyon, hidrasyon, NAD + ile oksidasyon ve tiyoliz. Önceden, yağ asidinin koenzim A'nın entegrasyonu ile aktive edilmesi gerekiyor..

Bahsedilen reaksiyonların ürünü, asetil koenzim A formundaki birkaç karbondan oluşan ünitelerdir. Bu molekül Krebs döngüsüne girebilir..

Bu yolun enerji verimliliği, yağ asidi zincirinin uzunluğuna bağlıdır. Örneğin 16 karbonlu palmitik asit için net verim, ATP'nin 106 molekülüdür..

Bu rota, ökaryotların mitokondrilerinde gerçekleşir. Peroksizom adı verilen bir kompartımanda başka bir alternatif rota daha var.

Yağ asitlerinin çoğu hücresel sitosolde bulunduğundan, oksitlenecekleri bölmeye taşınmaları gerekir. Aktarım kartinitan'a bağlıdır ve bu moleküllerin mitokondriya girmesine izin verir.

Nükleotidlerin metabolizması

Nükleotidlerin sentezi, hücresel metabolizmada anahtar bir olaydır, çünkü bunlar genetik materyalin, DNA ve RNA'nın bir parçasını oluşturan moleküllerin öncülleridir ve ATP ve GTP gibi önemli enerji moleküllerinin öncüleridir..

Nükleotidlerin sentezinin öncülleri farklı amino asitleri, riboz 5 fosfat, karbon dioksit ve NH'yi içerir.3. Nükleik asitlerin parçalanmasından serbest kalan serbest bazların ve nükleositlerin geri dönüşümünden geri kazanım yolları sorumludur.

Pürin halkasının oluşumu riboz 5 fosfattan meydana gelir, pürin çekirdeği olur ve son olarak nükleotit elde edilir.

Pirimidin halkası, orotik asit olarak sentezlenir. Riboz 5 fosfata bağlanmanın ardından, pirimidin nükleotitlerine dönüşür.

fermantasyon

Fermantasyonlar oksijenden bağımsız metabolik süreçlerdir. Katabolik tiptedirler ve işlemin nihai ürünü hala oksidasyon potansiyeline sahip bir metabolittir. Farklı fermentasyon türleri vardır, ancak vücudumuzda laktik fermentasyon gerçekleşir.

Laktik fermantasyon hücresel sitoplazmada gerçekleşir. Metabolik enerji elde etmek için glikozun kısmi bozulmasından oluşur. Laktik asit atık madde olarak üretilir.

Yoğun bir anaerobik egzersiz seansından sonra, yeterli konsantrasyonlarda oksijen bulunmadığında kas bulunmaz ve laktik fermantasyon gerçekleşir..

Vücudun bazı hücreleri, kırmızı kan hücrelerinde olduğu gibi mitokondriden yoksun olduklarından fermente olmaya zorlanır..

Endüstride fermantasyon işlemleri, ekmek, alkollü içecekler, yoğurt gibi insan tüketimine yönelik bir dizi ürün üretmek için yüksek frekansta kullanılır..

referanslar

  1. Baechle, T.R., ve Earle, R.W. (Eds.). (2007). Kuvvet antrenmanı ve fiziksel şartlanma ilkeleri. Ed. Panamericana Medical.
  2. Berg, J.M., Stryer, L. ve Tymoczko, J.L. (2007). biokimya. Geri döndüm.
  3. Campbell, M.K., ve Farrell, S. O. (2011). Biyokimya. Altıncı baskı. Thomson. Brooks / Cole.
  4. Devlin, T.M. (2011). Biyokimya ders kitabı. John Wiley & Sons.
  5. Koolman, J. ve Röhm, K. H. (2005). Biyokimya: metin ve atlas. Ed. Panamericana Medical.
  6. Mougios, V. (2006). Egzersiz biyokimyası. İnsan Kinetiği.
  7. Müller-Esterl, W. (2008). Biyokimya. Tıp ve yaşam bilimleri için temeller. Geri döndüm.
  8. Poortmans, J.R. (2004). Egzersiz biyokimyasının prensipleri. 3rd, gözden geçirilmiş baskı. Karger.
  9. Voet, D., ve Voet, J.G. (2006). biokimya. Ed. Panamericana Medical.