Vrste presnovnih poti in glavne poti

A Presnovna pot Gre za nabor kemijskih reakcij, ki jih katalizirajo encimi. V tem procesu se molekula X pretvori v molekulo in s pomočjo vmesnih presnovkov. Presnovne poti potekajo v celičnem okolju.

Zunaj celice bi te reakcije trajale preveč časa, nekatere. Zato vsak korak zahteva prisotnost beljakovin katalizatorja, imenovanih encimi. Vloga teh molekul je pospešiti hitrost vsake reakcije znotraj ceste v več redovih velikosti.

Glavne presnovne poti
Vir: chakazul (pogovor · prispevki) [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)], prek Wikimedia Commons.

Fiziološko so presnovne poti povezane med seboj. Se pravi, da niso osamljeni znotraj celice. Številne najpomembnejše poti imajo skupne presnovke.

Posledično se nabor vseh kemičnih reakcij, ki se pojavljajo v celicah, imenuje presnova. Za vsako celico je značilno, da prikaže specifično presnovno zmogljivost, ki jo določa vsebnost encimov v notranjosti, kar je genetsko določeno.

[TOC]

Splošne značilnosti presnovnih poti

V celičnem okolju se pojavi veliko število kemičnih reakcij. Nabor teh reakcij je metabolizem, glavna funkcija tega procesa pa je vzdrževanje homeostaze organizma v normalnih pogojih in tudi v stresnih pogojih.

Tako mora obstajati ravnovesje pretokov teh presnovkov. Med glavnimi značilnostmi presnovnih poti imamo naslednje:

Reakcije katalizirajo encimi

Katalizirana reakcija z encimi cikloksigenaze (vir: pancrat [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Protagonisti presnovnih poti so encimi. Odgovorni so za vključevanje in analizo informacij o presnovnem stanju in lahko modulirajo svojo aktivnost na podlagi celičnih potreb trenutka.

Metabolizem regulirajo hormoni

Metabolizem je usmerjena v vrsto hormonov, ki lahko usklajujejo presnovne reakcije, če upoštevamo potrebe in učinkovitost organizma.

Razdelitev

Obstaja razdelitev presnovnih poti. To pomeni, da vsaka pot poteka v določenem podceličnem oddelku, med drugim pokličite citoplazmo, mitohondrije. Druge poti se lahko pojavijo v več oddelkih hkrati.

Razdelitev poti pomaga pri uravnavanju anaboličnih in kataboličnih poti (glej kasneje).

Koordinacija presnovnega pretoka

Koordinacijo presnove dosežemo s stabilnostjo aktivnosti vpletenih encimov. Poudariti je treba, da anabolične poti in njihovi katabolični kolegi niso povsem neodvisni. V nasprotju s tem so usklajeni.

V presnovnih poteh obstajajo ključne encimske točke. S hitrostjo pretvorbe teh encimov je reguliran celoten tok poti.

Vrste presnovnih poti

V biokemiji se razlikujejo tri vrste glavnih presnovnih poti. Ta delitev se izvaja po bioenergetskih merilih: katabolične, anabolične in amfibolične poti.

Katabolične poti

Katabolične poti vključujejo oksidativne reakcije razgradnje. Izvajajo se z namenom pridobivanja energije in zmanjšanja moči, ki jo bo celica pozneje uporabila v drugih reakcijah.

Večina organskih molekul telesa ne sintetizira. V nasprotju s tem ga moramo zaužiti s hrano. V kataboličnih reakcijah se te molekule razgradijo v monomerih, ki jih sestavljajo, ki jih lahko uporabljajo celice.

Lahko vam služi: aerobijska glikoliza: kaj je, reakcije, glikolitični posredniki

Anabolične poti

Anabolične poti obsegajo kemijske reakcije sinteze, ki jemljejo majhne in preproste molekule ter jih preoblikovali v večje in bolj zapletene elemente.

Da bi te reakcije potekale, je treba, da je na voljo energija. Od kod ta energija? Kataboličnih cest, predvsem v obliki ATP.

Na ta način se lahko presnovki, ki jih proizvajajo katabolične poti (ki se imenujejo "presnovni bazen"), uporabijo v anaboličnih poteh, da bi sintetizirali bolj zapletene molekule, ki jih organizem takrat potrebuje.

Med tem bazenom presnovkov so tri ključne molekule postopka: piruvat, acetil koencim A in glicerol. Ti presnovki so med drugim odgovorni za povezovanje presnove različnih biomolekul, kot so lipidi, ogljikovi hidrati.

Amfibolične poti

Amfibolična pot deluje kot anabolična ali katabolična pot. To pomeni, da gre za mešano pot.

Najbolj znana amfibolična pot je Krebsovi cikel. Ta pot ima temeljno vlogo pri razgradnji ogljikovih hidratov, lipidov in aminokislin. Vendar pa sodeluje tudi pri proizvodnji predhodnikov za sintezne poti.

Na primer, metaboliti cikla Krebs so predhodniki polovice aminokislin, ki se uporabljajo za gradnjo beljakovin.

Glavne presnovne poti

V vseh celicah, ki so del živih bitij, se izvaja vrsta presnovnih poti. Nekatere od teh deli večina organizmov.

Te presnovne poti vključujejo sintezo, razgradnjo in pretvorbo ključnih presnovkov za življenje. Ta proces je znan kot vmesni presnova.

Celice morajo trajno imeti organske in anorganske spojine ter tudi kemično energijo, ki jo dobimo predvsem iz molekule ATP.

ATP (adenozin triposfat) je najpomembnejša oblika za shranjevanje energije vseh celic. In energijske in energetske naložbe presnovnih poti se običajno izražajo v smislu molekul ATP.

Spodaj bodo obravnavane najpomembnejše poti, ki so prisotne v veliki večini živih organizmov.

Glikoliza ali glikoliza

Slika 1: glikoliza v primerjavi z gkoneogenezo. Vključeni reakcije in encimi.

Glikoliza je pot, ki vključuje razgradnjo glukoze na dve molekuli piruvične kisline, pri čemer dobiva dve molekuli ATP kot neto dobiček. Prisotna je praktično v vseh živih organizmih in velja za hiter način za pridobivanje energije.

Na splošno je običajno razdeljen na dve stopnji. Prvi vključuje prehod molekule glukoze v dveh gliceraldehida, ki vlaga dve molekuli ATP. V drugi fazi nastajajo visoko energijske spojine in kot končni izdelki dobimo 4 molekule ATP in 2 piruvata.

Pot se lahko nadaljuje na dva različna načina. Če obstaja kisik, molekule končajo oksidacijo v dihalni verigi. Ali v odsotnosti tega pride do fermentacije.

Glukoneogeneza

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

Glukoneogeneza je pot sinteza glukoze, začenši z aminokislinami (z izjemo levcina in lizina), laktata, glicerola ali katerega koli od posrednikov Krebsovega cikla.

Vam lahko služi: flora in favna iz Buenos Airesa: reprezentativne vrste

Glukoza je nepogrešljiv substrat za določena tkiva, kot so možgani, eritrociti in mišice. Prispevek glukoze je mogoče dobiti z rezervami glikogena.

Ko pa so izčrpani, mora telo začeti sintezo glukoze, da izpolni zahteve tkiv - v bistvu živčno tkivo.

Ta pot se pojavlja predvsem v jetrih. Ključnega pomena je, saj lahko v tesnih situacijah telo še naprej dobiva glukozo.

Aktivacija ali ne poti je povezana s hrano organizma. Živali, ki uživajo visoko prehrano v ogljikovih hidratih.

Cikel glioksilata

Vzeti in urejen od: originalni nalagalnik je bil adenozin pri angleški Wikipediji. /Cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/2.5)

Ta cikel je edinstven za rastline in nekatere vrste bakterij. Ta pot doseže preobrazbo acetilnih enot, dveh ogljikov, v štirih ogljikovih enotah - znanih kot sukcinat. Ta zadnja spojina lahko proizvede energijo in se lahko uporablja tudi za sintezo glukoze.

Na primer pri ljudeh bi bilo nemogoče ostati samo z acetatom. V našem presnovi acetil koencim A ne more postati piruvat, ki je predhodnik glukoneogene poti, ker je reakcija encima piruvata dehidrogenaze nepopravljiva.

Biokemična logika cikla je podobna kot v ciklu citronske kisline, z izjemo dveh dihtirnih stopenj. Pojavlja se v zelo specifičnih organelih rastlin, imenovanih glioksisomi, in je še posebej pomemben pri semenih nekaterih rastlin, kot so sončnice.

Krebs cikel

Cikel trikarboksilne kisline (KREBS cikel). Vzeli in uredili od: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (v španščino prevedel Alejandro Porto) [CC by-Sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)].

Gre za eno od poti, ki se šteje za osrednje v presnovi organskih bitij, saj združuje presnovo najpomembnejših molekul, vključno z beljakovinami, maščobami in ogljikovimi hidrati.

Je sestavni del celičnega dihanja in želi sprostiti energijo, shranjeno v acetilnem koencimu A - glavnem predhodniku cikla Krebs. Nastane ga z desetimi encimskimi koraki in, kot smo že omenili, cikel deluje tako v anaboličnih cestah kot v kataboliki.

V evkariontskih organizmih cikel poteka v matriki mitohondrijev. V prokariotih - ki nimajo resničnih podceličnih oddelkov - se cikel izvaja v citoplazemski regiji.

Veriga elektronskih transportnih verig

Uporabnik: rozzychan/cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/2.5)

Elektronsko transportno verigo tvori niz nosilcev, zasidranih v membrani. Cilj verige je ustvariti energijo v obliki ATP.

Verige lahko ustvarijo elektrokemični gradient zahvaljujoč pretoku elektronov, ključnega pomena za sintezo energije.

Sinteza maščobnih kislin

Maščobne kisline so molekule, ki igrajo zelo pomembne dokumente v celicah, v glavnem najdemo kot strukturna sestavina vseh bioloških membran. Zaradi tega je sinteza maščobnih kislin nepogrešljiva.

Lahko vam služi: metil rdeče: značilnosti, priprave in aplikacije

Celoten postopek sinteze se pojavi v citosolu celice. Osrednja molekula postopka se imenuje malonilni koencim. Odgovoren je za zagotavljanje atomov, ki bodo tvorili ogljikovo okostje maščobne kisline v tvorbi.

Beta oksidacija maščobnih kislin

Oksidacija beta je proces razgradnje maščobnih kislin. To dosežemo s štirimi koraki: oksidacija s FAD, hidracija, oksidacija NAD+ in Tiólysis. Prej je treba maščobno kislino aktivirati z vključevanjem koencima v.

Produkt zgoraj omenjenih reakcij so enote, ki jih tvori par ogljika v obliki acetil koencima do. Ta molekula lahko vstopi v cikel Krebs.

Energetska učinkovitost te poti je odvisna od dolžine verige maščobnih kislin. Na primer za palmitinsko kislino, ki ima 16 ogljikov, je neto donos 106 molekul ATP.

Ta pot poteka v mitohondrijih evkariotov. Obstaja tudi druga alternativna pot v predelku, imenovanem peroksisome.

Ker se večina maščobnih kislin nahaja v celičnem citosolu, jih je treba prevažati v predel, kjer jih bodo oksidirali. Prevoz je odvisen od Cardinita in omogoča, da te molekule vstopijo v mitohondrije.

Presnova nukleotida

Sinteza nukleotidov je ključni dogodek pri presnovi celic, saj so to predhodniki molekul, ki so del genetskega, DNK in RNA materiala ter pomembnih molekul energije, kot sta ATP in GTP.

Predhodniki sinteze nukleotidov vključujejo različne aminokisline, ribosa 5 fosfat, ogljikov dioksid in NH₃. Poteke za okrevanje so odgovorne za recikliranje prostih baz in nukleozidov, sproščenih iz razpada nukleinskih kislin.

Nastanek purinskega obroča poteka iz fosfata ribose 5, postane jedro purina in končno dobimo nukleotid.

Pirimidinski obroč je sintetiziran kot okrotična kislina. Sledi zveza do 5 fosfatnih riboz, postane pirimidinski nukleotidi.

Fermentacija

Avtor izvirne različice je uporabnik: Norro. /Cc by-sa (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0

Fermentacije so neodvisni presnovni procesi kisika. So kataboličnega tipa, končni produkt procesa pa je presnovek, ki ima še vedno oksidacijski potencial. Obstajajo različne vrste fermentacij, v našem telesu pa mlečna fermentacija.

Laktična fermentacija poteka v celični citoplazmi. Sestavljen je iz delne razgradnje glukoze, da bi dosegli presnovno energijo. Kot odpadna snov se pojavi mlečna kislina.

Po intenzivnem zasedanju anaerobnih vaj mišice ne najdemo z ustreznimi koncentracijami kisika in se pojavi mlečna fermentacija.

Nekatere telesne celice so dolžne fermentacije, saj jim primanjkuje mitohondrijev, kot je to pri rdečih krvnih celicah.

V panogi se fermentacijski procesi uporabljajo z visoko frekvenco, za izdelavo vrste izdelkov za potrošnjo ljudi, kot so kruh, alkoholne pijače, jogurt, med drugim.

Reference

1. Baechle, t. R., & Earle, r. W. (Eds.). (2007). Načela treninga moči in fizične kondicije. Ed. Pan -american Medical.
2. Berg, j. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokemija. Sem se obrnil.
3. Campbell, m. K., & Farrell, s. Tudi. (2011). Biokemija. Šesta izdaja. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Učbenik biokemije. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Ed. Pan -american Medical.
6. Mougies, v. (2006). Vadba biokemije. Človeška kinetika.
7. Müller-Esterl, w. (2008). Biokemija. Osnove za medicino in znanost o življenju. Sem se obrnil.
8. Poortmans, j.R. (2004). Načela biokemije vadbe. 3^Rd, Revidirana izdaja. Karger.
9. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokemija. Ed. Pan -american Medical.