Zer da metabolismoa?

metabolismoaren edo substantzien trukea - Bizitza mantentzeko mantentzen den izaki bizidun batean gertatzen diren erreakzio kimikoen multzoa. Prozesu hauei esker, organismoek hazten eta biderkatzen dute, beren egiturak mantentzen dituzte eta ingurugiroaren eraginei erantzuteko.

Metabolismoa 2 fasetan banatu ohi da: katabolismoa eta anabolismoa. Katabolismo garaian, substantzia organiko konplexuak errazagoak izatera degradatzen dira, normalean energia askatuz. Eta anabolismoaren prozesuetan - sinpleagoak direnetatik substantzia konplexuagoak sintetizatzen dira eta energia kostuekin batera.

Erreakzio metaboliko kimikoen multzoari bide metabolikoak deritze. Horietan, entzimenen parte hartzearekin, biologikoki esanguratsuak diren molekula batzuk sekuentzialki beste batzuetan bihurtzen dira.

Entzimek zeregin garrantzitsua dute prozesu metabolikoetan:

• katalizatzaile biologiko gisa jardutea eta erreakzio kimiko baten aktibazio-energia murriztea,
• bide metabolikoak erregulatzeko aukera ematen du zelularen ingurunean gertatzen diren aldaketen edo beste zelulen seinaleen arabera.

Ezaugarri metabolikoek eragina dute molekula jakin batek gorputza energia-iturri gisa egokia den ala ez. Adibidez, prokarioto batzuek hidrogeno sulfuroa erabiltzen dute energia iturri gisa, baina gas hori animalientzako toxikoa da. Tasa metabolikoak gorputzean behar duen janari kantitatean ere eragina du.

Molekula biologikoak

Bide metaboliko nagusiak eta horien osagaiak espezie askorentzat berdinak dira, eta horrek izaki bizidun guztien jatorriaren batasuna adierazten du. Adibidez, azido karboxiliko batzuk, azido tricarboxilikoen zikloan bitartekoak direnak, organismo guztietan daude, bakterioetatik eukariotikoen eta organo anitzeko zelulen artean. Metabolismoaren antzekotasunak metabolismoaren bideen eraginkortasun handiarekin zerikusia dute, bai eta eboluzioaren historian izan duten agerpen goiztiarrarekin ere.

Molekula biologikoak

Izaki bizidun guztiak (animaliak, landareak, onddoak eta mikroorganismoak) osatzen dituzten substantzia organikoak aminoazidoek, karbohidratoek, lipidoek (maiz gantzak deritze) eta azido nukleikoek ordezkatzen dituzte. Molekula horiek bizitzan ezinbestekoak direnez, erreakzio metabolikoak molekula hauek sortzera bideratzen dira zelulak eta ehunak eraikitzean edo suntsitzen dutenean energia iturri gisa erabiltzeko. Erreakzio biokimiko garrantzitsu asko DNA eta proteinak sintetizatzeko konbinatzen dira.

Eginkizun metabolikoa

Metabolismoak arreta handia merezi du. Azken finean, substantzia erabilgarriak dituzten gure zelulen hornidura bere ezarritako lanaren araberakoa da. Metabolismoaren oinarria gizakiaren gorputzean gertatzen diren erreakzio kimikoak dira. Elikagaiekin jasotzen ditugun gorputzaren bizitzan beharrezkoak diren substantziak.

Gainera, oxigeno gehiago behar dugu, airearekin batera arnasten duguna. Egokiena, oreka bat ikusi beharko litzateke eraikuntza prozesuen eta gainbeheraren prozesuen artean. Hala ere, oreka hori askotan asaldatu daiteke eta arrazoi ugari daude horretarako.

Nahaste metabolikoen kausak

Nahaste metabolikoen lehen arrazoien artean faktore hereditarioa identifikatu daiteke. Ukaezina izan arren, posible eta beharrezkoa da borrokatzea! Era berean, gaixotasun organikoek eragin ditzakete nahaste metabolikoak. Hala ere, sarritan nahaste hauek gure desnutrizioaren ondorio dira.

Mantenugai neurrigabea da eta haien gabezia oso kaltegarria da gure gorputzerako. Eta ondorioak atzeraezinak izan daitezke. Zenbait mantenugairen gehiegizkoa gantz elikagaien gehiegizko kontsumoaren ondorioz sortzen da, eta gabezia bat da zenbait dietak pisu galeraren zorrotz egiteagatik. Dieta nagusia gehienetan dieta monotonoa da eta horrek ezinbesteko mantenugaien gabezia dakar eta, ondorioz, horrek hainbat gaixotasun garatzea ekarriko du ezinbestean. Elikagai gehienentzako alergia posible da.

Gaixotasun metabolikoak

Prozesu metaboliko guztiak orekatu ondoren, gorputzak falta dituen bitaminak hornituz, gure zelulen gainbehera produktuek eragindako gaixotasun larriak jasotzeko arriskua dugu. Desintegrazioko produktuek bizirik eta gero eta gehiago dute eta hori da gure osasunarentzako etsairik arriskutsuena. Beste modu batera esanda, gorputzak toxinak garbitu behar ditu denboran, edo, besterik gabe, pozoitzen hasiko dira. Gehiegizkoa izateak, gainbeheraren produktuek gaixotasun kronikoak eragiten dituzte eta organismo osoaren lana moteldu.

Karbohidratoen metabolismoaren nahasteekin gaixotasun larria gertatzen da: diabetes mellitus, koipearen metabolismo okerrarekin, kolesterola pilatzen da (Nola jaitsi kolesterola etxean botikarik gabe?), Eta horrek bihotzeko eta baskularreko gaixotasunak eragiten ditu. Erradikal askeak, ugaltzen ari direnak, tumore gaiztoak gertatzen laguntzen dute.

Obesitatea arazo metabolikoen ondorio arrunta ere bada. Talde honetan, gainera, gota, digestio-nahasteak, diabetesa mota batzuk, etab. Mineralen eta bitaminen desorekak sistema kardiobaskularraren kalteak eragiten ditu giharretan, hezurretan eta nahaste larriak. Haurrengan, horrek ondorio oso larriak ekar ditzake hazkunde eta garapen stunted moduan. Azpimarratzekoa da bitaminen erabilera osagarria ez dela beti gomendagarria, haien gehiegizko orekak ere ondorio negatiboak izan ditzakeelako.

Prebentzioa

Gure gorputzean prozesu metabolikoak erregulatzeko, jakin behar dugu toxinak sortzea eragozten duten eta metabolismoaren kalitatea hobetzen duten substantzia batzuk daudela.

Lehena oxigenoa da. Ehunetan oxigeno kantitate optimoak prozesu metabolikoak nabarmen aktibatzen ditu.

Bigarrenik, bitaminak eta mineralak. Adinarekin, prozesu guztiak moteldu egiten dira, odol hodien blokeo partziala gertatzen da eta, beraz, garrantzitsua da mineral, karbohidrato eta oxigeno kopuru nahikoa jasotzea kontrolatzea. Horrek zelularen ur-gatz metabolismoaren lan ona ziurtatuko du, denbora igaro ondoren zelulak lehortu egiten baitira eta ez baitu gehiago bere bizitzarako beharrezko elementu guztiak jasotzen. Hori jakinda, garrantzitsua da zahartze zelulak artifizialki elikatzea.

Metabolismoa erregulatzen duten sendagai eta gomendio ugari daude. Herri medikuntzan, Itsaso Zuriko algak - fucus, ospe handia lortu zuen, mineral eta bitamina baliagarri multzo bat dauka metabolismoa hobetzeko. Elikadura egokia, kolesterola eta beste substantzia kaltegarriak dituzten elikagaien dieta baztertzea beste modu bat da gorputzak akatsik gabe lan egiteko.

Hezkuntza: Moskuko Institutu Medikoa I. Sechenov, espezialitatea - "Negozio medikoa" 1991n, 1993an "Laneko gaixotasunak", 1996an "Terapia".

Elikagai plastikozko ontziak: egitateak eta mitoak

Aminoazidoak eta proteinak Editatu

Proteinak biopolimeroak dira eta lotura peptidoek elkartzen dituzten aminoazidoaren hondakinek osatzen dute. Proteina batzuk entzimak dira eta erreakzio kimikoak katalizatzen dituzte. Beste proteinek funtzio estrukturala edo mekanikoa betetzen dute (adibidez, zitoeskeletoa osatzen dute). Proteinek ere zeregin garrantzitsua dute zelulen seinaleztapenean, erantzun immunitarioetan, zelulen agregazioan, mintzen zehar garraiatze aktiboan eta zelulen zikloaren erregulazioan.

Zer da metabolismoa?

Metabolismoa (edo metabolismoa) elikagaien kaloriak energia bihurtzeko prozesuen konbinazioa da. Metabolismoa digestioarekin eta ariketa fisikoarekin hasten da eta pertsonaren arnasarekin amaitzen da lo egitean, gorputzak oxigenoa hainbat organori hornitzen dionean garunaren parte-hartzerik gabe eta erabat modu autonomoan.

Metabolismoaren kontzeptua estuki lotuta dago eguneroko kaloria kontsumitzearen kalkuluarekin, eta hori da abiapuntua pisu galera edo muskulu gehikuntzarako. Adinaren, generoaren eta parametro fisikoen arabera, oinarrizko metabolismoaren maila zehazten da, hau da, gorputzaren eguneroko energia beharrak estaltzeko behar den kaloria kopurua. Etorkizunean, adierazle hori gizakiaren jardueraren adierazle batekin biderkatzen da.

Sarri uste da metabolismoa azkartzea ona dela pisua galtzeko, gorputzak kaloria gehiago erretzen baitu. Egia esan, jendeak pisua galtzearen metabolismoa moteldu egiten da normalean, metabolismoaren azkartzea kaloria-kontsumoa aldi berean handituz eta jarduera fisikoaren maila handituz lortzen baita, hau da, giharrak hazteko indar entrenamenduan.

Lipidoak Editatu

Lipidoak mintz biologikoen zati dira, adibidez, plasma mintzak, koentzimen eta energia iturrien osagaiak dira. Lipidoak molekula biologiko hidrofobo edo anfipilikoak dira disolbatzaile organikoetan disolbagarriak, hala nola bentzenoa edo kloroforma. Koipeak gantz azidoak eta glicerina biltzen dituzten konposatuen multzo handia dira. Glicerol alkohol trihidrikoaren molekulak, hiru gantz azido molekulekin hiru ester lotura konplexuak osatzen ditu, triglizerido deritzo. Gantz-azidoen hondakinekin batera, lipido konplexuak, besteak beste, esfingosina (esfingolipidoak), fosfato talde hidrofilikoak (fosfolipidoetan) izan daitezke. Esteroideak, adibidez, kolesterola, lipidoen beste klase handi bat dira.

Karbohidratoak Editatu

Azukrea forma zirkular edo linealean egon daiteke aldehidoen edo zetonen artean, hainbat talde hidroxilo dituzte. Karbohidratoak molekula biologiko ohikoenak dira. Karbohidratoek funtzio hauek betetzen dituzte: energia biltegiratzea eta garraiatzea (almidoia, glukogenoa), egiturazkoa (landare zelulosa, chitina perretxikoetan eta animalietan). Azukre monomero ohikoenak hexosiak dira - glukosa, fruktosa eta galactosa. Monosakaridoak polisakarido lineal edo adar konplexuagoen zati dira.

Nola azkartu metabolismoa?

Elikadurak metabolismoaren azelerazioan duen eragina ez da lehen begiratuan dirudien bezain argia. Metabolismoa okertzen duten produktu ugari egon arren - azukrean eta beste karbohidratoetan pisu gehikuntza lortzen dutenetatik, eta margarina bere trans gantzekin - oso produktu gutxik baino ezin dute metabolismoa azkartu.

Gorputzaren ziklo metabolikoa hainbat egun iraun dezakeenez (adibidez, karbohidratoak erabat arbuiatuta, gorputzak dieta ketogenikora aldatuko du 2-3 egunez soilik), metabolismoa ezin da bizkortu produktu bakarra janez edo barazki irabiatu bat edanez pisua galtzeko. Besteak beste, metabolismoaren azkartzea normalean gosea areagotzearekin lotzen da, eta hori ez da beti erabilgarria pisua galtzeko dieta jarraituz.

Pisua galtzeko prozesu metabolikoak

Demagun gehiegizko pisua duen pertsonak pisua galtzea erabaki zuela, aktiboki ariketa fisikoetan aritu zela eta dieta bat hasi zuela kaloria murriztuak. Horrez gain, irakurri zuen metabolismoa azkartzeko ur gehiago edan eta anana jan behar duzula, entzima bromelaina "gantz suntsitzen" duen aberatsa. Hala ere, azken emaitza ez da inolaz ere metabolismoaren azelerazioa izango, bere atzerapen zorrotza baizik.

Arrazoia sinplea da: gorputzak jarduera fisikoaren maila nabarmen handitu dela seinaleak bidaltzen hasiko da, eta elikagaien energia kontsumoa nabarmen jaitsi da. Zenbat eta aktiboki pertsona batek ariketak egin eta zenbat eta dieta zorrotzagoa izan behatu, orduan eta indartsuagoa izango da gorputzak pentsatuko duela "garai txarrak" iritsi direla eta denbora dela metabolismoa moteldu dadin gantz-erreserbak aurrezteko. Gainera, kortisola eta leptina maila handitu egingo dira.

Nola azkartu metabolismoa?

Pisua galtzeko, ez duzu metabolismoa "barreiatzen" saiatu behar eta metabolismoa ahalik eta gehien azkartzeko. Lehenik eta behin, kontuz ibili behar da gorputzak eguneroko kaloriek zer produktu jasotzen dituzten. Gehienetan, dietaren normalizazioak eta kontsumitutako karbohidratoen indize glikemikoen kontrola prozesu metabolikoak normalizatzea ahalbidetuko du.

Askotan pisua galtzen saiatzen den jendeak entrenamendu fisikoaren energia kostuak gehiegi estimatzen ditu, eta kontsumitzen duten janariaren kaloria edukia nabarmen gutxiesten dute. Adibidez, kola lata batean dagoen azukrea nahikoa da 30-40 minutuko korrika egiteko. Beste modu batera esanda, askoz errazagoa da kola uztea ariketa nekagarriekin agortzea baino, kaloria horiek erretzen saiatzea.

Nukleotidoen edizioa

ADN polimerikoak eta ARN molekulak nukleotidoen kate luzeak ez dira kateatu. Azido nukleikoek errepikapen, transkripzio, itzulpen eta proteinen biosintesi prozesuak gauzatzen diren informazio genetikoa gordetzeko eta ezartzeko funtzioa betetzen dute. Azido nukleikoetan kodetutako informazioa konponketa sistemen bidez babesten da eta DNAren erreplikazioarekin biderkatzen da.

Birus batzuek RNA duten genoma dute. Adibidez, gizakiaren immunodefisiaren birusak alderantzizko transkripzioa erabiltzen du DNA-txantiloia sortzeko, bere genoma duen RNA genetik. RNA molekula batzuek propietate katalitikoak (erribozimak) dituzte eta spliceosomak eta erribosomak dira.

Nukleosidoak nitrogeno-oinarriak erribosa azukrea gehitzearen produktuak dira. Oinarri nitrogenatuen adibideak nitrogenoek dituzten konposatu heteroziklikoak dira, purinen eta pirimidinen deribatuak. Zenbait nukleotidok taldeen transferentzia erreakzio funtzionaletan ere koenzimak dira.

Kointzimoak Editatu

Metabolismoak erreakzio kimikoen aukera zabala dakar. Gehienak talde transferentziako erreakzioen mota nagusien ingurukoak dira. Koentzimak erreakzio kimikoak katalizatzen dituzten entzimenen artean talde funtzionalak transferitzeko erabiltzen dira. Talde funtzionalen transferentziaren erreakzio kimikoen klase bakoitza entzima indibidualek eta haien kofaktoreek katalizatzen dute.

Adenosina trifosfatoa (ATP) koentzima zentraletako bat da, zelulen energia iturri unibertsala. Nukleotido hau lotura macroergikoetan gordetako energia kimikoa erreakzio kimikoen artean transferitzeko erabiltzen da. Zeluletan, ATP kopuru txikia dago, etengabe ADP eta AMPetatik birsortzen dena. Giza gorputzak egunean ATP masa kontsumitzen du bere gorputzaren masaren berdina izan dadin. ATP katabolismoaren eta anabolismoaren lotura gisa jokatzen du: erreakzio katabolikoekin ATP eratzen da, erreakzio anabolikoekin energia kontsumitzen da. ATP fosfato-taldeko emaile gisa jokatzen du fosforilazio-erreakzioetan.

Bitaminak pisu molekular baxuko substantzia organikoak dira, kantitate txikietan beharrezkoak direnak, eta, adibidez, bitamina gehienak ez dira gizakietan sintetizatzen, janariarekin edo mikroflora gastrointestinalaren bidez lortzen dira. Giza gorputzean bitamina gehienak entzimen kofaktoreak dira. Bitamina gehienek jarduera biologikoa aldatzen dute. Adibidez, zeluletan ur disolbagarriak diren bitamina guztiak fosforilatuak dira edo nukleotidoekin konbinatuta daude. Nicotinamida adenina dinukleotidoa (NADH) B bitaminaren deribatua da₃ (niacina), eta kentzima garrantzitsua da - hidrogenoa onartzen duena. Deshidrogenasa entzima desberdinek ehunka elektroi kentzen dituzte substratuen molekuletatik eta NAD + molekuletara transferitzen dituzte, NADHra murriztuz. Koentzimaren forma oxidatua zelularen hainbat erreduktazidiren substratua da. NAD gelaxkan NADH eta NADPH erlazionatutako bi forma daude. NAD + / NADH garrantzitsuagoa da erreakzio katabolikoetarako, eta NADP + / NADPH erreakzio anabolikoetan maizago erabiltzen da.

Substantzia ez-organikoak eta faktoreak editatu

Elementu ez-organikoek funtsezko rola dute metabolismoan. Ugaztun baten masaren% 99 inguru karbono, nitrogeno, kaltzio, sodio, magnesio, kloro, potasio, hidrogeno, fosforo, oxigeno eta sufreek osatzen dute. Biologikoki konposatu organiko garrantzitsuek (proteinak, gantzak, karbohidratoak eta azido nukleikoak) karbono, hidrogeno, oxigeno, nitrogeno eta fosforo ugari dituzte.

Konposatu inorganiko asko elektrolito ionikoak dira. Gorputzerako ioirik garrantzitsuenak sodioa, potasioa, kaltzioa, magnesioa, kloruroak, fosfatoak eta bikarbonatoak dira. Ioi hauen oreka zelularen barruan eta zelulaz kanpoko ingurunean presio osmotikoa eta pHa zehazten dira. Ion kontzentrazioek ere funtzio garrantzitsua dute nerbio eta gihar zelulen funtzionamenduan. Ehun kitzikatuetan ekintza potentziala zelulaz kanpoko fluidoaren eta zitoplasman artean ioien trukatzetik sortzen da. Elektrolitoak zelulatik sartu eta irteten dira zelula plasmako mintzetan. Adibidez, giharrak uzkurtzean, kaltzio, sodio eta potasio ioiak mugitzen dira plasma mintzean, zitoplasman eta T hodietan.

Trantsizioko metalak gorputzean arrasto elementuak dira, zinka eta burdina dira ohikoenak. Metal horiek zenbait proteinek erabiltzen dituzte (adibidez, entzimak kofaktore gisa) eta garrantzitsuak dira entzimenen jarduera erregulatzeko eta proteinak garraiatzeko. Entzimenen kofaktoreak normalean proteina zehatz batekin lotu ohi dira. Hala ere, katalizazioan zehar alda daitezke eta katalisi ondoren jatorrizko egoerara itzultzen dira beti (ez dira kontsumitzen). Aztarna-metalak gorputzak garraiatzen dituen proteina bereziak erabiliz xurgatzen dira eta gorputzean ez dira egoera askean aurkitzen, eramaile jakin batzuen proteinekin lotzen baitira (adibidez, ferritina edo metalotioneinak).

Izaki bizidun guztiak zortzi talde nagusitan banatu daitezke, eta horien arabera erabiltzen da: energia iturri bat, karbono iturri bat eta elektroi emaile bat (substratu oxidagarria).

1. Energia iturri gisa, izaki bizidunek erabil dezakete: argiaren energia (argazki) edo lotura kimikoen energia (chemo-). Gainera, organismo parasitoak deskribatzeko, ostalariaren zelulen energia-baliabideak erabiliz paratrof.
2. Elektroi-emaile gisa, organismo bizidunek substantzia ez-organikoak erabil ditzakete (LITHO) edo materia organikoa (organic-).
3. Karbono iturri gisa, izaki bizidunek erabiltzen dute: karbono dioxidoa (auto) edo materia organikoa (heterosexual). Batzuetan terminoak auto eta heterotroph molekula biologikoen forma murriztuan erabilitako beste elementu batzuekin erlazionatuta (adibidez, nitrogenoa, sufrea). Kasu honetan, "nitrogeno autotrofoak" organismoak konposatu inorganiko oxidatuak nitrogeno iturri gisa erabiltzen dituzten espezieak dira (adibidez, landareek nitratoen murrizketa burutu dezakete). Eta "nitrogeno heterotrofoak" nitrogeno forma oxidatuen murrizketa burutzeko gai ez diren organismoak dira eta konposatu organikoak bere iturri gisa erabiltzen dituzte (adibidez, aminoazidoak nitrogeno iturri dira).

Metabolismo motaren izena dagozkion erroak gehituz eta erroaren amaieran gehituz osatzen da -trof-. Taulan metabolismo posibleak adibideekin agertzen dira:

• Zenbait autorek erabiltzen dute -gidro- ura elektroi-emaile gisa jarduten duenean.

Sailkapena egile talde batek (A. Lvov, C. van Nil, F. J. Ryan, E. Tatem) garatu zuen eta Cold Spring Harbor laborategiko 11. jardunaldian onartu zen eta jatorriz mikroorganismoen elikadura motak deskribatzeko erabili zen. Hala ere, gaur egun beste organismoen metabolismoa deskribatzeko erabiltzen da.

Taulan agerikoa da prokariotoen gaitasun metabolikoak askoz ere anitzagoak direla eukariotoekin alderatuta, metabolismo mota fotolitotoautotrofo eta kimioorganoheterotrofoen ezaugarri direnak.

Kontuan izan behar da mikroorganismo mota batzuek, ingurumen baldintzen arabera (argiztapena, substantzia organikoen eskuragarritasuna, etab.) Eta egoera fisiologikoan, mota askotako metabolismoa burutu dezakete. Metabolismo mota desberdinen konbinazio hau mixotrofia gisa deskribatzen da.

Sailkapen hori organismo zelularretan aplikatzean, garrantzitsua da ulertzea organismo baten barruan metabolismo mota desberdinak dituzten zelulak egon daitezkeela. Hortaz, landare anitzeko organo fotosintetikoen zelulak metabolismo mota fotolitoautotrofoaren ezaugarri dira, eta lurpeko organoen zelulak kimioorganoterotrofo gisa deskribatzen dira. Mikroorganismoen kasuan bezala, ingurumen baldintzak, garapena eta egoera fisiologikoa aldatzen direnean, zelula anitzeko organismoaren zelulen metabolismo mota alda daiteke. Adibidez, ilunean eta hazien ernetze fasean, goi landareen zelulek mota kimioporgano-heterotrofoa metabolizatzen dute.

Metabolismoari prozesu metabolikoak deritzo, zeinean azukre, gantzak eta aminoazidoen molekula organiko nahiko handiak apurtzen diren. Katabolismoan zehar molekula organiko sinpleagoak eratzen dira, anabolismoaren (biosintesia) erreakzioetarako beharrezkoak direnak. Sarritan, katabolismoaren erreakzioen ondorioz, gorputzak energia mobilizatzen du, elikagaien digestioan lortutako molekula organikoen lotura kimikoen energia itzuliz, forma eskuragarrietan: ATP moduan, koentzima murriztuak eta transmembrana potentzial elektrokimikoak. Katabolismo terminoa ez da "energiaren metabolismoa" sinonimo: organismo askotan (adibidez, fototrofoetan), energia gordetzeko prozesu nagusiak ez daude zuzenean lotuta molekula organikoen apurketarekin. Organismoak metabolismo motaren arabera sailkatzeko energia iturriaren arabera egin daiteke, aurreko atalean islatzen den moduan. Kimiotrofoek lotura kimikoen energia erabiltzen dute eta fototrofoek eguzki argiaren energia kontsumitzen dute. Hala ere, metabolismo mota horiek guztiak molekulen emaile murriztuen elektroien transferentziarekin erlazionatutako erredox erreakzioen mende daude, hala nola molekula organikoak, ura, amoniakoa, hidrogeno sulfuroa, oxigenoa, nitratoak edo sulfatoa bezalako molekulak onartzeko. Animalietan, erreakzio horiek molekula organiko konplexuak errazagoetan banatzea dakar, hala nola karbono dioxidoa eta ura. Organismo fotosintetikoetan - landareak eta zianobakterioak - elektroi-transferentzien erreakzioek ez dute energia askatzen, baina eguzki-argietatik xurgatutako energia gordetzeko modu gisa erabiltzen dira.

Animalien katabolismoa hiru fase nagusitan banatu daiteke. Lehenik eta behin, proteinak, polisakaridoak eta lipidoak bezalako molekula organiko handiak zeluletatik kanpo dauden osagai txikiagoetan zatitzen dira. Gainera molekula txiki horiek zeluletan sartu eta are molekula txikiagoak bihurtzen dira, adibidez, acetil-CoA. Era berean, A koentzimaren azetilen taldea oxidatzen da Krebs zikloan eta karbono dioxidoan eta arnas katean, ATP moduan gordetzen den energia askatuz.

Digestioaren edizioa

Makidoiak, almidoia, zelulosa edo proteinak, unitate txikiagoetan zatitu behar dira, zelulek erabili ahal izateko. Hainbat entzima klase daude degradazioan: proteasak, proteinak peptidoak eta aminoazidoak suntsitzen dituztenak, glikosidasak, polisakaridoak oligo- eta monosakaridoak apurtzen dituztenak.

Mikroorganismoek entzima hidrolitikoak bere inguruko espazioan jariatzen dituzte, horrelako entzimak zelula glandular espezializatuetatik soilik bereizten dituzten animalien desberdina da. Aminoazidoak eta monosakaridoak, zelulazko entzimenen jardueraren ondorioz sortuak, ondoren zeluletara sartu garraio aktiboa erabiliz.

Energiaren edizioa lortzea

Karbohidratoen katabolismoan zehar, azukre konplexuak monosakaridoak apurtzen dira, zelulek xurgatzen dituztenak. Behin barnean, azukreak (adibidez, glukosa eta fruktosa) piruvato bihurtzen dira glukolisian zehar, eta ATP kopuru jakin bat sortzen da. Azido piruvikoa (piruvatoa) bitarteko metabolikoa da hainbat bide metabolikoetan. Piruvatoen metabolismoaren bide nagusia azetil-CoA bihurtzea eta ondoren azido trikarboxilikoa ziklora pasatzea da. Aldi berean, energiaren zati bat Krebs zikloan gordetzen da ATP moduan, eta NADH eta FAD molekulak ere leheneratzen dira. Glikolisi prozesuan eta azido trikarboxilikoaren zikloan, karbono dioxidoa eratzen da, hau da, bizitzaren azpiproduktu bat da. Baldintza anaerobikoetan, piruvatoaren glicolisi ondorioz, laktato deshidrogenasa entzimak parte hartuz, laktatoa eratzen da eta NADH oxidatzen da NAD +, glicolisi erreakzioetan berrerabiltzen dena. Monosakaridoen metabolizaziorako bide alternatiboa ere badago - pentosa fosfatoaren bidea; horren bidez, energia NADPH koentzima murriztuan gordetzen da eta pentosak eratzen dira, adibidez, erribosa, beharrezkoa dena azido nukleikoen sintesian.

Katabolismoaren lehen fasean dauden gantzak gantz azido askeak eta glicerina bihurtzen dira. Gantz-azidoak beta oxidazioan zehar apurtzen dira, acetil-CoA eratzeko. Krebs zikloan katabolizatu egiten da, edo gantz-azido berrien sintesira joaten da. Gantz-azidoek karbohidratoek baino energia gehiago askatzen dute, gantzak beraien egituran hidrogeno atomo gehiago baitituzte.

Aminoazidoak proteinak eta beste biomolekula sintetizatzeko erabiltzen dira, edo urea, karbono dioxidoa oxidatzen dute eta energia iturri gisa erabiltzen dute. Aminoazidoen katabolismoaren bide oxidatzailea amino taldea kentzen da transaminasa entzimenen bidez. Amino-taldeak urearen zikloan erabiltzen dira; aminoazidoak ez dituzten aminoazidoei azido keto deritzo. Azido keto batzuk Krebs zikloan bitartekoak dira. Adibidez, glutamatoaren desaminazioak azido alfa-ketoglutarikoa sortzen du. Aminoazido glukogenoak glukosa bihur daitezke glukoneogenesiaren erreakzioetan.

Fosorilazio oxidatiboa Editatu

Fosforilazio oxidatiboan, bide metabolikoetan elikagaien molekuletatik kendutako elektroiak (adibidez, Krebs zikloan) oxigenora transferitzen dira, eta askatutako energia ATP sintetizatzeko erabiltzen da. Eukariotoetan, prozesu hori mito mitokondrialean finkatutako hainbat proteinen parte hartzearekin egiten da, elektroien transferentziaren arnas katea deritzona. Prokariotoetan, proteina horiek zelula hormaren barneko mintzetan daude. Elektroien transferentzia katearen proteinek molekula murriztuetatik elektroiak transferituz lortzen den energia erabiltzen dute (adibidez, NADH) oxigenora mintzetik protoiak ponpatzeko.

Protoiak ponpatzen direnean, hidrogeno ioien kontzentrazioan aldea sortzen da eta gradiente elektrokimikoa sortzen da. Indar horrek protoiak mitokondriara itzultzen ditu ATP sintasaren oinarriaren bidez. Protoi fluxuak entzimaren c-azpiunitatetik eraztuna biratzen du, ondorioz sintasaren zentro aktiboak forma aldatu eta adenosina difosfatoa fosforilatzen du, ATP bihurtuz.

Energia ez-organikoa edit

Hemolitotrofoei procariotoak deitzen zaizkie, metabolismo mota berezia dute eta bertan energia konposatu ezorganikoen oxidazioaren ondorioz sortzen da. Kimiolitotrofoek hidrogeno molekularra, sufre konposatuak (adibidez sulfuroak, hidrogeno sulfuroa eta tiosulfato ezorganikoak), burdina (II) oxidoa edo amoniakoa oxidatzen dituzte. Kasu honetan, konposatu horien oxidazioan lortutako energia elektroien azeptoreek sortzen dute, oxigenoa edo nitritak adibidez. Substantzia ez-organikoetatik energia lortzeko prozesuek zeregin garrantzitsua dute halako acetogenesia, nitrifikazioa eta desnitrifikazioan ziklo biogeokimikoetan.

Eguzkiaren argia

Eguzki argiaren energia landareek, zianobakterioek, bakterio moreek, sufre berde bakterioek eta zenbait protozoarrek xurgatzen dute. Prozesu hau askotan karbono dioxidoa konposatu organiko bihurtzearekin konbinatzen da fotosintesia prozesuaren zati gisa (ikus azpian). Proklarioto batzuetan energia harrapatzeko eta karbonoa finkatzeko sistemek banan-banan funtziona dezakete (adibidez, azukre purpurazko eta berdeetako bakterietan).

Organismo askotan eguzki energiaren xurgapena fosforilazio oxidatiboaren antzekoa da, izan ere, kasu honetan energia protoi kontzentrazio gradientean gordetzen da eta protoien indarrak ATP sintesia eragiten du. Transferentzia kate honetarako beharrezko elektroiak erreakzio fotosintetikoko zentroak (adibidez, rodopsinak) izeneko proteina ateratakoak dira. Pigmentu fotosintetiko motaren arabera, bi erreakzio zentro mota sailkatzen dira, gaur egun bakterio fotosintetiko gehienek mota bakarra dute, landareak eta zianobakteriak, berriz, bi.

Landareetan, algetan eta zianobakterietan, fotosistema II-k argiaren energia erabiltzen du elektroiak uretatik kentzeko, erreakzioaren azpiproduktu gisa askatutako oxigeno molekularrarekin. Elektroiak b6f zitokromora konplexuan sartzen dira. Klonoplastoetan mintz tilatoideen bidez protoiak ponpatzeko energia erabiltzen du. Gradiente elektrokimikoaren eraginpean, protoiak mintzatik atzera egiten dute eta ATP sintasa pizten dute. Elektroiak fotosistema I pasatzen dira eta NADP + koentzima berrezartzeko erabil daitezke, Calvin zikloan erabiltzeko edo ATP molekula osagarriak sortzeko birziklatzeko.

anabolism - molekula konplexuen biosintesi metabolikoen prozesu multzoa energia gastuarekin. Egitura zelularrak osatzen dituzten molekula konplexuak sekuentziaz sintetizatzen dira aitzindari sinpleagoetatik. Anabolismoak hiru fase nagusi ditu, eta horietako bakoitza entzima espezializatu batek katalizatzen du. Lehenengo fasean, aitzindari molekulak sintetizatzen dira, esaterako, aminoazidoak, monosakaridoak, terpenoideak eta nukleotidoak. Bigarren fasean, ATP energiaren gastua duten prekursoreak aktibatutako forma bihurtuko dira. Hirugarren fasean, aktibatutako monomeroak molekula konplexuagoetan elkartzen dira, adibidez, proteinak, polisakaridoak, lipidoak eta azido nukleikoak.

Izaki bizidun guztiek ezingo dituzte biologikoki aktibo dauden molekula guztiak sintetizatu. Autotrofoek (adibidez, landareak) molekula organiko konplexuak sintetiza ditzakete molekula baxuko molekula ezorganiko sinpleetatik, hala nola karbono dioxidoa eta ura. Heterotrofoek substantzia konplexuagoen iturri bat behar dute, hala nola, monosakaridoak eta aminoazidoak, molekula konplexuagoak sortzeko. Organismoak beren energia-iturri nagusien arabera sailkatzen dira: fotoautotrofoek eta fotoheterotrofoek eguzki-argiaren energia jasotzen dute, eta kimioautotrofoek eta kimioheterotrofoek oxidazio-erreakzio ezorganikoen energia jasotzen dute.

Karbono loteslea editatzea

Fotosintesia karbono dioxidoaren azukreen biosintesi prozesua da, zeinean beharrezko energia eguzki argietatik xurgatzen baita. Landareetan, zianobakterioak eta algak, uraren fotolisia oxigenoaren fotosintesi garaian gertatzen da, oxigenoa azpiproduktu gisa askatzen den bitartean. CO bihurtzeko₂ 3-fosfogluzetatoek fotosistemetan gordetako ATP eta NADP energia erabiltzen dute. Karbonoa lotzeko erreakzioa ribulosa bisfosfat karboxilasa entzimaren bidez egiten da eta Calvin zikloaren barruan dago. Fotosintesiaren hiru mota sailkatzen dira landareetan - hiru karbono molekulen bidetik, lau karbono molekulen (C4) eta CAM fotosintesiaren bidez. Hiru fotosintesia mota desberdinak dira karbono dioxidoa lotzearen eta Calvin zikloaren sarbidean; C3 landareetan, CO lotzea₂ Calvin zikloan gertatzen da zuzenean, eta C4 eta CAM CO mailan₂ aurretik beste konposatu batzuetan sartuta. Fotosintesiaren forma desberdinak eguzki-argiaren fluxu bizian eta lehorretara egokitzea dira.

Prokarioto fotosintetikoetan, karbonoa lotzeko mekanismoak askotarikoak dira. Karbono dioxidoa konpondu daiteke Calvin zikloan, alderantzizko Krebs zikloan edo acetil-CoAren karboxilazio erreakzioetan. Prokariotoak - kimioautotrofoek ere CO lotzen dituzte₂ Calvin zikloaren bidez, baina konposatu ez-organikoetako energia erabiltzen da erreakzioa aurrera eramateko.

Karbohidratoak eta glikanoak Editatu

Azukrearen anabolismoaren prozesuan, azido organiko sinpleak monosakarido bihur daitezke, adibidez, glukosa, eta gero polisakaridoak sintetizatzeko erabiltzen dira, hala nola almidoia. Piruvatoa, laktatoa, glicerina, 3-fosfoglizeridoa eta aminoazidoak bezalako konposatuetatik glukosa sortzen da glukoogenesia. Glukoneogenesiaren prozesuan, piruvatoa glukosa-6-fosfato bihurtzen da bitarteko konposatu multzo baten bidez, eta horietako asko ere glicolisi zehar sortzen dira. Hala ere, glukoneogenesia ez da glicolisi kontrako norabidean soilik, hainbat erreakzio kimikok entzima bereziak katalizatzen baitituzte eta horrek aukera ematen du glukosaren eraketa eta matxura prozesuak modu independentean erregulatzeko.

Organismo askok mantenugaiak nutrienteak dituzte lipido eta koipeetan. Hala ere, ornodunek ez dute azetil-CoA (gantz-azidoen metabolismoaren produktua) piruvato bihurtzeko katalizatzen duten entzimarik (glukoneogenesiaren substratua). Gosez luzaroan egon ondoren, ornodunek zetonaren gorputzak sintetizatzen hasten dira gantz-azidoetatik, garuna bezalako ehunetan glukosa ordezkatu dezaketenak. Landare eta bakterioetan, arazo metaboliko hau glioxilato zikloa erabiliz konpontzen da, azido zitrikoaren zikloaren deskarboxilazio fasea gainditzen duena eta acetil-CoA oxaloacetato bihurtzeko aukera ematen du eta, ondoren, glukosa sintesia egiteko.

Polisakaridoek egiturazko eta metaboliko funtzioak betetzen dituzte, eta lipidoekin (glikolipidoekin) eta proteinekin (glikoproteinak) konbinatu daitezke oligosakarido transferasa entzimak erabiliz.

Gantz-azidoak, isoprenoideak eta esteroideak editatzea

Gantz-azidoak acetyl-CoA-ren azido sintetikoek osatzen dituzte. Gantz-azidoen karbono-eskeletoa azetil taldea elkartzen den erreakzioen zikloan hedatzen da lehenengo, eta ondoren karbonil taldea hidroxilo taldeara murrizten da, ondoren deshidratazioa eta ondorengo berreskurapena gertatzen dira. Gantz-azidoen biosintesi entzimak bi multzotan sailkatzen dira: animalietan eta onddoetan, gantz-azidoen sintesi erreakzio guztiak funtzio anitzeko I proteina batek egiten dituzte, landareen plastikoetan eta bakterioetan; mota bakoitza II motako entzima desberdinek katalizatzen dute.

Terpenoak eta terpenoideak belar produktu naturalen klase handienaren ordezkariak dira. Substantzia multzo honen ordezkariak isopreno deribatuak dira eta isopentil pirofosfatoaren eta dimetilalil pirofosfatoaren aitzindariengandik eratzen dira. Era berean, erreakzio metaboliko desberdinetan eratzen dira. Animalietan eta arkaian, isopentil pirofosfatoa eta dimetilalil pirofosfatoa acetil-CoA-tik sintetizatzen dira mevalonato bidean, berriz, landare eta bakterioetan, berriz, piruvatoa eta glikeraldehido-3-fosfatoa mevalonate bide ez diren substratuak dira. Esteroideen biosintesi erreakzioetan, isopreno molekulak squalene konbinatu eta eratzen dira, gero egitura ziklikoak eratzen dituzte lanosterola eratuz. Lanosterola beste esteroide batzuetara bihur daiteke, hala nola kolesterola eta ergosterola.

Urtxintxak Editatu

Organismoak 20 aminoazido arrunt sintetizatzeko duten gaitasunarekin bat datoz. Bakterio eta landare gehienek 20 guztiak sintetizatu ditzakete, baina ugaztunek 10 funtsezko aminoazidoak soilik sintetizatzeko gai dira. Horrela, ugaztunen kasuan, 9 aminoazido esentzial lortu behar dira elikagaietatik. Aminoazido guztiak glikolisi bitartekoen, azido zitrikoaren zikloaren edo pentosa monofosfatoaren bideetatik sintetizatzen dira. Aminoazidoetatik alfa-keto azidoetara amino taldeen transferentzia transaminazio deritzo. Amino taldeko emaileak glutamatoa eta glutamina dira.

Lotura peptidoen bidez konektatutako aminoazidoek proteinak eratzen dituzte. Proteina bakoitzak aminoazidoen hondakinen sekuentzia berezia du (proteina egitura primarioa). Alfabetoko letrak hitzen ia aldaera amaigabeak eratzearekin batera konbinatu daitezkeen bezala, aminoazidoek sekuentzia batean edo bestean lotu dezakete eta askotariko proteinak eratzen dituzte. Aminoacil-tRNA sintetasa enzimak aminoazidoek TRNAra ester loturak dituzten ATP-ren menpe katalizatzen du eta aminoacil-ARNtak eratzen dira. Aminoacil-tRNAak aminoazidoak polipeptido kate luzeetan konbinatzen dituzten erribosomak dira, mRNA matrize bat erabiliz.