ANABOLISMO: MGA FUNCTION, PROSESO, PAGKAKAIBA-IBA SA CATABOLISM - BIOLOGY - 2025

Ang anabolismo ay isang dibisyon ng metabolismo kabilang ang mga reaksyon ng pagbuo ng malalaking molekula mula sa mas maliliit. Para sa seryeng ito ng mga reaksyon na magaganap, kinakailangan ang isang mapagkukunan ng enerhiya at, sa pangkalahatan, ito ay ATP (adenosine triphosphate).

Ang anabolismo, at ang metabolic na kabaligtaran nito, ang catabolism, ay pinagsama-sama sa isang serye ng mga reaksyon na tinatawag na metabolic pathway o mga daanan na na-orkestra at kinokontrol lalo na ng mga hormone. Ang bawat maliit na hakbang ay kinokontrol upang ang isang unti-unting paglipat ng enerhiya ay nangyayari.

Pinagmulan: www.publicdomainpictures.net

Ang mga proseso ng anaboliko ay maaaring tumagal ng mga pangunahing yunit na bumubuo ng biomolecules - mga amino acid, fatty acid, nucleotides, at mga monomer ng asukal - at makabuo ng mas kumplikadong mga compound, tulad ng mga protina, lipid, nucleic acid, at karbohidrat bilang panghuling mga gumagawa ng enerhiya.

Mga Tampok

Ang metabolismo ay isang term na sumasaklaw sa lahat ng mga reaksiyong kemikal na nangyayari sa loob ng katawan. Ang cell ay kahawig ng isang mikroskopikong pabrika kung saan ang mga reaksyon ng synthesis at degradation ay patuloy na nagaganap.

Ang dalawang layunin ng metabolismo ay: una, upang gamitin ang enerhiya ng kemikal na nakaimbak sa pagkain, at pangalawa, upang palitan ang mga istruktura o sangkap na hindi na gumana sa katawan. Ang mga kaganapang ito ay nangyayari ayon sa mga tiyak na pangangailangan ng bawat organismo at pinangangasiwaan ng mga messenger messenger na tinatawag na mga hormone.

Ang enerhiya ay pangunahing mula sa mga taba at karbohidrat na kumokonsumo sa pagkain. Kung may kakulangan, ang katawan ay maaaring gumamit ng protina upang bumubuo para sa kakulangan.

Gayundin, ang mga proseso ng pagbabagong-buhay ay malapit na nauugnay sa anabolismo. Ang pagbabagong-buhay ng mga tisyu ay isang kondisyon ng sine qua na hindi mapanatili ang isang malusog na katawan at maayos na gumagana. Ang anabolismo ay may pananagutan sa paggawa ng lahat ng mga cellular compound na nagpapanatili sa kanilang paggana.

May isang masarap na balanse sa cell sa pagitan ng mga proseso ng metabolic. Ang mga malalaking molekula ay maaaring masira sa kanilang pinakamaliit na sangkap sa pamamagitan ng mga reaksyon ng catabolic at ang reverse process - mula sa maliit hanggang sa malaki - ay maaaring mangyari sa pamamagitan ng anabolismo.

Mga proseso ng anaboliko

Kasama sa anabolismo, sa isang pangkalahatang paraan, ang lahat ng mga reaksyon na pinalaki ng mga enzyme (maliit na molekula ng protina na nagpapabilis sa bilis ng mga reaksyon ng kemikal sa pamamagitan ng maraming mga order ng magnitude) na responsable para sa "konstruksyon" o synthesis ng mga bahagi ng cellular.

Ang pangkalahatang-ideya ng mga daanan ng anabolic ay nagsasama ng mga sumusunod na hakbang: Ang mga simpleng molekula na lumahok bilang mga tagapamagitan sa ikot ng Krebs ay alinman sa aminin o chemically transformed into amino acid. Ito ay kalaunan ay natipon sa mas kumplikadong mga molekula.

Ang mga prosesong ito ay nangangailangan ng enerhiya ng kemikal, na nagmula sa catabolism. Kabilang sa mga pinakamahalagang proseso ng anaboliko ay: synthesis ng fatty acid, synthesis ng kolesterol, synthesis ng nucleic acid (DNA at RNA), synt synthesis, glycogen synthesis at amino acid synthesis.

Ang papel na ginagampanan ng mga molekulang ito sa katawan at ang kanilang mga ruta ng synthesis ay mailarawan sa madaling sabi:

Fatntes acid synthesis

Ang mga lipid ay mataas na heterogenous biomolecules na may kakayahang makabuo ng isang malaking halaga ng enerhiya kapag na-oxidized, lalo na ang mga molekula na triacylglycerol.

Ang mga matabang acid ay ang archetypal lipids. Ang mga ito ay binubuo ng isang ulo at isang buntot na gawa sa mga hydrocarbons. Ang mga ito ay maaaring hindi puspos o puspos, depende sa kung mayroon silang dobleng mga bono sa buntot.

Ang mga lipid ay mga mahahalagang sangkap ng lahat ng mga biological membranes, bilang karagdagan sa pakikilahok bilang isang sangkap na reserba.

Ang mga fatty acid ay synthesized sa cytoplasm ng cell mula sa isang precursor molekula na tinatawag na malonyl-CoA, na nagmula sa acetyl-CoA at bikarbonate. Ang molekula na ito ay nagbibigay ng tatlong carbon atoms upang simulan ang paglaki ng fatty acid.

Matapos mabuo ang malonil, ang reaksyon ng synthesis ay nagpapatuloy sa apat na mahahalagang hakbang:

-Ang kondensasyon ng acetyl-ACP na may malonyl-ACP, isang reaksyon na gumagawa ng acetoacetyl-ACP at pinakawalan ang carbon dioxide bilang isang basura na sangkap.

-Ang ikalawang hakbang ay ang pagbawas ng acetoacetyl-ACP, sa pamamagitan ng NADPH sa D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-Ang kasunod na reaksyon ng pag-aalis ng tubig ay nangyayari na nagko-convert sa nakaraang produkto (D-3-hydroxybutyryl-ACP) sa crotonyl-ACP.

-Karaniwang, ang crotonyl-ACP ay nabawasan at ang pangwakas na produkto ay butyryl-ACP.

Synthesis ng kolesterol

Ang kolesterol ay isang sterol na may isang karaniwang 17-carbon sterans nucleus. Ito ay may iba't ibang mga tungkulin sa pisyolohiya, dahil gumaganap ito bilang isang paunang-una ng iba't ibang mga molekula tulad ng mga acid ng apdo, iba't ibang mga hormones (kabilang ang mga sekswal) at napakahalaga para sa synthesis ng bitamina D.

Ang synthesis ay nangyayari sa cytoplasm ng cell, lalo na sa mga selula ng atay. Ang landas na anabolic na ito ay may tatlong phases: una ang yunit ng isoprene ay nabuo, pagkatapos ay ang progresibong asimilasyon ng mga yunit ay nagmumula sa squalene, ipinapasa ito sa lanosterol at sa wakas nakuha ang kolesterol.

Ang aktibidad ng mga enzymes sa daang ito ay kinokontrol ng pangunahin sa pamamagitan ng kamag-anak na ratio ng mga hormone na insulin: glucagon. Habang tumataas ang ratio na ito, ang aktibidad ng pathway ay tumataas nang proporsyonal.

Synthesis ng Nucleotide

Ang mga acid acid ay ang DNA at RNA, ang una ay naglalaman ng lahat ng impormasyong kinakailangan para sa pagpapaunlad at pagpapanatili ng mga nabubuhay na organismo, habang ang pangalawa ay umaakma sa mga pag-andar ng DNA.

Parehong DNA at RNA ay binubuo ng mga mahabang kadena ng mga polymer na ang pangunahing yunit ay mga nucleotides. Ang mga nukleotides, sa baybayin, ay binubuo ng isang asukal, isang pangkat na pospeyt, at isang pangkabuhayan na base. Ang hudyat ng purines at pyrimidines ay ribose-5-pospeyt.

Ang mga purine at pyrimidines ay ginawa sa atay mula sa mga precursor tulad ng carbon dioxide, glycine, ammonia, at iba pa.

Synthesis ng nuclear acid

Ang mga nukleotide ay dapat sumali sa mahabang DNA o RNA chain upang matupad ang kanilang biological function. Ang proseso ay nagsasangkot ng isang serye ng mga enzyme na nagpapagaling sa mga reaksyon.

Ang enzyme na namamahala sa pagkopya ng DNA upang makabuo ng higit pang mga molekula ng DNA na may magkatulad na mga pagkakasunud-sunod ay ang DNA polymerase. Ang enzyme na ito ay hindi maaaring magsimula ng de novo synthesis, kaya ang isang maliit na piraso ng DNA o RNA na tinatawag na isang panimulang aklat ay dapat lumahok, na nagpapahintulot sa pagbuo ng chain.

Ang kaganapang ito ay nangangailangan ng pakikilahok ng mga karagdagang enzymes. Ang helicase, halimbawa, ay tumutulong upang buksan ang dobleng helix ng DNA upang ang polimerase ay maaaring kumilos at ang topoisomerase ay magagawang baguhin ang topology ng DNA, alinman sa pamamagitan ng pag-agaw nito o pag-iwas nito.

Katulad nito, ang RNA polymerase ay nakikilahok sa synthesis ng RNA mula sa isang molekula ng DNA. Hindi tulad ng nakaraang proseso, ang RNA synthesis ay hindi nangangailangan ng nabanggit na panimulang aklat.

Synthesis ng protina

Ang synt synthesis ay isang mahalagang kaganapan sa lahat ng mga buhay na organismo. Ang mga protina ay nagsasagawa ng isang malawak na iba't ibang mga pag-andar, tulad ng pagdadala ng mga sangkap o paglalaro ng papel ng mga protina na istruktura.

Ayon sa gitnang "dogma" ng biology, pagkatapos na makopya ang DNA sa messenger RNA (tulad ng inilarawan sa nakaraang seksyon), ito naman ay isinalin ng mga ribosom sa isang polimer ng mga amino acid. Sa RNA, ang bawat triplet (tatlong mga nucleotide) ay binibigyang kahulugan bilang isa sa dalawampu't amino acid.

Ang synthesis ay nangyayari sa cytoplasm ng cell, kung saan matatagpuan ang ribosom. Ang proseso ay nangyayari sa apat na mga yugto: pag-activate, pagsisimula, pagpahaba, at pagtatapos.

Ang activation ay binubuo ng pagbubuklod ng isang partikular na amino acid sa kaukulang paglipat ng RNA. Ang pagsisimula ay nagsasangkot sa pagbubuklod ng ribosom sa 3 'terminal na bahagi ng messenger RNA, na tinulungan ng "mga kadahilanan sa pagsisimula".

Ang pagsasalita ay nagsasangkot ng pagdaragdag ng mga amino acid ayon sa mensahe ng RNA. Sa wakas, ang proseso ay humihinto sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod sa messenger RNA, na tinatawag na pagtatapos ng mga condom: UAA, UAG, o UGA.

Glycogen synthesis

Ang Glycogen ay isang molekula na binubuo ng paulit-ulit na mga yunit ng glucose. Ito ay gumaganap bilang isang sangkap na reserba ng enerhiya at kadalasang sagana sa atay at kalamnan.

Ang ruta ng synthesis ay tinatawag na glycogenogenesis at hinihiling ang paglahok ng syntyase ng enzyme glycogen, ATP at UTP. Ang daanan ay nagsisimula sa phosphorylation ng glucose sa glucose-6-phosphate at pagkatapos ay sa glucose-1-phosphate. Ang susunod na hakbang ay nagsasangkot ng pagdaragdag ng isang UDP upang magbunga ng UDP-glucose at hindi organikong pospeyt.

Ang molekula ng UDP-glucose ay nagdaragdag sa kadena ng glucose sa pamamagitan ng isang alpha 1-4 na bono, na naglabas ng UDP nucleotide. Kung sakaling mangyari ang mga sanga, ang mga ito ay nabuo ng mga bono ng alpha 1-6.

Sintesis ng mga amino acid

Ang mga amino acid ay mga yunit na bumubuo ng mga protina. Sa likas na katangian mayroong 20 mga uri, ang bawat isa ay may natatanging pisikal at kemikal na mga katangian na natutukoy ang pangwakas na katangian ng protina.

Hindi lahat ng mga organismo ay maaaring synthesize ang lahat ng 20 mga uri. Halimbawa, maaari lamang synthesize ng mga tao ang 11, ang natitirang 9 ay dapat na isama sa diyeta.

Ang bawat amino acid ay may sariling landas. Gayunpaman, nagmumula ang mga molekulang precursor tulad ng alpha-ketoglutarate, oxaloacetate, 3-phosphoglycerate, pyruvate, bukod sa iba pa.

Ang regulasyon ng anabolismo

Tulad ng nabanggit namin mas maaga, ang metabolismo ay kinokontrol ng mga sangkap na tinatawag na mga hormone, na tinatago ng mga dalubhasang tisyu, alinman sa glandular o epithelial. Ang mga ito bilang mga messenger at ang kanilang likas na kemikal ay medyo heterogenous.

Halimbawa, ang insulin ay isang hormone na tinago ng pancreas at may malaking epekto sa metabolismo. Matapos ang mataas na pagkain ng karbohidrat, gumagana ang insulin bilang isang stimulant ng mga daang anabolic.

Kaya, ang hormon ay responsable para sa pag-activate ng mga proseso na nagpapahintulot sa synthesis ng mga sangkap ng imbakan tulad ng taba o glycogen.

May mga panahon ng buhay kung saan namumuno ang mga proseso ng anabolic, tulad ng pagkabata, kabataan, sa panahon ng pagbubuntis o sa panahon ng pagsasanay na nakatuon sa paglago ng mga kalamnan.

Mga pagkakaiba sa katabolismo

Ang lahat ng mga proseso at reaksiyong kemikal na nangyayari sa loob ng ating katawan - partikular sa loob ng ating mga cell - ay pandaigdigang kilala bilang metabolismo. Maaari kaming lumaki, makabuo, magparami, at mapanatili ang init ng katawan salamat sa mataas na kinokontrol na serye ng mga kaganapan.

Sintesis laban sa marawal na kalagayan

Ang metabolismo ay nagsasangkot sa paggamit ng biomolecules (protina, karbohidrat, lipid o taba, at mga nucleic acid) upang mapanatili ang lahat ng mga mahahalagang reaksyon ng isang buhay na sistema.

Ang pagkuha ng mga molekulang ito ay mula sa pagkain na kinakain namin araw-araw at ang aming katawan ay "masisira" ang mga ito sa mas maliit na mga yunit sa panahon ng proseso ng panunaw.

Halimbawa, ang mga protina (na maaaring magmula sa karne o itlog, halimbawa) ay nahati sa kanilang pangunahing sangkap: mga amino acid. Sa parehong paraan, maaari nating iproseso ang mga karbohidrat sa mas maliit na mga yunit ng asukal, sa pangkalahatan ay glucose, isa sa mga karbohidrat na ginagamit ng ating katawan.

Ginagamit ng aming katawan ang mga maliliit na yunit - amino acid, sugars, fatty acid, bukod sa iba pa - upang makabuo ng mga bagong malalaking molekula sa pagsasaayos na kailangan ng ating katawan.

Ang proseso ng pagkabagsak at pagkuha ng enerhiya ay tinatawag na catabolism, habang ang pagbuo ng mga bagong mas kumplikadong mga molekula ay anabolismo. Kaya, ang mga proseso ng synthesis ay nauugnay sa anabolismo at mga proseso ng pagkabulok na may catabolism.

Bilang isang panuntunan na mnemonic maaari nating gamitin ang "c" sa salitang katabolismo at maiugnay ito sa salitang "cut".

Paggamit ng enerhiya

Ang mga proseso ng anaboliko ay nangangailangan ng enerhiya, habang ang mga proseso ng marawal na kalagayan ay gumagawa ng enerhiya na ito, pangunahin sa anyo ng ATP - na kilala bilang ang pera ng enerhiya ng cell.

Ang enerhiya na ito ay nagmula sa mga proseso ng catabolic. Isipin natin na mayroon kaming isang deck ng mga kard, kung mayroon kaming lahat ng mga kard na nakasalansan nang maayos at itinapon namin sila sa lupa na ginagawa nila ito ng spontaneously (pagkakatulad sa catabolism).

Gayunpaman, kung nais naming mag-order ng mga ito muli kailangan naming mag-apply ng enerhiya sa system at mangolekta ng mga ito mula sa lupa (pagkakatulad sa anabolismo).

Sa ilang mga kaso ang mga landas ng catabolic ay nangangailangan ng isang "iniksyon ng enerhiya" sa kanilang mga unang hakbang upang masimulan ang proseso. Halimbawa, ang glycolysis o glycolysis ay ang pagkasira ng glucose. Ang landas na ito ay nangangailangan ng paggamit ng dalawang molekulang ATP upang makapagsimula.

Balanse sa pagitan ng anabolismo at catabolism

Upang mapanatili ang isang malusog at sapat na metabolismo kinakailangan na mayroong isang balanse sa pagitan ng mga proseso ng anabolismo at catabolism. Kung sakaling ang mga proseso ng anabolismo ay lumampas sa mga catabolism, ang mga pangyayari sa synthesis ang siyang mananaig. Sa kaibahan, kapag ang katawan ay tumatanggap ng mas maraming enerhiya kaysa sa kinakailangan, ang mga catabolic pathways ay namamayani.

Kapag nakakaranas ang katawan ng kahirapan, tawagan itong sakit o mga panahon ng matagal na pag-aayuno, ang metabolismo ay nakatuon sa mga daanan ng marawal na kalagayan at napunta sa isang estado ng catabolic.

Pinagmulan: Ni Alejandro Porto, mula sa Wikimedia Commons

Mga Sanggunian

1. Chan, YK, Ng, KP, & Sim, DSM (Eds.). (2015). Mga Batayan ng Pharmacological ng Acute Care. Internasyonal na Pag-publish ng Springer.
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Imbitasyon sa biyolohiya. Macmillan.
3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, JE, Kaiser, CA, Krieger, M., Scott, MP, … & Matsudaira, P. (2008). Biology ng molekular na cell. Macmillan.
4. Ronzio, RA (2003). Ang encyclopedia ng nutrisyon at mabuting kalusugan. Infobase Publishing.
5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, CW (2007). Ang mga pundasyon ng Biochemistry: Buhay sa antas ng molekular. Panamerican Medical Ed.