MGA RUTA NG METABOLIC: MGA URI AT PANGUNAHING RUTA - BIOLOGY - 2026

Ang isang metabolic pathway ay isang hanay ng mga reaksyong kemikal, na-catalyzed ng mga enzymes. Sa prosesong ito, ang isang molekula X ay binago sa isang molekula Y, sa pamamagitan ng mga intermediate metabolite. Ang mga metabolic pathway ay nagaganap sa cellular environment.

Sa labas ng cell, ang mga reaksyon na ito ay tatagal ng masyadong mahaba, at ang ilan ay maaaring hindi mangyari. Samakatuwid, ang bawat hakbang ay nangangailangan ng pagkakaroon ng mga protina ng katalista na tinatawag na mga enzyme. Ang papel na ginagampanan ng mga molekulang ito ay upang mapabilis ang bilis ng bawat reaksyon sa loob ng daanan sa pamamagitan ng maraming mga order ng magnitude.

Mga
pangunahing ruta ng metabolic Source: Chakazul (talk · contribs), sa pamamagitan ng Wikimedia Commons.

Physiologically, ang mga metabolic pathway ay konektado sa bawat isa. Iyon ay, hindi sila nakahiwalay sa loob ng cell. Marami sa mga pinakamahalagang landas ang nagbabahagi ng mga metabolite sa karaniwan.

Dahil dito, ang hanay ng lahat ng mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa mga selula ay tinatawag na metabolismo. Ang bawat cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagpapakita ng isang tiyak na pagganap ng metabolic, na kung saan ay tinukoy ng nilalaman ng mga enzyme sa loob, na kung saan ay tinukoy din sa genetically.

Pangkalahatang katangian ng metabolic pathways

Sa loob ng cellular environment, isang malaking bilang ng mga reaksyon ng kemikal ang nagaganap. Ang hanay ng mga reaksyon na ito ay metabolismo, at ang pangunahing pag-andar ng prosesong ito ay upang mapanatili ang homeostasis ng katawan sa ilalim ng normal na mga kondisyon, at din sa ilalim ng mga kondisyon ng pagkapagod.

Kaya, dapat magkaroon ng isang balanse ng mga flux ng mga metabolite na ito. Kabilang sa mga pangunahing katangian ng metabolic pathways mayroon tayong mga sumusunod:

Ang mga reaksyon ay na-catalyzed ng mga enzymes

Ang reaksyon ay na-catalyzed ng cyclooxygenase enzymes (Pinagmulan: Pancrat sa pamamagitan ng Wikimedia Commons)

Ang mga protagonist ng metabolic pathway ay mga enzymes. May pananagutan sila sa pagsasama at pagsusuri ng impormasyon sa metabolic state at may kakayahang baguhin ang kanilang aktibidad batay sa mga kinakailangan sa cellular sa sandaling ito.

Ang metabolismo ay kinokontrol ng mga hormone

Ang metabolismo ay nakadirekta sa pamamagitan ng isang serye ng mga hormone, na may kakayahang mag-coordinate ng mga metabolic reaksyon, isinasaalang-alang ang mga pangangailangan at pagganap ng katawan.

Kompartalisasyon

Mayroong isang compartmentalization ng metabolic pathways. Iyon ay, ang bawat landas ay naganap sa isang tiyak na compart ng subcellular, tawagan itong cytoplasm, mitochondria, bukod sa iba pa. Ang iba pang mga ruta ay maaaring mangyari sa maraming mga compartment nang sabay-sabay.

Ang compartmentalisation ng mga path ng pantulong sa regulasyon ng mga anabolic at catabolic pathways (tingnan sa ibaba).

Ang koordinasyon ng daloy ng metabolic

Ang koordinasyon ng metabolismo ay nakamit sa pamamagitan ng katatagan ng aktibidad ng mga enzim na kasangkot. Dapat pansinin na ang mga daang anabolic at ang kanilang mga katambal na catabolic ay hindi ganap na independyente. Sa kaibahan, sila ay naayos.

Mayroong mga pangunahing punto ng enzymatic sa loob ng mga metabolic pathways. Sa rate ng conversion ng mga enzymes na ito, ang buong daloy ng landas ay kinokontrol.

Mga uri ng metabolic pathway

Sa biochemistry, tatlong pangunahing uri ng metabolic pathway ay nakikilala. Ang dibisyon na ito ay isinasagawa kasunod ng mga pamantayan ng bioenergetic: mga ruta ng catabolic, anabolic at amphibole.

Mga ruta ng Catabolic

Ang mga landas ng catabolic ay sumasaklaw sa mga reaksyon ng pagkasira ng oxidative. Isinasagawa sila upang makakuha ng enerhiya at pagbabawas ng kapangyarihan, na gagamitin sa kalaunan ng cell sa iba pang mga reaksyon.

Karamihan sa mga organikong molekula ay hindi synthesized ng katawan. Sa kaibahan, dapat nating ubusin ito sa pagkain. Sa mga reaksyon ng catabolic, ang mga molekulang ito ay degraded sa monomers na bumubuo sa kanila, na maaaring magamit ng mga cell.

Mga ruta ng anaboliko

Ang mga anabolikong landas ay binubuo ng mga reaksiyong kemikal ng synthesis, pagkuha ng maliit, simpleng mga molekula at binabago ang mga ito sa mas malaki, mas kumplikadong mga elemento.

Para maganap ang mga reaksyong ito, kailangang magamit ang enerhiya. Saan nagmula ang enerhiya na ito? Mula sa mga landas ng catabolic, pangunahin sa anyo ng ATP.

Sa ganitong paraan, ang mga metabolite na ginawa ng mga catabolic pathways (na kung saan ay globally tinatawag na "pool of metabolites") ay maaaring magamit sa mga anabolic path upang ma-synthesize ang mas kumplikadong mga molekula na kailangan ng katawan sa sandaling ito.

Kabilang sa pool na ito ng mga metabolite, mayroong tatlong pangunahing mga molekula ng proseso: pyruvate, acetyl coenzyme A at gliserol. Ang mga metabolite na ito ay may pananagutan sa pagkonekta sa metabolismo ng iba't ibang mga biomolecules, tulad ng lipids, carbohydrates, bukod sa iba pa.

Mga ruta ng mga amphibious

Ang isang amphibole pathway ay gumaganap bilang alinman sa isang anabolic o isang catabolic pathway. Iyon ay, ito ay isang halo-halong ruta.

Ang pinakamahusay na kilalang amphibole ruta ay ang Krebs cycle. Ang ruta na ito ay may pangunahing tungkulin sa pagkasira ng mga karbohidrat, lipid at amino acid. Gayunpaman, nakikilahok din ito sa paggawa ng mga hudyat para sa mga ruta ng sintetiko.

Halimbawa, ang mga metabolite ng cycle ng Krebs ay ang mga hudyat ng kalahati ng mga amino acid na ginagamit upang makabuo ng mga protina.

Pangunahing metabolic path

Sa lahat ng mga cell na bahagi ng mga nabubuhay na nilalang, isinasagawa ang isang serye ng mga metabolic pathway. Ang ilan sa mga ito ay ibinahagi ng karamihan sa mga organismo.

Ang mga metabikong landas na ito ay kinabibilangan ng synthesis, pagkasira, at pag-convert ng mga metabolite na kritikal sa buhay. Ang buong prosesong ito ay kilala bilang intermediate metabolism.

Ang mga cell na permanenteng nangangailangan ng mga organikong at tulagay na compound, at pati na rin ang enerhiya ng kemikal, na nakuha lalo na mula sa molekula ng ATP.

Ang ATP (adenosine triphosphate) ay ang pinakamahalagang anyo ng pag-iimbak ng enerhiya sa lahat ng mga cell. At ang mga nakakuha ng enerhiya at pamumuhunan ng metabolic pathways ay madalas na ipinahayag sa mga tuntunin ng mga molekula ng ATP.

Ang pinakamahalagang mga landas na naroroon sa karamihan ng mga nabubuhay na organismo ay tatalakayin sa ibaba.

Glycolysis o glycolysis

Larawan 1: glycolysis vs gluconeogenesis. Kasangkot sa mga reaksyon at enzymes.

Ang Glycolysis ay isang ruta na nagsasangkot sa marawal na kalagayan ng glucose hanggang sa dalawang molekula ng pyruvic acid, ang pagkuha bilang isang net ay nakakakuha ng dalawang molekula ng ATP. Naroroon ito sa halos lahat ng mga buhay na organismo at itinuturing na isang mabilis na paraan upang makakuha ng enerhiya.

Sa pangkalahatan, karaniwang nahahati ito sa dalawang yugto. Ang una ay nagsasangkot sa pagpasa ng molekula ng glucose sa dalawang molekula ng glyceraldehyde, na nagbabaligtad ng dalawang molekulang ATP. Sa pangalawang yugto, ang mga compound ng high-energy ay nabuo, at 4 na mga molekula ng ATP at 2 na pyruvate molecules ay nakuha bilang pangwakas na mga produkto.

Ang ruta ay maaaring magpatuloy sa dalawang magkakaibang paraan. Kung mayroong oxygen, tatapusin ng mga molekula ang kanilang oksihenasyon sa chain ng paghinga. O, kung wala ito, nangyayari ang pagbuburo.

Gluconeogenesis

AngelHerraez / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Ang Gluconeogenesis ay isang landas para sa synthesis ng glucose, simula sa mga amino acid (maliban sa leucine at lysine), lactate, gliserol o anuman sa mga tagapamagitan ng siklo ng Krebs.

Ang Glucose ay isang mahalagang substrate para sa ilang mga tisyu, tulad ng utak, pulang selula ng dugo, at kalamnan. Ang suplay ng glucose ay maaaring makuha sa pamamagitan ng mga tindahan ng glyogen.

Gayunpaman, kapag naubos ang mga ito, dapat simulan ng katawan ang synthesis ng glucose upang matugunan ang mga hinihingi ng mga tisyu - lalo na ang nervous tissue.

Ang landas na ito ay nangyayari pangunahin sa atay. Mahalaga ito mula noong, sa mga sitwasyon sa pag-aayuno, ang katawan ay maaaring magpatuloy na makakuha ng glucose.

Ang pag-activate o hindi ng landas ay naka-link sa pagpapakain ng organismo. Ang mga hayop na kumokonsumo sa mga diyeta na mataas sa karbohidrat ay may mababang mga rate ng glucoseoneogenic, samantalang ang mga diyeta na mababa sa glucose ay nangangailangan ng makabuluhang aktibidad ng gluconeogenic.

Glyoxylate cycle

Kinuha at na-edit mula sa: Ang orihinal na uploader ay Adenosine sa Ingles Wikipedia. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Ang siklo na ito ay natatangi sa mga halaman at ilang mga uri ng bakterya. Ang landas na ito ay nakamit ang pagbabagong-anyo ng mga yunit na acetyl ng dalawang-carbon sa mga yunit na may apat na carbon - na kilala bilang succinate. Ang huling tambalang ito ay maaaring makagawa ng enerhiya at maaari ring magamit para sa synthesis ng glucose.

Sa mga tao, halimbawa, imposible na manatiling mag-isa sa acetate. Sa aming metabolismo, ang acetyl coenzyme A ay hindi maibabalik sa pyruvate, na kung saan ay isang hudyat ng landas ng gluconeogenic, dahil ang reaksyon ng pyruvate dehydrogenase enzyme ay hindi maibabalik.

Ang biochemical logic ng ikot ay katulad ng sa citric acid cycle, maliban sa dalawang yugto ng decarboxylation. Nangyayari ito sa mga tiyak na organelles ng mga halaman na tinatawag na glyoxysomes, at partikular na mahalaga sa mga buto ng ilang mga halaman tulad ng mga sunflower.

Krebs cycle

Tricarboxylic acid cycle (Krebs cycle). Kinuha at na-edit mula sa: Narayanese, WikiUserPedia, YassineMrabet, TotoBaggins (isinalin sa Espanyol ni Alejandro Porto).

Ito ay isa sa mga ruta na itinuturing na sentral sa metabolismo ng mga organikong nilalang, dahil pinagsama nito ang metabolismo ng pinakamahalagang molekula, kabilang ang mga protina, taba at karbohidrat.

Ito ay isang sangkap ng paghinga ng cellular, at naglalayong palabasin ang enerhiya na nakaimbak sa acetyl coenzyme Isang molekula - ang pangunahing tagapagpauna ng Krebs cycle. Binubuo ito ng sampung mga hakbang sa enzymatic at, tulad ng nabanggit namin, ang siklo ay gumagana sa parehong mga anabolic at catabolic pathway.

Sa mga eukaryotic na organismo, nagaganap ang siklo sa matris ng mitochondria. Sa prokaryotes - na kulang sa totoong mga compartment ng subcellular - nagaganap ang siklo sa rehiyon ng cytoplasmic.

Ang chain ng transportasyon ng elektron

Gumagamit: Rozzychan / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5)

Ang chain ng electron transport ay binubuo ng isang serye ng mga transporter na naka-angkla sa isang lamad. Ang chain ay naglalayong makabuo ng enerhiya sa anyo ng ATP.

Ang mga kadena ay may kakayahang lumikha ng isang electrochemical gradient salamat sa daloy ng mga electron, isang mahalagang proseso para sa synthesis ng enerhiya.

Fatntes acid synthesis

Ang mga matabang asido ay mga molekula na naglalaro ng napakahalagang tungkulin sa mga selula, higit sa lahat ay matatagpuan bilang mga sangkap na istruktura ng lahat ng mga lamad na biological. Para sa kadahilanang ito, mahalaga ang synthesis ng mga fatty acid.

Ang buong proseso ng synthesis ay nangyayari sa cytosol ng cell. Ang gitnang molekula ng proseso ay tinatawag na malonyl coenzyme A. Ito ay may pananagutan sa pagbibigay ng mga atomo na bubuo ng kalansay ng carbon ng fatty acid sa pagbuo.

Beta oksihenasyon ng mga fatty acid

Ang oksihenasyon ng Beta ay isang proseso ng pagkasira ng mga fatty acid. Ginagawa ito sa pamamagitan ng apat na hakbang: FAD oksihenasyon, hydration, NAD + oksihenasyon, at thiolysis. Dati, ang fatty acid ay kailangang maisaaktibo sa pamamagitan ng pagsasama ng coenzyme A.

Ang produkto ng nabanggit na reaksyon ay mga yunit na nabuo ng isang pares ng mga karbohid sa anyo ng acetyl coenzyme A. Ang molekula na ito ay maaaring pumasok sa ikot ng Krebs.

Ang kahusayan ng enerhiya ng daang ito ay nakasalalay sa haba ng chain ng fatty acid. Para sa palmitic acid, halimbawa, na mayroong 16 karbola, ang net ani ay 106 ATP molekula.

Ang daang ito ay nagaganap sa mitochondria ng eukaryotes. Mayroon ding isa pang alternatibong ruta sa isang kompartimasyong tinatawag na peroxisome.

Tulad ng karamihan sa mga fatty acid ay matatagpuan sa cell cytosol, dapat silang dalhin sa kompartimento kung saan sila mai-oxidized. Ang transportasyon ay nakasalalay sa cartinitan, at pinapayagan ang mga molekulang ito na pumasok sa mitochondria.

Ang metabolismo ng Nukleotide

Ang synthesis ng mga nucleotides ay isang pangunahing kaganapan sa cellular metabolism, dahil ito ang mga precursors ng mga molekula na bumubuo ng bahagi ng genetic material, DNA at RNA, at ng mga mahahalagang molekulang enerhiya, tulad ng ATP at GTP.

Ang mga precursors ng syntototot synthesis ay may kasamang iba't ibang mga amino acid, ribose 5 pospeyt, carbon dioxide at NH ₃ . Ang mga landas sa pagbawi ay may pananagutan para sa pag-recycle ng mga libreng base at mga nucleoside na inilabas mula sa pagkasira ng mga nucleic acid.

Ang pagbuo ng purine singsing ay nagaganap mula sa ribose 5 pospeyt, nagiging isang purine nucleus at sa wakas nakuha ang nucleotide.

Ang singsing na pyrimidine ay synthesized bilang orotic acid. Sinusundan ng pagbubuklod sa ribose 5 pospeyt, ito ay binago sa pyrimidine nucleotides.

Fermentation

Ang may-akda ng orihinal na bersyon ay ang User: Norro. / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Ang mga Fermentation ay mga proseso ng metabolic na independiyenteng oxygen. Ang mga ito ay uri ng catabolic at ang dulo ng produkto ng proseso ay isang metabolite na mayroon pa ring potensyal na oksihenasyon. Mayroong iba't ibang mga uri ng pagbuburo, ngunit nangyayari ang lactic fermentation sa ating katawan.

Ang lactic fermentation ay nagaganap sa cell cytoplasm. Binubuo ito ng bahagyang pagkasira ng glucose upang makakuha ng metabolic energy. Bilang isang basurang sangkap, ginawa ang lactic acid.

Matapos ang isang matinding session ng anaerobic na pagsasanay, ang kalamnan ay hindi may sapat na konsentrasyon ng oxygen at lactic fermentation na nangyayari.

Ang ilang mga cell sa katawan ay pinipilit na mag-init, dahil kulang sila ng mitochondria, tulad din ng mga pulang selula ng dugo.

Sa industriya, ang mga proseso ng pagbuburo ay ginagamit na may mataas na dalas upang makabuo ng isang serye ng mga produkto para sa pagkonsumo ng tao, tulad ng tinapay, inuming nakalalasing, yogurt, at iba pa.

Mga Sanggunian

1. Baechle, TR, & Earle, RW (Eds.). (2007). Mga alituntunin ng pagsasanay ng lakas at pag-ayos ng katawan. Panamerican Medical Ed.
2. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochemistry. Baligtad ko.
3. Campbell, MK, & Farrell, KAYA (2011). Biochemistry. Ika-anim na edisyon. Thomson. Brooks / Cole.
4. Devlin, TM (2011). Teksto ng biochemistry. John Wiley at Mga Anak.
5. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochemistry: teksto at atlas. Panamerican Medical Ed.
6. Mga Mougios, V. (2006). Mag-ehersisyo biochemistry. Human Kinetics.
7. Müller-Esterl, W. (2008). Biochemistry. Mga pundasyon para sa agham ng gamot at buhay. Baligtad ko.
8. Poortmans, JR (2004). Mga prinsipyo ng biochemistry ng ehersisyo. 3 ^rd , binagong edisyon. Karger.
9. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochemistry. Panamerican Medical Ed.