Metaboliska rutter typer och huvudvägar

En Metabolisk väg Det är en uppsättning kemiska reaktioner, katalyserade av enzymer. I denna process omvandlas en X -molekyl till en molekyl och genom mellanhandsmetaboliter. Metaboliska rutter äger rum i cellmiljön.

Utanför cellen skulle dessa reaktioner ta för mycket tid, och vissa kanske inte händer. Därför kräver varje steg förekomsten av katalysatorproteiner som kallas enzymer. Rollen för dessa molekyler är att påskynda hastigheten för varje reaktion inom vägen i flera storleksordningar.

Huvudmetaboliska rutter
Källa: Chakazul (Talk · Bidrag) [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)], via Wikimedia Commons.

Fysiologiskt är metaboliska rutter kopplade till varandra. Det vill säga de är inte isolerade inuti cellen. Många av de viktigaste vägarna delar gemensamma metaboliter.

Följaktligen kallas uppsättningen av alla kemiska reaktioner som förekommer i celler metabolism. Varje cell kännetecknas av att visa en specifik metabolisk prestanda, som definieras av enzyminnehållet inuti, vilket i sin tur är genetiskt bestämd.

[TOC]

Allmänna egenskaper hos metaboliska rutter

Inom cellmiljön inträffar ett stort antal kemiska reaktioner. Uppsättningen av dessa reaktioner är metabolism, och huvudfunktionen i denna process är att upprätthålla organismens homeostas under normala förhållanden, och även under stressförhållanden.

Således måste det finnas en balans mellan flöden av dessa metaboliter. Bland de viktigaste egenskaperna hos metaboliska rutter har vi följande:

Reaktionerna katalyseras av enzymer

Kataliserad reaktion av cykloxygenasenzymer (källa: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)] via Wikimedia Commons)

Huvudpersonerna i metaboliska rutter är enzymer. De ansvarar för att integrera och analysera information om det metaboliska tillståndet och kan modulera sin aktivitet baserat på ögonblickets cellkrav.

Metabolism regleras av hormoner

Metabolismen är regisserad av en serie hormoner, som kan koordinera metaboliska reaktioner, med tanke på organismens behov och prestanda.

Fack

Det finns en avdelning av metaboliska rutter. Det vill säga varje rutt äger rum i ett specifikt subcellulärt fack, samtal cytoplasma, mitokondrier, bland andra. Andra rutter kan uppstå i flera fack samtidigt.

Avdelningen av rutterna hjälper regleringen av anabola och kataboliska rutter (se senare).

Metabolisk flödeskoordination

Metabolismkoordination uppnås genom stabilitet i aktiviteten hos de inblandade enzymerna. Det är nödvändigt att betona att anabola rutter och deras kataboliska motsvarigheter inte är helt oberoende. Däremot är de samordnade.

Det finns viktiga enzymatiska punkter inom metaboliska rutter. Med omvandlingshastigheten för dessa enzymer regleras hela rutten.

Typer av metaboliska rutter

I biokemi skiljer sig tre typer av huvudmetaboliska rutter. Denna uppdelning utförs efter bioenergetiska kriterier: Kataboliska, anabola och amfibola rutter.

Kataboliska rutter

Kataboliska rutter inkluderar oxidativa nedbrytningsreaktioner. De utförs med syftet att få energi och minska kraften, som därefter kommer att användas av cellen i andra reaktioner.

De flesta organiska molekyler syntetiseras inte av kroppen. Däremot måste vi konsumera det genom mat. I kataboliska reaktioner nedbryts dessa molekyler i monomererna som komponerar dem, som kan användas av celler.

Det kan tjäna dig: aerobia glykolys: vad är, reaktioner, glykolytiska mellanhänder

Anabola rutter

Anabola vägar utgör de kemiska reaktionerna i syntesen, tar små och enkla molekyler och omvandlar dem till större och mer komplexa element.

För att dessa reaktioner ska äga rum är det nödvändigt att det finns energi tillgänglig. Var kommer denna energi ifrån? Av de kataboliska vägarna, främst i form av ATP.

På detta sätt kan metaboliterna som produceras av de kataboliska vägarna (som kallas ”metabolitpool”) användas i de anabola vägarna för att syntetisera mer komplexa molekyler som organismen behöver vid den tiden.

Bland denna pool av metaboliter finns det tre viktiga molekyler i processen: pyruvat, acetylkoenzym A och glycerol. Dessa metaboliter ansvarar för att ansluta metabolismen hos olika biomolekyler, såsom lipider, kolhydrater, bland andra.

Amfiboliska rutter

En amfibolisk rutt fungerar som anabolisk eller katabolisk väg. Det vill säga det är en blandad väg.

Den mest kända amfiboliska rutten är Krebs -cykeln. Denna rutt har en grundläggande roll i nedbrytningen av kolhydrater, lipider och aminosyror. Men det deltar också i produktionen av föregångare för syntesvägar.

Till exempel är Krebs -cykelmetaboliter föregångarna till hälften av aminosyrorna som används för att bygga proteiner.

Huvudmetaboliska rutter

I alla celler som är en del av levande varelser utförs en serie metaboliska vägar. Vissa av dessa delas av de flesta organismer.

Dessa metaboliska vägar inkluderar syntes, nedbrytning och omvandling av avgörande metaboliter för livet. Denna process kallas mellanliggande metabolism.

Cellerna måste permanent ha organiska och oorganiska föreningar och även kemisk energi, som huvudsakligen erhålls från ATP -molekylen.

ATP (adenosin tryposfat) är den viktigaste energilagringsformen för alla celler. Och energi- och energiinvesteringarna i metaboliska rutter uttrycker vanligtvis i termer av ATP -molekyler.

De viktigaste vägarna som finns i de allra flesta levande organismer kommer att diskuteras nedan.

Glykolys eller glykolys

Bild 1: Glykolys vs Guconeogenesis. Reaktioner och enzymer involverade.

Glykolys är en rutt som involverar glukosnedbrytning till två pyruvinsyramolekyler, vilket får två ATP -molekyler som nettovinst. Det finns praktiskt taget i alla levande organismer och anses vara ett snabbt sätt att få energi.

I allmänhet är det vanligtvis uppdelat i två steg. Den första involverar passagen av glukosmolekylen i två av glyceraldehyd, investerar två ATP -molekyler. I den andra fasen genereras höga energiföreningar och 4 ATP- och 2 pyruvatmolekyler erhålls som slutprodukter.

Rutten kan fortsätta på två olika sätt. Om det finns syre slutar molekylerna sin oxidation i andningskedjan. Eller i avsaknad av detta inträffar jäsning.

Glukoneogenes

Angelherraez/CC BY-SA (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)

Glukoneogenes är en väg är syntes av glukos, börjar med aminosyror (med undantag av leucin och lysin), laktat, glycerol eller någon av mellanhänderna i Krebs -cykeln.

Kan tjäna dig: Flora och Fauna of Buenos Aires: Representativa arter

Glukos är ett oumbärligt underlag för vissa vävnader, såsom hjärna, erytrocyter och muskler. Glukosbidraget kan erhållas genom glykogenreserver.

Men när de är utmattade måste kroppen börja syntesen av glukos för att möta vävnadernas krav - i grunden nervvävnaden.

Denna rutt förekommer huvudsakligen i levern. Det är viktigt eftersom kroppen i fasta situationer kan fortsätta att få glukos.

Aktiveringen eller inte på rutten är kopplad till organismens mat. Djur som konsumerar höga dieter i kolhydrater har låga glukoneogena hastigheter, medan dåliga glukosdieter kräver betydande aktiviteter.

Glioxylatcykel

Tagen och redigerad från: Den ursprungliga uppladdaren var adenosin på engelska Wikipedia. /CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/2.5)

Denna cykel är unik för växter och vissa typer av bakterier. Denna rutt uppnår omvandlingen av acetylenheter, två kol, i fyra koldioxidenheter - känd som succinat. Denna sista förening kan producera energi och kan också användas för glukossyntes.

Hos människor, till exempel, skulle det vara omöjligt att bara hålla med acetat. I vår ämnesomsättning kan acetylkoenzym A inte bli pyruvat, vilket är en föregångare till den glukoneogena vägen, eftersom reaktionen från enzymet pyruvatdehydrogenas är irreversibelt är irreversibel.

Cykelns biokemiska logik liknar den för citronsyran, med undantag för de två nedskärande stadierna. Det förekommer i mycket specifika organeller av växter som kallas glioxisomer och är särskilt viktigt i frön från vissa växter som solrosor.

Krebscykel

Tricarboxylsyrcykel (Krebs -cykel). Tagen och redigerad från: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (översatt till spanska av Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/3.0)].

Det är en av de rutter som betraktas som centrala i metabolismen för organiska varelser, eftersom det förenar metabolismen hos de viktigaste molekylerna, inklusive proteiner, fetter och kolhydrater.

Det är en del av cellulär andning och syftar till att frigöra energin lagrad i acetylkoenzymet A - den huvudsakliga föregångaren för Krebs -cykeln. Det bildas av tio enzymatiska steg och som vi nämnde fungerar cykeln både på anabola vägar och i kataboliska.

I eukaryota organismer sker cykeln i mitokondria -matrisen. I prokaryoterna - som saknar riktiga subcellulära fack - genomförs cykeln i den cytoplasmiska regionen.

Elektrontransportör

Användare: Rozzychan/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/2.5)

Elektrontransportkedjan bildas av en serie bärare förankrade i ett membran. Kedjan syftar till att generera energi i form av ATP.

Kedjor kan skapa en elektrokemisk gradient tack vare flödet av elektroner, avgörande process för energisyntes.

Fettsyrasyntes

Fettsyror är molekyler som spelar mycket viktiga papper i celler, finns främst som strukturella komponent i alla biologiska membran. Av denna anledning är syntesen av fettsyror oumbärlig.

Det kan tjäna dig: metylröd: egenskaper, förberedelser och applikationer

Hela syntesprocessen inträffar i cytosolen i cellen. Processens centrala molekyl kallas malonylkoenzym till. Det ansvarar för att tillhandahålla atomer som kommer att bilda kolskelettet av fettsyra vid bildning.

Beta -oxidation av fettsyror

Beta -oxidation är en process för nedbrytning av fettsyror. Detta uppnås med fyra steg: oxidation med FAD, hydrering, oxidation av NAD+ och Tiólysis. Tidigare måste fettsyran aktiveras genom att integrera koenzym till.

Produkten av de ovannämnda reaktionerna är enheter som bildas av ett par kol i form av acetylkoenzym till. Denna molekyl kan komma in i Krebs -cykeln.

Energiprestanda för denna rutt beror på längden på fettsyrakedjan. För palmitinsyra, till exempel, som har 16 kol, är nettoutbytet 106 ATP -molekyler.

Denna rutt äger rum i eukaryoternas mitokondrier. Det finns också en annan alternativ väg i ett fack som heter Peroxisome.

Eftersom de flesta fettsyror finns i cellcytosol måste de transporteras till facket där de kommer att oxideras. Transport är beroende av Cardinita och gör att dessa molekyler kan komma in i mitokondrierna.

Nukleotidmetabolism

Syntesen av nukleotider är en nyckelhändelse i cellmetabolismen, eftersom dessa är föregångarna till molekylerna som utgör en del av det genetiska, DNA- och RNA -materialet och av viktiga energimolekyler, såsom ATP och GTP.

Föregångarna till syntesen av nukleotiderna inkluderar olika aminosyror, ribosa 5 -fosfat, koldioxid och NH₃. Återställningsvägar är ansvariga för att återvinna de fria baserna och nukleosider som frigörs från bristen på nukleinsyror.

Bildningen av purinringen sker från ribos 5 -fosfatet, blir en purinkärna och slutligen erhålls nukleotiden.

Pyrimidinringen syntetiseras som orotisk syra. Följt av unionen till 5 fosfatribos, det blir pyrimidin nukleotider.

Jäsning

Författaren till den ursprungliga versionen är användare: Norro. /CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/licenser/BY-SA/4.0)

Fermenteringar är oberoende metaboliska processer av syre. De är av katabolisk typ och den slutliga produkten av processen är en metabolit som fortfarande har oxidationspotential. Det finns olika typer av jäsningar, men i vår kropp är mjölkfermentering.

Mjölkfermentering sker i cellcytoplasma. Den består av partiell glukosnedbrytning för att få metabolisk energi. Som ett avfallsämne inträffar mjölksyra.

Efter en intensiv session med anaeroba övningar finns muskeln inte med tillräckliga syrekoncentrationer och mjölkfermentering inträffar.

Vissa kroppsceller är skyldiga att jäsa, eftersom de saknar mitokondrier, som är fallet med röda blodkroppar.

I branschen används fermenteringsprocesser med hög frekvens för att producera en serie med konsumtionsprodukter, såsom bröd, alkoholhaltiga drycker, yoghurt, bland andra.

Referenser

1. Baechle, T. R., & Earle, r. W. (Eds.). (2007). Principer för styrketräning och fysisk konditionering. Ed. Pan -amerikansk medicin.
2. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokemi. Jag reverserade.
3. Campbell, m. K., & Farrell, s. ANTINGEN. (2011). Biokemi. Sjätte upplagan. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Lärobok om biokemi. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biokemi: Text och Atlas. Ed. Pan -amerikansk medicin.
6. Mougies, v. (2006). Träningsbiokemi. Mänsklig kinetik.
7. Müller -esterl, w. (2008). Biokemi. Grundläggande för medicin och livsvetenskap. Jag reverserade.
8. Poortmans, J.R. (2004). Principer för träningsbiokemi. 3^Rd, Reviderad upplaga. Karare.
9. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Biokemi. Ed. Pan -amerikansk medicin.