Energi metabolisme

Apa itu energi metabolisme?

Itu Energi metabolisme Itu adalah energi yang diperoleh oleh semua makhluk hidup dari energi kimia yang terkandung dalam makanan (atau nutrisi). Energi ini pada dasarnya sama untuk semua sel; Namun, cara untuk mendapatkannya sangat beragam.

Makanan dibentuk oleh serangkaian biomolekul dari berbagai jenis, yang memiliki energi kimia yang disimpan dalam hubungannya. Dengan cara ini, organisme dapat memanfaatkan makanan yang disimpan dalam makanan dan kemudian menggunakan energi ini dalam proses metabolisme lainnya.

Semua organisme hidup membutuhkan energi untuk tumbuh dan bereproduksi, mempertahankan struktur mereka dan merespons lingkungan. Metabolisme mencakup proses kimia yang mendukung kehidupan dan yang memungkinkan organisme untuk mengubah energi kimia menjadi energi yang berguna untuk sel.

Pada hewan, metabolisme memecah karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat untuk menyediakan energi kimia. Untuk bagian mereka, tanaman mengubah pencahayaan matahari menjadi energi kimia untuk mensintesis molekul lain; Ini dilakukan selama proses fotosintesis.

Jenis Reaksi Metabolik

Metabolisme mencakup beberapa jenis reaksi yang dapat dikelompokkan ke dalam dua kategori besar: reaksi degradasi molekul organik dan reaksi sintesis biomolekul lainnya.

Katabolisme

Reaksi degradasi metabolik merupakan katabolisme sel (atau reaksi katabolik)). Ini melibatkan oksidasi molekul yang kaya energi, seperti glukosa dan gula lainnya (karbohidrat). Karena reaksi ini melepaskan energi, mereka disebut exergonic.

Anabolisme

Sebaliknya, reaksi sintesis membentuk anabolisme sel (atau reaksi anabolik)). Ini melaksanakan proses reduksi molekul untuk membentuk orang lain yang kaya akan energi tersimpan, seperti glikogen. Karena reaksi ini mengkonsumsi energi, mereka disebut pemberian ender.

Sumber Energi Metabolik

Sumber utama energi metabolisme adalah:

• Molekul glukosa.
• Asam lemak.

Ini merupakan sekelompok biomolekul yang dapat dioksidasi dengan cepat untuk mendapatkan energi.

Molekul glukosa sebagian besar berasal dari karbohidrat yang dicerna dalam makanan, seperti beras, roti, pasta, di antara turunan lain dari sayuran kaya dalam pati. Ketika ada sedikit glukosa darah, ia juga dapat diperoleh dari molekul glikogen yang disimpan di hati.

Selama puasa berkepanjangan, atau dalam proses yang membutuhkan pengeluaran energi tambahan, energi ini diperlukan dari asam lemak yang dimobilisasi dari jaringan adiposa.

Asam lemak ini menderita serangkaian reaksi metabolisme yang mengaktifkannya, dan memungkinkan transportasi ke bagian dalam mitokondria di mana mereka akan dioksidasi. Proses ini disebut β-oksidasi asam lemak dan memberikan energi tambahan hingga 80 % dalam kondisi ini.

Protein dan lemak adalah cadangan terakhir untuk mensintesis molekul glukosa baru, terutama dalam kasus puasa yang ekstrem. Reaksi ini adalah tipe anabolik dan dikenal sebagai glukoneogenesis.

Proses transformasi energi kimia menjadi energi metabolisme

Molekul makanan yang kompleks seperti gula, lemak dan protein adalah sumber energi yang kaya untuk sel, karena banyak energi yang digunakan untuk membentuk molekul -molekul ini secara harfiah disimpan dalam ikatan kimia yang membuat mereka tetap bersama.

Ilmuwan dapat mengukur jumlah energi yang disimpan dalam makanan menggunakan perangkat yang disebut pompa kalorimetri. Dengan teknik ini, makanan ditempatkan di dalam kalorimeter dan memanas sampai terbakar. Kelebihan panas yang dilepaskan oleh reaksi berbanding lurus dengan jumlah energi yang terkandung dalam makanan.

Kenyataannya adalah bahwa sel tidak berfungsi sebagai kalorimeter. Alih -alih membakar energi dalam reaksi besar, sel melepaskan energi yang disimpan dalam molekul makanannya secara perlahan melalui serangkaian reaksi oksidasi.

Oksidasi

Oksidasi menggambarkan jenis reaksi kimia di mana elektron ditransfer dari satu molekul ke molekul lainnya, mengubah komposisi dan kandungan energi molekul donor dan akseptor. Molekul makanan bertindak sebagai donor elektron.

Selama setiap reaksi oksidasi yang terlibat dalam dekomposisi makanan, produk reaksi memiliki kandungan energi yang lebih rendah daripada molekul donor yang mendahuluinya pada rute.

Pada saat yang sama, molekul yang menerima elektron menangkap bagian dari energi yang hilang dari molekul makanan selama setiap reaksi oksidasi dan menyimpannya untuk digunakan nanti.

Akhirnya, ketika atom karbon dari molekul organik kompleks sepenuhnya teroksidasi (pada akhir rantai reaksi) mereka dilepaskan dalam bentuk karbon dioksida.

Sel tidak menggunakan energi reaksi oksidasi segera setelah dilepaskan. Apa yang terjadi adalah mereka menjadikannya molekul energi kecil dan kaya, seperti ATP dan NADH, yang dapat digunakan di seluruh sel untuk meningkatkan metabolisme dan membangun komponen seluler baru.

Energi cadangan

Saat energi berlimpah, sel eukariotik menciptakan molekul kaya energi dan energi untuk menyimpan energi berlebih ini.

Gula dan lemak yang dihasilkan disimpan dalam endapan di dalam sel, beberapa di antaranya cukup besar untuk terlihat dalam mikrograf elektronik.

Sel hewan juga dapat mensintesis polimer glukosa bercabang (glikogen), yang pada gilirannya ditambahkan dalam partikel yang dapat diamati dengan mikroskop elektronik. Sel dapat dengan cepat memobilisasi partikel -partikel ini kapan pun Anda membutuhkan energi cepat.

Namun, dalam keadaan normal manusia menyimpan glikogen yang cukup untuk memberikan hari energi. Sel tanaman tidak menghasilkan glikogen, tetapi memproduksi polimer glukosa yang berbeda yang dikenal sebagai pati, yang disimpan dalam butiran.

Selain itu, kedua sel tanaman dan hewan menjaga energi dengan mendapatkan glukosa pada jalur sintesis lemak. Gram lemak mengandung hampir enam kali energi dengan jumlah glikogen yang sama, tetapi energi lemak kurang tersedia daripada glikogen.

Meski begitu, setiap mekanisme penyimpanan penting karena sel membutuhkan deposit energi baik dalam jangka pendek dan jangka panjang.

Lemak disimpan dalam tetesan dalam sitoplasma sel. Manusia umumnya menyimpan cukup lemak untuk memasok sel mereka selama beberapa minggu.

Referensi

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Morgan, d., Raff, m., Roberts, k. & Walter, P. (2014). Biologi molekul sel (Edisi ke -6.). Ilmu Garland.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, g. & Strayer, L. (2015). Biokimia (Edisi ke -8.). W. H. Freeman and Company
3. Campbell, n. & Reece, J. (2005). Biologi (Edisi ke -2.) Pendidikan Pearson.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c., Krieger, m., Bretscher, a. , PLOEGH, h., Amon, a. & Martin, K. (2016). Biologi Sel Molekul (Edisi ke -8.). W. H. Freeman and Company.
5. Purves, w., Sadava, d., Orian, g. & Heller, h. (2004). Hidup: Ilmu Biologi (Edisi ke -7.). Sinauer Associates and W. H. Warga kehormatan.
6. Salomo, e., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologi (Edisi ke -7.) Pembelajaran Cengage.
7. Voet, d., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Dasar -dasar Biokimia: Kehidupan di Tingkat Molekuler (Edisi ke -5.). Wiley.