Jenis rute metabolik dan rute utama

A Jalur Metabolik Ini adalah seperangkat reaksi kimia, dikatalisis oleh enzim. Dalam proses ini, molekul X diubah menjadi molekul dan, melalui metabolit perantara. Rute metabolisme terjadi di lingkungan sel.

Di luar sel, reaksi ini akan memakan waktu terlalu banyak, dan beberapa mungkin tidak terjadi. Oleh karena itu, setiap langkah membutuhkan keberadaan protein katalis yang disebut enzim. Peran molekul -molekul ini adalah untuk mempercepat kecepatan setiap reaksi di dalam jalan dalam beberapa urutan besarnya.

Rute metabolisme utama
Sumber: chakazul (bicara · contribs) [cc by-sa 4.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)], melalui Wikimedia Commons.

Secara fisiologis, rute metabolisme saling terhubung. Artinya, mereka tidak terisolasi di dalam sel. Banyak rute terpenting berbagi metabolit yang sama.

Akibatnya, himpunan semua reaksi kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme. Setiap sel ditandai dengan menampilkan kinerja metabolisme tertentu, yang ditentukan oleh kandungan enzim di dalamnya, yang pada gilirannya ditentukan secara genetik.

[TOC]

Karakteristik umum rute metabolisme

Dalam lingkungan sel, sejumlah besar reaksi kimia terjadi. Himpunan reaksi ini adalah metabolisme, dan fungsi utama dari proses ini adalah untuk mempertahankan homeostasis organisme dalam kondisi normal, dan juga dalam kondisi stres.

Dengan demikian, harus ada keseimbangan aliran metabolit ini. Di antara karakteristik utama rute metabolisme yang kami miliki sebagai berikut:

Reaksi dikatalisis oleh enzim

Reaksi yang dikatalisasikan oleh enzim cycloxygenase (Sumber: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Protagonis rute metabolisme adalah enzim. Mereka bertanggung jawab untuk mengintegrasikan dan menganalisis informasi tentang keadaan metabolisme dan dapat memodulasi aktivitas mereka berdasarkan persyaratan seluler saat ini.

Metabolisme diatur oleh hormon

Metabolisme diarahkan oleh serangkaian hormon, yang mampu mengoordinasikan reaksi metabolisme, mengingat kebutuhan dan kinerja organisme.

Kompartementalisasi

Ada kompartementalisasi rute metabolisme. Artinya, setiap rute terjadi di kompartemen subseluler tertentu, panggilan sitoplasma, mitokondria, antara lain. Rute lain dapat terjadi di beberapa kompartemen secara bersamaan.

Kompartementalisasi rute membantu regulasi rute anabolik dan katabolik (lihat nanti).

Koordinasi Aliran Metabolik

Koordinasi metabolisme dicapai dengan stabilitas aktivitas enzim yang terlibat. Penting untuk menekankan bahwa rute anabolik dan rekan -rekan katabolik mereka tidak sepenuhnya mandiri. Sebaliknya, mereka terkoordinasi.

Ada titik enzimatik utama dalam rute metabolisme. Dengan kecepatan konversi enzim ini, seluruh aliran rute diatur.

Jenis Rute Metabolisme

Dalam biokimia, tiga jenis rute metabolisme utama dibedakan. Divisi ini dilakukan mengikuti kriteria bioenergi: rute katabolik, anabolik dan amfibi.

Rute katabolik

Rute katabolik termasuk reaksi degradasi oksidatif. Mereka dilakukan dengan tujuan mendapatkan energi dan mengurangi daya, yang selanjutnya akan digunakan oleh sel dalam reaksi lain.

Sebagian besar molekul organik tidak disintesis oleh tubuh. Sebaliknya, kita harus mengkonsumsinya melalui makanan. Dalam reaksi katabolik, molekul -molekul ini terdegradasi dalam monomer yang menyusunnya, yang dapat digunakan oleh sel.

Itu dapat melayani Anda: aerobia glikolisis: apa itu, reaksi, perantara glikolitik

Rute Anabolik

Rute anabolik terdiri dari reaksi kimia sintesis, mengambil molekul kecil dan sederhana, dan mengubahnya menjadi elemen yang lebih besar dan lebih kompleks.

Untuk reaksi ini terjadi, perlu ada energi yang tersedia. Dari mana energi ini berasal? Dari jalan katabolik, terutama dalam bentuk ATP.

Dengan cara ini, metabolit yang dihasilkan oleh jalur katabolik (yang disebut "kumpulan metabolit") dapat digunakan dalam jalur anabolik untuk mensintesis molekul yang lebih kompleks yang dibutuhkan organisme pada saat itu.

Di antara kumpulan metabolit ini, ada tiga molekul utama proses: piruvat, asetil koenzim A dan gliserol. Metabolit ini bertanggung jawab untuk menghubungkan metabolisme biomolekul yang berbeda, seperti lipid, karbohidrat, antara lain.

Rute Amfibolik

Rute amfibol bekerja sebagai jalur anabolik atau katabolik. Artinya, ini adalah rute campuran.

Rute Amfibolik Terkenal adalah Siklus Krebs. Rute ini memiliki peran mendasar dalam degradasi karbohidrat, lipid dan asam amino. Namun, itu juga berpartisipasi dalam produksi prekursor untuk rute sintesis.

Sebagai contoh, metabolit siklus Krebs adalah prekursor setengah dari asam amino yang digunakan untuk membangun protein.

Rute metabolisme utama

Di semua sel yang merupakan bagian dari makhluk hidup, serangkaian jalur metabolisme dilakukan. Beberapa di antaranya dibagikan oleh sebagian besar organisme.

Jalur metabolisme ini termasuk sintesis, degradasi dan konversi metabolit penting untuk hidup. Proses ini dikenal sebagai metabolisme menengah.

Sel -sel secara permanen perlu memiliki senyawa organik dan anorganik, dan juga energi kimia, yang terutama diperoleh dari molekul ATP.

ATP (adenosine tryposphate) adalah bentuk penyimpanan energi terpenting dari semua sel. Dan investasi energi dan energi dari rute metabolisme biasanya mengekspresikan diri dalam hal molekul ATP.

Rute terpenting yang ada di sebagian besar organisme hidup akan dibahas di bawah ini.

Glikolisis atau glikolisis

Gambar 1: Glikolisis vs Guconeogenesis. Reaksi dan enzim yang terlibat.

Glikolisis adalah rute yang melibatkan degradasi glukosa menjadi dua molekul asam piruvat, memperoleh dua molekul ATP sebagai gain bersih. Ini hadir secara virtual di semua organisme hidup dan dianggap sebagai cara cepat untuk mendapatkan energi.

Secara umum, biasanya dibagi menjadi dua tahap. Yang pertama melibatkan pengesahan molekul glukosa dalam dua gliseraldehida, menginvestasikan dua molekul ATP. Pada fase kedua senyawa energi tinggi dihasilkan, dan 4 molekul ATP dan 2 piruvat diperoleh sebagai produk akhir.

Rute dapat berlanjut dengan dua cara berbeda. Jika ada oksigen, molekul mengakhiri oksidasi mereka dalam rantai pernapasan. Atau, tanpa adanya ini, fermentasi terjadi.

Glukoneogenesis

Angelherraez/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)

Glukoneogenesis adalah jalur adalah sintesis glukosa, dimulai dengan asam amino (dengan pengecualian leusin dan lisin), laktat, gliserol atau perantara siklus Krebs mana pun.

Dapat melayani Anda: Flora dan Fauna dari Buenos Aires: Spesies Representatif

Glukosa adalah substrat yang sangat diperlukan untuk jaringan tertentu, seperti otak, eritrosit dan otot. Kontribusi glukosa dapat diperoleh melalui cadangan glikogen.

Namun, ketika mereka kelelahan, tubuh harus memulai sintesis glukosa untuk memenuhi tuntutan jaringan - pada dasarnya jaringan saraf.

Rute ini terjadi terutama di hati. Sangat penting karena, dalam situasi puasa, tubuh bisa terus mendapatkan glukosa.

Aktivasi atau tidak dari rute ini terkait dengan makanan organisme. Hewan yang mengonsumsi diet tinggi dalam karbohidrat memiliki tingkat glukoneogenik yang rendah, sedangkan diet glukosa yang buruk membutuhkan aktivitas yang signifikan yang signifikan.

Siklus glioxylate

Diambil dan diedit dari: Pengunggah asli adalah adenosine di Wikipedia Inggris. /Cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/2.5)

Siklus ini unik untuk tanaman dan jenis bakteri tertentu. Rute ini mencapai transformasi unit asetil, dua karbon, dalam empat unit karbon - yang dikenal sebagai suksinat. Senyawa terakhir ini dapat menghasilkan energi dan juga dapat digunakan untuk sintesis glukosa.

Pada manusia, misalnya, tidak mungkin untuk hidup hanya dengan asetat. Dalam metabolisme kami, asetil koenzim A tidak dapat menjadi piruvat, yang merupakan prekursor jalur glukoneogenik, karena reaksi enzim piruvat dehidrogenase adalah ireversibel adalah ireversibel.

Logika biokimia dari siklus ini mirip dengan siklus asam sitrat, dengan pengecualian dua tahap terputus. Ini terjadi pada organel tanaman yang sangat spesifik yang disebut glioxisome, dan sangat penting dalam benih beberapa tanaman seperti bunga matahari.

Siklus Krebs

Siklus asam trikarboksilat (siklus Krebs). Diambil dan diedit dari: Narayanese, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (diterjemahkan ke dalam bahasa Spanyol oleh Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)].

Ini adalah salah satu rute yang dianggap sebagai pusat dalam metabolisme makhluk organik, karena menyatukan metabolisme molekul yang paling penting, termasuk protein, lemak dan karbohidrat.

Ini adalah komponen respirasi seluler, dan bertujuan untuk melepaskan energi yang disimpan dalam koenzim asetil A - prekursor utama dari siklus Krebs. Ini dibentuk oleh sepuluh langkah enzimatik dan, seperti yang kami sebutkan, siklus bekerja baik di jalan anabolik, dan dalam katabolik.

Pada organisme eukariotik, siklus ini terjadi dalam matriks mitokondria. Dalam prokariota - yang tidak memiliki kompartemen subseluler yang benar - siklus dilakukan di wilayah sitoplasma.

Rantai Konveyor Elektron

Pengguna: rozzychan/cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/2.5)

Rantai konveyor elektron dibentuk oleh serangkaian pembawa berlabuh dalam membran. Rantai ini bertujuan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP.

Rantai dapat membuat gradien elektrokimia berkat aliran elektron, proses penting untuk sintesis energi.

Sintesis asam lemak

Asam lemak adalah molekul yang memainkan makalah yang sangat penting dalam sel, terutama ditemukan sebagai komponen struktural dari semua membran biologis. Untuk alasan ini, sintesis asam lemak sangat diperlukan.

Itu dapat melayani Anda: metil merah: karakteristik, persiapan dan aplikasi

Seluruh proses sintesis terjadi pada sitosol sel. Molekul sentral dari proses ini disebut coenzyme malonyl. Ini bertanggung jawab untuk menyediakan atom yang akan membentuk kerangka karbon asam lemak dalam formasi.

Oksidasi beta asam lemak

Oksidasi beta adalah proses degradasi asam lemak. Ini dicapai dengan empat langkah: oksidasi dengan fad, hidrasi, oksidasi oleh Nad+ dan tiólysis. Sebelumnya, asam lemak perlu diaktifkan dengan mengintegrasikan koenzim ke.

Produk dari reaksi yang disebutkan di atas adalah unit yang dibentuk oleh sepasang karbon dalam bentuk asetil koenzim. Molekul ini dapat memasuki siklus Krebs.

Kinerja energi dari rute ini tergantung pada panjang rantai asam lemak. Untuk asam palmitat, misalnya, yang memiliki 16 karbon, hasil bersih adalah 106 molekul ATP.

Rute ini terjadi di mitokondria eukariota. Ada juga rute alternatif lain di kompartemen yang disebut peroxisome.

Karena sebagian besar asam lemak terletak di sitosol sel, mereka harus diangkut ke kompartemen di mana mereka akan dioksidasi. Transportasi tergantung pada cardinita, dan memungkinkan molekul -molekul ini memasuki mitokondria.

Metabolisme nukleotida

Sintesis nukleotida adalah peristiwa kunci dalam metabolisme sel, karena ini adalah prekursor molekul yang membentuk bagian dari bahan genetik, DNA dan RNA, dan molekul energi penting, seperti ATP dan GTP.

Prekursor sintesis nukleotida termasuk asam amino yang berbeda, ribosa 5 fosfat, karbon dioksida dan NH₃. Rute pemulihan bertanggung jawab untuk mendaur ulang basa bebas dan nukleosida yang dilepaskan dari pecahnya asam nukleat.

Pembentukan cincin purin terjadi dari ribosa 5 fosfat, menjadi nukleus purin dan akhirnya nukleotida diperoleh.

Cincin pirimidin disintesis sebagai asam orotik. Diikuti oleh penyatuan ke 5 ribosa fosfat, itu menjadi nukleotida pirimidin.

Fermentasi

Penulis versi asli adalah Pengguna: Norro. /Cc by-sa (https: // createveCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0)

Fermentasi adalah proses metabolisme oksigen yang independen. Mereka adalah tipe katabolik dan produk akhir dari proses ini adalah metabolit yang masih memiliki potensi oksidasi. Ada berbagai jenis fermentasi, tetapi di dalam tubuh kita fermentasi laktat.

Fermentasi laktik terjadi dalam sitoplasma sel. Ini terdiri dari degradasi glukosa parsial untuk mendapatkan energi metabolisme. Sebagai zat limbah, asam laktat terjadi.

Setelah sesi latihan anaerob yang intens, otot tidak ditemukan dengan konsentrasi oksigen yang memadai dan fermentasi laktat terjadi.

Beberapa sel tubuh diwajibkan untuk difermentasi, karena mereka kekurangan mitokondria, seperti halnya dengan sel darah merah.

Dalam industri, proses fermentasi digunakan dengan frekuensi tinggi, untuk menghasilkan serangkaian produk konsumsi manusia, seperti roti, minuman beralkohol, yogurt, antara lain.

Referensi

1. Baechle, t. R., & Earle, r. W. (Eds.). (2007). Prinsip latihan kekuatan dan pengkondisian fisik. Ed. Pan -American Medical.
2. Berg, J. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. L. (2007). Biokimia. Saya terbalik.
3. Campbell, m. K., & Farrell, s. SALAH SATU. (2011). Biokimia. Edisi Keenam. Thomson. Brooks/Cole.
4. Devlin, t. M. (2011). Buku Teks Biokimia. John Wiley & Sons.
5. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokimia: Teks dan Atlas. Ed. Pan -American Medical.
6. Mougies, v. (2006). Latihan biokimia. Kinetika manusia.
7. Müller-Esterl, w. (2008). Biokimia. Dasar -dasar untuk Kedokteran dan Ilmu Hidup. Saya terbalik.
8. Poortmans, j.R. (2004). Prinsip -prinsip Biokimia Latihan. 3^Rd, Edisi revisi. Karger.
9. Voet, d., & Voet, J. G. (2006). Biokimia. Ed. Pan -American Medical.