ฟังก์ชั่นแอนอะโบลิส, กระบวนการโบลิค, ความแตกต่างของแคตาโบลิซึม

anabolism มันเป็นส่วนหนึ่งของการเผาผลาญอาหารที่มีปฏิกิริยาของการก่อตัวของโมเลกุลขนาดใหญ่จากที่เล็กกว่า สำหรับปฏิกิริยาแบบนี้เกิดขึ้นจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานและโดยทั่วไปก็คือ ATP (adenosine triphosphate).

แอนาโบลิสซึมและการเผาผลาญของ catabolism ถูกจัดกลุ่มเป็นชุดของปฏิกิริยาที่เรียกว่าเส้นทางเมตาบอลิซึมหรือเส้นทางที่เตรียมไว้และควบคุมโดยฮอร์โมนส่วนใหญ่ แต่ละขั้นตอนเล็ก ๆ จะถูกควบคุมเพื่อให้การถ่ายโอนพลังงานเกิดขึ้นทีละน้อย.

กระบวนการ Anabolic สามารถใช้หน่วยพื้นฐานที่ประกอบขึ้นเป็นโมเลกุลชีวภาพ - กรดอะมิโนกรดไขมันนิวคลีโอไทด์และน้ำตาลโมโนเมอร์ - และสร้างสารประกอบที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นโปรตีนไขมันกรดนิวคลีอิกและคาร์โบไฮเดรตในฐานะผู้ผลิตพลังงานขั้นสุดท้าย.

ดัชนี

• 1 ฟังก์ชั่น
• 2 กระบวนการโบลิค
  • 2.1 การสังเคราะห์กรดไขมัน
  • 2.2 การสังเคราะห์โคเลสเตอรอล
  • 2.3 การสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์
  • 2.4 การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก
  • 2.5 การสังเคราะห์โปรตีน
  • 2.6 การสังเคราะห์ไกลโคเจน
  • 2.7 การสังเคราะห์กรดอะมิโน
• 3 ระเบียบของ anabolism
• 4 ความแตกต่างกับ catabolism
  • 4.1 การสังเคราะห์เปรียบเทียบกับการย่อยสลาย
  • 4.2 การใช้พลังงาน
  • 4.3 สร้างความสมดุลระหว่าง anabolism และ catabolism
• 5 อ้างอิง

ฟังก์ชั่น

การเผาผลาญเป็นคำที่ครอบคลุมปฏิกิริยาทางเคมีทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายในร่างกาย เซลล์มีลักษณะคล้ายโรงงานขนาดเล็กที่เกิดปฏิกิริยาสังเคราะห์และการสลายตัวเกิดขึ้นอย่างถาวร.

สองเป้าหมายของการเผาผลาญคือ: ก่อนใช้พลังงานเคมีที่เก็บไว้ในอาหารและที่สองเพื่อแทนที่โครงสร้างหรือสารที่ไม่ทำงานในร่างกายอีกต่อไป เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นตามความต้องการเฉพาะของแต่ละสิ่งมีชีวิตและถูกควบคุมโดยผู้ส่งสารเคมีที่เรียกว่าฮอร์โมน.

พลังงานส่วนใหญ่มาจากไขมันและคาร์โบไฮเดรตที่เราบริโภคในอาหาร ในกรณีที่มีข้อบกพร่องร่างกายสามารถใช้โปรตีนเพื่อชดเชยการขาด.

กระบวนการฟื้นฟูนั้นเชื่อมโยงกับแอนอะโบลิสซึมอย่างใกล้ชิด การงอกของเนื้อเยื่อเป็นเงื่อนไข ไซน์ใฐานะที่ไม่ใช่ เพื่อให้ร่างกายแข็งแรงและทำงานอย่างถูกต้อง แอนอะโบลิสมีหน้าที่ผลิตสารประกอบของเซลล์ทั้งหมดที่ทำงานอยู่.

มีความสมดุลที่ละเอียดอ่อนในเซลล์ระหว่างกระบวนการเผาผลาญ โมเลกุลขนาดใหญ่สามารถสลายตัวไปเป็นส่วนประกอบที่เล็กลงโดยปฏิกิริยา catabolic และกระบวนการตรงกันข้าม - จากเล็กไปใหญ่ - สามารถเกิดขึ้นได้โดย anabolism.

กระบวนการโบลิค

Anabolism รวมถึงโดยทั่วไปปฏิกิริยาทั้งหมดที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ (โมเลกุลขนาดเล็กของโปรตีนธรรมชาติที่เร่งความเร็วของปฏิกิริยาเคมีโดยคำสั่งหลายขนาด) รับผิดชอบในการ "การก่อสร้าง" หรือการสังเคราะห์ส่วนประกอบของเซลล์.

วิสัยทัศน์ทั่วไปของเส้นทางอะนาโบลิกประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้: โมเลกุลง่าย ๆ ที่มีส่วนร่วมในฐานะตัวกลางในวงจร Krebs คือกรดอะมิโนหรือเปลี่ยนรูปทางเคมีเป็นกรดอะมิโน ต่อมาสิ่งเหล่านี้จะรวมตัวกันเป็นโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น.

กระบวนการเหล่านี้ต้องการพลังงานเคมีที่มาจาก catabolism ในกระบวนการที่สำคัญที่สุดคือการสังเคราะห์กรดไขมันการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลการสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก (DNA และ RNA) การสังเคราะห์โปรตีนการสังเคราะห์ไกลโคเจนและการสังเคราะห์กรดอะมิโน.

บทบาทของโมเลกุลเหล่านี้ในสิ่งมีชีวิตและเส้นทางการสังเคราะห์ของมันจะถูกอธิบายสั้น ๆ ด้านล่าง:

การสังเคราะห์กรดไขมัน

ไขมันเป็นสารชีวโมเลกุลที่มีความสามารถในการสร้างพลังงานจำนวนมากเมื่อถูกออกซิไดซ์โดยเฉพาะอย่างยิ่งโมเลกุลของ triacylglycerol.

กรดไขมันเป็นไขมันตามธรรมชาติ พวกเขาประกอบด้วยหัวและหางที่เกิดจากไฮโดรคาร์บอน เหล่านี้อาจไม่อิ่มตัวหรืออิ่มตัวขึ้นอยู่กับว่าพวกเขามีพันธะคู่ในหาง.

ไขมันเป็นองค์ประกอบสำคัญของเยื่อหุ้มชีวภาพทั้งหมดนอกเหนือจากการเข้าร่วมเป็นสารสำรอง.

กรดไขมันถูกสังเคราะห์ในไซโตพลาสซึมของเซลล์จากโมเลกุลของสารตั้งต้นที่เรียกว่า malonyl-CoA จาก acetyl-CoA และไบคาร์บอเนต โมเลกุลนี้บริจาคอะตอมคาร์บอนสามตัวเพื่อเริ่มการเติบโตของกรดไขมัน.

หลังจากการสร้าง Malonil ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ยังคงดำเนินต่อไปในสี่ขั้นตอนสำคัญ:

-การควบแน่นของ acetyl-ACP กับ malonyl-ACP ซึ่งเป็นปฏิกิริยาที่ผลิต acetoacetyl-ACP และปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในรูปของของเสีย.

-ขั้นตอนที่สองคือการลด acetoacetyl-ACP โดย NADPH เป็น D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-ต่อมาเกิดปฏิกิริยาการคายน้ำที่แปลงผลิตภัณฑ์ก่อนหน้า (D-3-hydroxybutyryl-ACP) เป็น crotonil-ACP.

-ในที่สุด crotonil-ACP จะลดลงและผลิตภัณฑ์สุดท้ายคือ butiryl-ACP.

การสังเคราะห์โคเลสเตอรอล

Cholesterol เป็นสเตอรอลที่มีแกนกลางคาร์บอนคาร์บอน 17 แกน มันมีบทบาทที่แตกต่างกันในด้านสรีรวิทยาเนื่องจากทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของโมเลกุลต่าง ๆ เช่นกรดน้ำดีฮอร์โมนต่าง ๆ (รวมถึงเพศ) และเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์วิตามินดี.

การสังเคราะห์เกิดขึ้นในโปรโตปลาสซึมของเซลล์ส่วนใหญ่ในเซลล์ของตับ เส้นทาง anabolic นี้มีสามขั้นตอนคือขั้นแรกสร้างหน่วย isoprene จากนั้นการดูดซับแบบก้าวหน้าของหน่วยเพื่อสร้าง squalene เกิดขึ้นกับ lanosterol และในที่สุดก็จะได้รับคอเลสเตอรอล.

กิจกรรมของเอนไซม์ในเส้นทางนี้ถูกควบคุมโดยส่วนใหญ่โดยสัดส่วนสัมพัทธ์ของฮอร์โมนอินซูลิน: กลูคากอน เมื่อสัดส่วนนี้เพิ่มขึ้นกิจกรรมของถนนก็เพิ่มขึ้นตามสัดส่วน.

การสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์

กรดนิวคลีอิกคือ DNA และ RNA ซึ่งเป็นครั้งแรกที่มีข้อมูลทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการพัฒนาและการบำรุงรักษาสิ่งมีชีวิตในขณะที่สองเสริมการทำงานของดีเอ็นเอ.

ทั้ง DNA และ RNA นั้นประกอบไปด้วยโซ่ยาวของพอลิเมอร์ซึ่งหน่วยพื้นฐานคือนิวคลีโอไทด์ ในทางกลับกันนิวคลีโอไทด์ถูกสร้างขึ้นจากน้ำตาลกลุ่มฟอสเฟตและฐานไนโตรเจน สารตั้งต้นของ purines และ pyrimidines เป็น ribose-5-phosphate.

พิวรีนและไพริดีนผลิตในตับจากสารตั้งต้นเช่นคาร์บอนไดออกไซด์, ไกลซีน, แอมโมเนียและอื่น ๆ.

การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก

นิวคลีโอไทด์จะต้องเข้าร่วมใน DNA หรือ RNA ที่มีความยาวเพื่อที่จะทำหน้าที่ทางชีวภาพให้สมบูรณ์ กระบวนการเกี่ยวข้องกับชุดของเอนไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยา.

เอนไซม์ที่ทำหน้าที่คัดลอก DNA เพื่อสร้างโมเลกุล DNA ที่มีลำดับเหมือนกันมากคือ DNA polymerase เอนไซม์นี้ไม่สามารถเริ่มการสังเคราะห์ได้ เดอโนโว, ดังนั้นชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของ DNA หรือ RNA เรียกว่าไพรเมอร์ที่ช่วยให้การก่อตัวของห่วงโซ่ต้องมีส่วนร่วม.

กิจกรรมนี้ต้องการการมีส่วนร่วมของเอนไซม์เพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น helicase ช่วยในการเปิดเกลียวคู่ของ DNA เพื่อให้โพลิเมอร์สามารถทำหน้าที่และ topoisomerase สามารถปรับเปลี่ยนโครงสร้างของ DNA ไม่ว่าจะโดยการโยงหรือคลี่คลายมัน.

ในทำนองเดียวกัน RNA polymerase มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ RNA จากโมเลกุล DNA ซึ่งแตกต่างจากกระบวนการก่อนหน้านี้การสังเคราะห์ RNA ไม่ต้องการไพรเมอร์ดังกล่าว.

การสังเคราะห์โปรตีน

การสังเคราะห์โปรตีนเป็นเหตุการณ์ที่สำคัญคือสิ่งมีชีวิตทุกชนิด โปรตีนทำหน้าที่หลากหลายเช่นการขนส่งสารหรือทำหน้าที่ของโปรตีนโครงสร้าง.

ตามหลัก“ ความเชื่อ” ทางชีววิทยาหลังจากที่ดีเอ็นเอถูกคัดลอกไปยังผู้ส่งสาร RNA (ดังที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้า) สิ่งนี้เป็นการแปลโดยไรโบโซมเป็นโพลิเมอร์ของกรดอะมิโน ในอาร์เอ็นเอแต่ละ triplet (นิวคลีโอไทด์สาม) ถูกตีความว่าเป็นหนึ่งในยี่สิบกรดอะมิโน.

การสังเคราะห์เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์ซึ่งพบไรโบโซม กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสี่ขั้นตอน: การเปิดใช้งานการเริ่มต้นการยืดตัวและการเลิกจ้าง.

การเปิดใช้งานประกอบด้วยการจับของกรดอะมิโนที่เฉพาะเจาะจงกับการถ่ายโอนอาร์เอ็นเอที่สอดคล้องกับมัน การเริ่มต้นเกี่ยวข้องกับการเชื่อมโยงของไรโบโซมกับส่วนเทอร์มินัล 3 'ของ messenger RNA ซึ่งได้รับความช่วยเหลือจาก "ปัจจัยการเริ่มต้น".

การยืดตัวเกี่ยวข้องกับการเติมกรดอะมิโนตามข้อความ RNA ในที่สุดกระบวนการจะหยุดตามลำดับเฉพาะใน messenger RNA ที่เรียกว่าการยุติถุงยางอนามัย: UAA, UAG หรือ UGA.

การสังเคราะห์ไกลโคเจน

ไกลโคเจนเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยหน่วยของน้ำตาลกลูโคสซ้ำ มันทำหน้าที่เป็นสารสำรองพลังงานและส่วนใหญ่มีอยู่ในตับและกล้ามเนื้อ.

เส้นทางการสังเคราะห์นั้นเรียกว่า glycogengenesis และต้องมีส่วนร่วมของเอนไซม์ glycogen synthase, ATP และ UTP ทางเดินเริ่มต้นด้วย phosphorylation ของกลูโคสในกลูโคส -6- ฟอสเฟตแล้วผ่านไปยังกลูโคส -1- ฟอสเฟต ขั้นตอนต่อไปคือการเพิ่ม UDP เพื่อให้ได้ UDP- กลูโคสและฟอสเฟตอนินทรีย์.

โมเลกุลของกลูโคส UDP นั้นถูกเติมเข้าไปในสายโซ่ของกลูโคสโดยใช้พันธะแอลฟา 1-4 เพื่อปลดปล่อยนิวคลีโอไทด์ ในกรณีที่มีการแตกสาขาจะเกิดขึ้นโดยลิงก์อัลฟา 1-6.

การสังเคราะห์กรดอะมิโน

กรดอะมิโนเป็นหน่วยที่ทำหน้าที่สร้างโปรตีน ในธรรมชาติมีทั้งหมด 20 ชนิดแต่ละชนิดมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ไม่ซ้ำกันซึ่งกำหนดลักษณะสุดท้ายของโปรตีน.

สิ่งมีชีวิตบางชนิดไม่สามารถสังเคราะห์ได้ 20 ชนิด ตัวอย่างเช่นมนุษย์สามารถสังเคราะห์ได้ 11 เท่านั้นส่วนที่เหลืออีก 9 รายการจะต้องรวมอยู่ในอาหาร.

กรดอะมิโนแต่ละตัวมีเส้นทางเฉพาะ อย่างไรก็ตามพวกมันมาจากโมเลกุลของสารตั้งต้นเช่น alpha-ketoglutarate, oxaloacetate, 3-phosphoglycerate, pyruvate และอื่น ๆ.

ระเบียบของ anabolism

ดังกล่าวก่อนหน้านี้เมตาบอลิซึมถูกควบคุมโดยสารที่เรียกว่าฮอร์โมนที่หลั่งโดยเนื้อเยื่อพิเศษไม่ว่าจะเป็นต่อมหรือเยื่อบุผิว งานเหล่านี้เป็นผู้สื่อสารและลักษณะทางเคมีของพวกเขาค่อนข้างต่างกัน.

ตัวอย่างเช่นอินซูลินเป็นฮอร์โมนที่ถูกตับอ่อนหลั่งออกมาและมีผลสำคัญต่อการเผาผลาญ หลังมื้ออาหารมีคาร์โบไฮเดรตสูงอินซูลินทำงานเป็นตัวกระตุ้นเส้นทางอะนาโบลิก.

ดังนั้นฮอร์โมนมีหน้าที่ในการเปิดใช้งานกระบวนการที่ช่วยให้การสังเคราะห์สารจัดเก็บเช่นไขมันหรือไกลโคเจน.

มีช่วงเวลาของชีวิตที่กระบวนการแอนอะโบลิกมีความโดดเด่นเช่นในวัยเด็กวัยรุ่นในระหว่างตั้งครรภ์หรือในระหว่างการฝึกที่เน้นการเติบโตของกล้ามเนื้อ.

ความแตกต่างกับ catabolism

กระบวนการทั้งหมดและปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในร่างกายของเรา - โดยเฉพาะภายในเซลล์ของเรา - เป็นที่รู้จักกันทั่วโลกว่าการเผาผลาญ เราสามารถเติบโตพัฒนาทำซ้ำและรักษาความร้อนในร่างกายได้ด้วยเหตุการณ์ที่ควบคุมได้สูง.

การสังเคราะห์กับการย่อยสลาย

การเผาผลาญเกี่ยวข้องกับการใช้ชีวโมเลกุล (โปรตีนคาร์โบไฮเดรตไขมันหรือไขมันและกรดนิวคลีอิก) เพื่อรักษาปฏิกิริยาที่สำคัญทั้งหมดของระบบชีวิต.

การได้รับโมเลกุลเหล่านี้มาจากอาหารที่เราบริโภคทุกวันและร่างกายของเราสามารถ "สลาย" พวกมันเป็นหน่วยย่อย ๆ ในระหว่างกระบวนการย่อยอาหาร.

ตัวอย่างเช่นโปรตีน (ซึ่งอาจมาจากเนื้อสัตว์หรือไข่เป็นต้น) มีการแยกส่วนเป็นองค์ประกอบหลัก: กรดอะมิโน ในทำนองเดียวกันเราสามารถประมวลผลคาร์โบไฮเดรตในหน่วยน้ำตาลขนาดเล็กโดยปกติจะเป็นกลูโคสซึ่งเป็นหนึ่งในคาร์โบไฮเดรตที่ใช้มากที่สุดโดยร่างกายของเรา.

ร่างกายของเราสามารถใช้หน่วยเล็ก ๆ เหล่านี้ - กรดอะมิโน, น้ำตาล, กรดไขมันและอื่น ๆ - เพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ขึ้นใหม่ในรูปแบบที่ร่างกายของเราต้องการ.

กระบวนการสลายตัวและการได้รับพลังงานเรียกว่า catabolism ในขณะที่การก่อตัวของโมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นคือ anabolism ดังนั้นกระบวนการของการสังเคราะห์จึงมีความสัมพันธ์กับการเกิด anabolism และการย่อยสลายด้วย catabolism.

ในฐานะที่เป็นกฎช่วยในการจำเราสามารถใช้ "c" ของคำว่า catabolism และเกี่ยวข้องกับคำว่า "cut".

การใช้พลังงาน

กระบวนการ Anabolic ต้องการพลังงานในขณะที่กระบวนการย่อยสลายผลิตพลังงานนี้ส่วนใหญ่อยู่ในรูปของ ATP - รู้จักกันในชื่อสกุลพลังงานของเซลล์.

พลังงานนี้มาจากกระบวนการ catabolic ลองนึกภาพว่าเรามีไพ่หนึ่งใบถ้าเรามีไพ่ทั้งหมดเรียงซ้อนกันและเราโยนมันลงบนพื้นพวกมันทำเองตามธรรมชาติ (คล้ายกับ catabolism).

อย่างไรก็ตามในกรณีที่เราต้องการสั่งให้พวกเขาอีกครั้งเราจะต้องใช้พลังงานกับระบบและรวบรวมพวกเขาจากพื้นดิน (คล้ายกับ anabolism).

ในบางกรณีเส้นทาง catabolic ต้องการ "การฉีดพลังงาน" ในขั้นตอนแรกเพื่อให้เกิดการเริ่มต้นของกระบวนการ ตัวอย่างเช่น glycolysis หรือ glycolysis คือการสลายตัวของกลูโคส เส้นทางนี้ต้องการการใช้สองโมเลกุลของ ATP เพื่อเริ่มต้น.

สมดุลระหว่าง anabolism และ catabolism

เพื่อรักษาระดับการเผาผลาญให้มีสุขภาพดีและเพียงพอจำเป็นต้องมีความสมดุลระหว่างกระบวนการของการเผาผลาญอาหารและการเผาผลาญอาหาร ในกรณีที่กระบวนการ anabolism เกินกว่า catabolism เหตุการณ์ของการสังเคราะห์คือกระบวนการที่เหนือกว่า ในทางตรงกันข้ามเมื่อร่างกายได้รับพลังงานมากกว่าที่จำเป็น.

เมื่อร่างกายประสบกับสถานการณ์แห่งความทุกข์ยากเรียกว่าโรคหรือช่วงอดอาหารนาน ๆ เมตาบอลิซึมจะมุ่งเน้นไปที่เส้นทางการย่อยสลายและเข้าสู่ภาวะ catabolic.

การอ้างอิง

1. Chan, Y. K. , Ng, K. P. , & Sim, D. S. M. (Eds.) (2015). พื้นฐานทางเภสัชวิทยาของการดูแลแบบเฉียบพลัน. สำนักพิมพ์นานาชาติของสปริงเกอร์.
2. Curtis, H. , & Barnes, N. S. (1994). ขอเชิญทางชีววิทยา. Macmillan.
3. Lodish, H. , Berk, A. , Darnell, J.E. , ไกเซอร์, C.A. , Krieger, M. , Scott, M.P. , ... & Matsudaira, P. (2008). ชีววิทยาของเซลล์ระดับโมเลกุล. Macmillan.
4. Ronzio, R. A. (2003). สารานุกรมของโภชนาการและสุขภาพที่ดี. การเผยแพร่ Infobase.
5. Voet, D. , Voet, J. , & Pratt, C. W. (2007). ความรู้พื้นฐานทางชีวเคมี: ชีวิตในระดับโมเลกุล. Ed. Panamericana การแพทย์.