Anabolizm i katabolizm: definicja i przykłady

Anabolizm i katabolizm to dwa szerokie rodzaje reakcje biochemiczne to makijaż metabolizm. Anabolizm buduje złożone cząsteczki z prostszych, podczas gdy katabolizm pęka molekuły na mniejsze.

Większość ludzi myśli o metabolizmie w kontekście utraty wagi i kulturystyki, ale szlaki metaboliczne są ważne dla każdej komórki i tkanki w organizmie. Metabolizm to sposób, w jaki komórka dostaje energię i usuwa odpady. Witaminy, minerały i kofaktory wspomagają reakcje.

Kluczowe rzeczy na wynos: anabolizm i katabolizm

Anabolizm i katabolizm to dwie szerokie klasy reakcji biochemicznych, które składają się na metabolizm.
Anabolizm to synteza złożonych cząsteczek od prostszych. Te reakcje chemiczne wymagają energii.
Katabolizm to rozkład złożonych cząsteczek na prostsze. Te reakcje uwalniają energię.
Szlaki anaboliczne i kataboliczne zazwyczaj współpracują ze sobą, a energia z katabolizmu zapewnia energię do anabolizmu.

Definicja anabolizmu

Anabolizm lub biosynteza to zestaw reakcji biochemicznych, które konstruują cząsteczki z mniejszych składników. Reakcje anaboliczne są

instagram viewer

endergoniczny, co oznacza, że do postępu wymagają wkładu energii i nie są spontaniczne. Zazwyczaj reakcje anaboliczne i kataboliczne są połączone, a katabolizm zapewnia energia aktywacji na anabolizm. The hydroliza z adenozynotrifosforan (ATP) zasila wiele procesów anabolicznych. Ogólnie, kondensacja a reakcje redukcji są mechanizmami stojącymi za anabolizmem.

Przykłady anabolizmu

Reakcje anaboliczne to te, które budują złożone cząsteczki z prostych. Komórki wykorzystują te procesy do tworzenia polimery, powiększają tkanki i naprawiają uszkodzenia. Na przykład:

Glicerol reaguje z kwasami tłuszczowymi, tworząc lipidy:
CH₂OHCH (OH) CH₂OH + C₁₇H.₃₅COOH → CH₂OHCH (OH) CH₂OOCC₁₇H.₃₅
Proste cukry łączą się, tworząc disacharydy i wodę:
do₆H.₁₂O₆ + C.₆H.₁₂O₆ → C.₁₂H.₂₂O₁₁ + H₂O
Aminokwasy łączą się, tworząc dipeptydy:
NH₂CHRCOOH + NH₂CHRCOOH → NH₂CHRCONHCHRCOOH + H₂O
Dwutlenek węgla i woda reagują tworząc glukozę i tlen w procesie fotosyntezy:
6CO₂ + 6H₂O → C₆H.₁₂O₆ + 6O₂

Hormony anaboliczne stymulują procesy anaboliczne. Przykłady hormonów anabolicznych obejmują insulinę, która promuje wchłanianie glukozy, oraz sterydy anaboliczne, które stymulują wzrost mięśni. Ćwiczenia anaboliczne to ćwiczenia beztlenowe, takie jak podnoszenie ciężarów, które również budują siłę i masę mięśniową.

Definicja katabolizmu

Katabolizm to zestaw reakcji biochemicznych, które rozkładają złożone cząsteczki na prostsze. Procesy kataboliczne są sprzyjające termodynamicznie i spontaniczne, więc komórki wykorzystują je do generowania energii lub podsycania anabolizmu. Katabolizm ma charakter egzergiczny, co oznacza, że uwalnia ciepło i działa poprzez hydrolizę i utlenianie.

Komórki mogą przechowywać przydatne surowce w złożonych cząsteczkach, wykorzystywać katabolizm, aby je rozkładać i odzyskiwać mniejsze cząsteczki w celu tworzenia nowych produktów. Na przykład katabolizm białek, lipidów, kwasów nukleinowych i polisacharydów generuje odpowiednio aminokwasy, kwasy tłuszczowe, nukleotydy i monosacharydy. Czasami powstają produkty odpadowe, w tym dwutlenek węgla, mocznik, amoniak, kwas octowy i kwas mlekowy.

Przykłady katabolizmu

Procesy kataboliczne są odwrotnością procesów anabolicznych. Są one wykorzystywane do generowania energii do anabolizmu, uwalniania małych cząsteczek do innych celów, detoksykacji chemikaliów i regulowania szlaków metabolicznych. Na przykład:

Podczas oddychania komórkowego glukoza i tlen reagują, tworząc dwutlenek węgla i wodę
do₆H.₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O
W komórkach nadtlenek wodorotlenku rozkłada się na wodę i tlen:
2H₂O₂ → 2H₂O + O₂

Wiele hormonów działa jako sygnały kontrolujące katabolizm. Hormony kataboliczne obejmują adrenalinę, glukagon, kortyzol, melatoninę, hipokretynę i cytokiny. Ćwiczenia kataboliczne to ćwiczenia aerobowe, takie jak trening cardio, który spala kalorie w miarę rozkładu tłuszczu (lub mięśni).

Szlaki amfiboliczne

Szlak metaboliczny, który może być kataboliczny lub anaboliczny w zależności od dostępności energii, nazywa się szlakiem amfibolowym. Cykl glioksylanowy i cykl kwasu cytrynowego są przykładami szlaków amfibolowych. Cykle te mogą albo wytwarzać energię, albo ją wykorzystywać, w zależności od potrzeb komórkowych.

Źródła

Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Julian, Lewis; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). Biologia molekularna komórki (Wydanie 5). CRC Press.
de Bolster, M. W. SOL. (1997). „Glosariusz terminów używanych w chemii bioinorganicznej”. Międzynarodowe Zrzeszenie Chemii Czystej i Stosowanej.
Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Stryer, Lubert; Gatto, Gregory J. (2012). Biochemia (Wydanie 7). Nowy Jork: W.H. Obywatel. ISBN 9781429229364.
Nicholls D. SOL. i Ferguson S. JOT. (2002) Bioenergetyka (Wydanie trzecie). Prasa akademicka. ISBN 0-12-518121-3.
Ramsey K. M., Marcheva B., Kohsaka A., Bass J. (2007). „Mechanizm metabolizmu”. Annu. Obrót silnika. Nutr. 27: 219–40. doi:10.1146 / annurev.nutr.27.061406.093546