Na stronie używamy cookies. Korzystanie z witryny oznacza zgodę na ich wykorzystywanie. Szczegóły znajdziesz w Regulaminie.
ZAMKNIJ X

Metabolizm, porównanie anabolizmu i katabolizmu

Metabolizm to ogół reakcji biochemicznych i towarzyszących im przemian materii i energii zachodzących w organizmie. Jest zauważalną cechą istot żywych, pozwalającą na ich prawidłowy wzrost, rozwój i funkcjonowanie. Zachodzi we wszystkich komórkach, a jego ustanie świadczy o śmierci pojedynczej komórki lub całego wielokomórkowego organizmu.

Przemiany metaboliczne

Wyróżniamy dwa zasadnicze kierunki przemian metabolicznych: anabolizm i katabolizm.

Anabolizm to przemiany endoergiczne, czyli takie, które wymagają dostarczenia energii. W wyniku jej dopływu następuje podwyższenie poziomu energetycznego związków w czasie procesu chemicznego (powstające produkty zawierają więcej energii niż substraty). Reakcje anaboliczne polegają na syntezie związków złożonych ze związków prostych. Przykładem anabolizmu są reakcje fotosyntezy, chemosyntezy oraz syntezy białka, lipidów, kwasów tłuszczowych i innych związków organicznych.

Katabolizm to przemiany egzoergiczne, czyli takie, które mogą zachodzić samorzutnie, gdyż w ich trakcie następuje uwolnienie energii. W wyniku tych przemian powstają produkty o niższym poziomie energetycznym niż substraty (następuje obniżenie poziomu energetycznego substratów). Reakcje kataboliczne to reakcje rozpadu związków złożonych na związki proste. Przykładem katabolizmu jest oddychanie komórkowe oraz hydroliza makrocząsteczkowa.

Porównanie anabolizmu i katabolizmu

ANALBOLIZM

KATABOLIZM

A + B + energia → C

C → A + B + energia

reakcje syntez

reakcje rozpadu

fotosynteza, chemosynteza, biosynteza białka, synteza lipidów i kwasów tłuszczowych

oddychanie komórkowe, hydroliza (trawienie) makrocząsteczek

reakcje endoergiczne

(wymagają dostarczenie energii)

reakcje egzoergiczne

(energia jest uwalniana)

niskoenergetyczne substraty

wysokoenergetyczne substraty

wysokoenergetyczne produkty

niskoenergetyczne produkty


Akumulatory i przenośniki energii w komórce

Zachodzące w komórce procesy endoergiczne wymagają dostarczenie energii. Przenośnikami tej energiicząsteczki posiadające wiązania wysokoenergetyczne, które są zasobne w duże ilości energii swobodnej. Cząsteczki będące pośrednikami energetycznymi powinny składać się z związków powszechnie występujących w komórkach i odznaczać się stosunkowo małą masę cząsteczkową oraz dobrą rozpuszczalnością w wodzie.

Głównym przenośnikiem energii w komórce jest ATP. Pośrednikami energetycznymi mogą być także cząsteczki GTP (guanozynotrójfosforanu) oraz fosfokreatyny.

ATPadenozynotrójfosforan to związek chemiczny zbudowany z adenozyny (adenina + ryboza) połączonej z grupą trójfosforanową. Dwa z pośród trzech wiązań łączących reszty fosforanowe są wiązaniami wysokoenergetycznymi.

Schemat cząsteczki ATP: Adenina, Ryboza, P - fosfor, x - wiązanie wysokoenergetyczne Metabolizm - anabolizm i katabolizm, fosforylacja oksydacyjna
Schemat cząsteczki ATP: Adenina, Ryboza, P - fosfor, x - wiązanie wysokoenergetyczne

 

Hydroliza ATP

Podczas hydrolizy wiązań wysokoenergetycznych uwalnia się energia (z jednego mola 30,5 kJ), która może być wykorzystana we wszystkich wymagających nakładów energetycznych procesach . W wyniku rozpadu ATP powstaje ADP i reszta fosforanowa (P).

ATP + H2O → ADP + Pi + energia

Fosforylacja

Fosforylacja to proces chemiczny polegający na przyłączeniu reszty fosforanowej do związku organicznego, w wyniku czego powstają związki ufosforylowane.

Fosforylacja ADP do ATP może zachodzić na różne sposoby:

Fosforylacja substratowa – zachodzi gdy reszta fosforanowa zostaje przeniesiona przez enzymy bezpośrednio na ADP przy udziale energii pochodzącej z organicznego substratu (który może być dawcą reszty fosforanowej)

Fosforylacja fotosyntetyczna – to synteza ATP kosztem energii świetlnej zachodząca u fotoautotrofów; występują dwa typy tej fosforylacji: cykliczna i niecykliczna

Fosforylacja oksydacyjna – w procesie tym energia niezbędna do syntezy ATP powstaje w czasie przenoszenia elektronów z wodoru na atomy tlenu; jest to wydajny sposób magazynowania energii zachodzący u organizmów tlenowych

Rola koenzymu A (CoA) w metabolizmie

Koenzym A jest węzłem metabolicznym, dzięki któremu możliwe jest połączenie ważnych szlaków metabolicznych zachodzących w komórce. Posiada on grupę tiolową (–SH), która reaguje z grupą karboksylową związków organicznych. W wyniku tej reakcji powstaje acylo-koeznym A (acylo-CoA).

Koenzym A Metabolizm - anabolizm i katabolizm, fosforylacja oksydacyjna
Struktura koenzymu A: 1: (3'-fosforyboza lub rybozo-3-fosforan i adenina) - adenozyna
2: pirofosforan; 1+2: 3'β-fosforan ADP 3: kwas pantoinowy, kwas dihydroksy-dimetylo-butanowy
4: β-alanina 3+4: kwas pantotenowy 5: cysteamina, β-merkaptoetyloamina, merkaptoetanoloamina,
tioetanoloamina 3+4+5: Panteteina

 

Grupa –SH koenzymu A może reagować z dwuwęglowa grupą acetylową dając acetylo-koenzym A. Grupa acetylowa, która powstaje w czasie β-oksydacji kwasów tłuszczowych, przekształcenia pirogronianu czy aminokwasów (po ich deaminacji) może być wykorzystana w komórce w celach energetycznych (w mitochondrium gdzie bierze udział w cyklu Krebsa) lub do syntezy niektórych związków (kwasów tłuszczowych, cholesterolu czy acetylocholiny).

Komentarze (0)
Wynik działania 4 + 4 =
Ostatnio komentowane
dzięki wielkie!
xayoo • 2020-09-21 12:24:47
Dzk , bardzo pomocne
bobas • 2020-09-16 17:40:29
kocham Polską literatórę
tgyfvg • 2020-09-15 11:00:30
nom fajne
123445676878 • 2020-09-14 18:20:58
dzięki
RTC • 2020-09-14 16:37:14