Metaboliska vägar typer och huvudvägar



en metabola vägen Det är en uppsättning kemiska reaktioner, som katalyseras av enzymer. I denna process omvandlas en X-molekyl till en Y-molekyl genom intermediära metaboliter. Metaboliska vägar äger rum i den cellulära miljön.

Utanför cellen, skulle dessa reaktioner ta för mycket tid, och vissa kanske inte händer. Därför kräver varje steg närvaron av de katalytiska proteinerna som kallas enzymer. Dessa molekylers roll är att accelerera med flera storleksordningar hastigheten för varje reaktion inom vägen.

Fysiologiskt är de metaboliska vägarna förbundna med varandra. Det vill säga de är inte isolerade i cellen. Många av de viktigaste vägarna delar gemensamma metaboliter.

Följaktligen kallas uppsättningen av alla kemiska reaktioner som uppträder i celler metabolism. Varje cell kännetecknas av uppvisande av en specifik metabolisk prestanda, som definieras av innehållet av enzymer i sitt inre, vilket i sin tur är genetiskt bestämt.

index

  • 1 Allmänna egenskaper hos metaboliska vägar
    • 1.1 Reaktioner katalyseras av enzymer
    • 1.2 Metabolism regleras av hormoner
    • 1.3 Kompartmentalisering
    • 1.4 Samordning av metaboliskt flöde
  • 2 Typer av metaboliska vägar
    • 2.1 Kataboliska vägar
    • 2.2 Anabola vägar
    • 2.3 amfiboliska vägar
  • 3 Huvudsakliga metaboliska vägar
    • 3.1 Glykolys eller glykolys
    • 3.2 Glukoneogenes
    • 3.3 Glyoxylatcykel
    • 3,4 Krebs cykel
    • 3.5 Elektrontransportkedja
    • 3.6 Syntes av fettsyror
    • 3.7 Beta oxidation av fettsyror
    • 3.8 Nukleotids metabolism
    • 3.9 Fermentering
  • 4 referenser

Allmänna egenskaper hos metaboliska vägar

Inom den cellulära miljön uppträder ett stort antal kemiska reaktioner. Satsen av dessa reaktioner är metabolismen, och huvudprocessen hos denna process är att upprätthålla organismens homeostas under normala förhållanden och även under stressbetingelser.

Således måste det finnas en balans mellan flöden av dessa metaboliter. Bland de viktigaste egenskaperna hos metaboliska vägar har vi följande:

Reaktionerna katalyseras av enzymer

De huvudämnen av metaboliska vägar är enzymer. De ansvarar för att integrera och analysera information om metabolisk status och kan modulera sin aktivitet enligt dagens cellulära krav.

Metabolism regleras av hormoner

Metabolism drivs av en rad hormoner som kan koordinera metaboliska reaktioner, med hänsyn till organismens behov och egenskaper.

kompartmentalisering

Det finns en compartmentalization av metaboliska vägar. Det vill säga, varje vägen äger rum i ett specifikt subcellulärt fack, kallar det cytoplasma, mitokondrier, bland andra. Andra rutter kan förekomma i flera fack samtidigt.

Fältfördelningen av linjerna hjälper till att reglera de anabola och kataboliska vägarna (se nedan).

Metabolisk flödessamordning

Samordningen av metabolism uppnås genom stabiliteten hos aktiviteten hos de involverade enzymerna. Det är nödvändigt att betona att de anabola vägarna och deras kataboliska motsvarigheter inte är helt oberoende. Däremot är de samordnade.

Det finns viktiga enzymatiska punkter inom de metaboliska vägarna. Med omvandlingshastigheten för dessa enzymer regleras hela flödet av rutten.

Typer av metaboliska vägar

I biokemi skiljer sig tre typer av stora metaboliska vägar. Denna uppdelning utförs enligt bioenergetiska kriterier: kataboliska, anabola och amfiboliska vägar.

Kataboliska vägar

De kataboliska vägarna omfattar reaktioner av oxidativ nedbrytning. De utförs för att erhålla energi och reducerande kraft, som senare kommer att användas av cellen i andra reaktioner.

De flesta organiska molekylerna syntetiseras inte av organismen. Däremot måste vi konsumera det genom mat. Vid kataboliska reaktioner försämras dessa molekyler i monomererna som gör dem uppe, vilket kan användas av cellerna.

Anabola vägar

Anabola vägar består av syntetiska kemiska reaktioner, som tar små och enkla molekyler, och omvandlar dem till större och mer komplexa element.

För att dessa reaktioner ska äga rum måste det finnas tillgänglig energi. Var kommer denna energi från? Av de kataboliska vägarna, huvudsakligen i form av ATP.

På så sätt kan metaboliterna som produceras av de kataboliska vägarna (som globalt kallas "pool av metaboliter") användas i de anabola vägarna för att syntetisera mer komplexa molekyler som kroppen behöver just nu.

Bland dessa metaboliter är det tre viktiga molekyler i processen: pyruvat, acetylko-enzym A och glycerol. Dessa metaboliter är ansvariga för att ansluta metabolism av olika biomolekyler, såsom lipider, kolhydrater, bland annat.

Amfiboliska vägar

En amfibolväg fungerar som en anabolisk eller katabolisk väg. Jag menar att det är en blandad rutt.

Den mest kända amfibolvägen är Krebs-cykeln. Denna väg spelar en grundläggande roll i nedbrytningen av kolhydrater, lipider och aminosyror. Det deltar också i produktionen av prekursorer för syntetiska vägar.

Exempelvis är Krebs cykelmetaboliter föregångarna till hälften av aminosyrorna som används för att bygga proteiner.

Huvudsakliga metaboliska vägar

I alla celler som ingår i levande varelser utförs en rad metaboliska vägar. Några av dessa delas av de flesta organismer.

Dessa metaboliska vägar består av syntes, nedbrytning och omvandling av viktiga metaboliter för livet. Hela processen är känd som intermediär metabolism.

Cellerna måste ha permanenta organiska och oorganiska föreningar, och även kemisk energi, som huvudsakligen erhålles från ATP-molekylen.

ATP (adenosintrifosfat) är den viktigaste energilagringsformen för alla celler. Och energianvesteringarna och investeringarna i de metaboliska vägarna uttrycks vanligtvis i termer av ATP-molekyler.

Därefter kommer de viktigaste vägarna som är närvarande i de allra flesta levande organismer att diskuteras.

Glykolys eller glykolys

Glykolys är en väg som innebär nedbrytning av glukos till två molekyler pyruvsyra, som erhålls som en nettoförbättring av två ATP-molekyler. Den är närvarande nästan i alla levande organismer och anses vara ett snabbt sätt att erhålla energi.

I allmänhet är det vanligtvis uppdelat i två steg. Den första innefattar passage av glukosmolekylen i två glyceraldehyd, reversering av två molekyler av ATP. I den andra fasen alstras högenergiblandningar och 4 molekyler ATP och 2 pyruvat erhålles som slutprodukter.

Ruten kan fortsätta på två olika sätt. Om det finns syre, kommer molekylerna att sluta oxidationen i andningskedjan. Eller, i frånvaro av detta uppstår jäsning.

glukoneogenes

Glukoneogenes är en glukossyntesväg, utgående från aminosyror (med undantag av leucin och lysin), laktat, glycerol eller något av intermediärerna i Krebs-cykeln.

Glukos är ett oumbärligt substrat för vissa vävnader, såsom hjärnan, erytrocyterna och musklerna. Glukosbidraget kan erhållas genom glykogenreserver.

Men när dessa är utarmade måste kroppen börja syntesen av glukos för att möta kraven hos vävnaderna - huvudsakligen nervvävnaden.

Denna vägen uppträder huvudsakligen i levern. Det är viktigt eftersom kroppen i fasta situationer kan fortsätta att få glukos.

Aktiveringen eller inte av vägen är kopplad till organismens utfodring. Djur som konsumerar höga dieter i kolhydrater har låga glukoneogena hastigheter, medan lågglukosdieter kräver signifikant glukoneogen aktivitet.

Glyoxylatcykel

Denna cykel är unik för växter och vissa typer av bakterier. Denna väg uppnår omvandlingen av acetylenheter, av två kolatomer, till enheter av fyra kolatomer - känd som succinat. Den senare föreningen kan producera energi och kan också användas för syntes av glukos.

Hos människor skulle det till exempel vara omöjligt att endast subsistera på acetat. I vår metabolism kan acetylkoenzym A inte omvandlas till pyruvat, vilket är en föregångare till den glukoneogena vägen, eftersom reaktionen av enzymet pyruvatdehydrogenas är irreversibel.

Den biokemiska logiken i cykeln liknar den för citronsyracykeln, med undantag för de två dekarboxyleringsstegen. Förekommer i mycket specifika organeller av växter som kallas glyoxysomer, och är särskilt viktigt i frön av vissa växter som solrosor.

Krebs cykel

Det är en av de vägar som anses vara centrala för metabolismen av organiska varelser, eftersom det förenar metabolismen av de viktigaste molekylerna, inklusive proteiner, fetter och kolhydrater.

Det är en komponent i cellulär andning, och syftar till att frigöra den energi som lagras i molekylen av acetylko-enzym A - den viktigaste föregångaren till Krebs-cykeln. Den består av tio enzymatiska steg och, som vi nämnde, fungerar cykeln i både anabola och kataboliska vägar.

I eukaryota organismer sker cykeln i mitokondriernas matris. I prokaryoter - som saknar sanna subcellulära fack - utförs cykeln i den cytoplasmatiska regionen.

Elektrontransportkedja

Elektrontransportkedjan bildas av en serie transportörer förankrade i ett membran. Kedjan syftar till att generera energi i form av ATP.

Kedjorna kan skapa en elektrokemisk gradient tack vare flödet av elektroner, avgörande process för syntesen av energi.

Syntes av fettsyror

Fettsyror är molekyler som spelar väldigt viktiga roller i celler, de finns huvudsakligen som en strukturell komponent i alla biologiska membran. Av denna anledning är syntesen av fettsyror väsentlig.

Hela syntesprocessen förekommer i cellens cytosol. Processens centrala molekyl kallas malonylko-enzym A. Det är ansvarigt att tillhandahålla de atomer som bildade kolskelettet av fettsyra i formningen.

Beta oxidation av fettsyror

Betaoxidation är en process av nedbrytning av fettsyror. Detta uppnås genom fyra steg: oxidation genom FAD, hydratisering, oxidation med NAD + och tiolys. Tidigare måste fettsyran aktiveras genom integrering av koenzym A.

Produkten av de nämnda reaktionerna är enheter bildade av ett par kolatomer i form av acetylko-enzym A. Den här molekylen kan komma in i Krebs-cykeln.

Energieffektiviteten för denna rutt beror på längden på fettsyrakedjan. För palmitinsyra, som till exempel har 16 kolatomer, är nettoväxlet 106 molekyler av ATP.

Denna rutt äger rum i mitokondrier av eukaryoter. Det finns också en annan alternativ väg i ett fack som heter peroxisom.

Eftersom de flesta fettsyrorna ligger i cellulär cytosol, måste de transporteras till facket där de kommer att oxideras. Transporten är beroende av cartinitan och tillåter dessa molekyler att komma in i mitokondrier.

Nukleotidernas metabolism

Syntesen av nukleotider är en nyckelhändelse i cellmetabolism, eftersom dessa är prekursorerna för molekylerna som utgör en del av det genetiska materialet, DNA och RNA och av viktiga energimolekyler, såsom ATP och GTP.

Förstadierna för syntesen av nukleotider innefattar olika aminosyror, ribosfosfat, koldioxid och NH3. Återvinningsvägar är ansvariga för återvinning av fria baser och nukleosider som frigörs från nedbrytningen av nukleinsyror.

Bildningen av purinringen sker från ribosfosfatet, råkar vara en purinkärna och slutligen erhålles nukleotiden.

Pyrimidinringen syntetiseras som orotinsyra. Efter bindningen till ribosfosfat omvandlas den till pyrimidinukleotider.

jäsning

Fermentationer är metaboliska processer oberoende av syre. De är av katabolisk typ och den slutliga produkten av processen är en metabolit som fortfarande har oxidationspotential. Det finns olika typer av fermentationer, men i vår kropp sker mjölkfermentering.

Laktisk jäsning sker i cellcellens cytoplasma. Den består av partiell nedbrytning av glukos för att erhålla metabolisk energi. Mjölksyra produceras som avfall.

Efter en intensiv session av anaeroba övningar, hittas inte muskeln med tillräckliga koncentrationer av syre och mjölkfermentering uppstår.

Vissa celler i kroppen tvingas fermentera, eftersom de saknar mitokondrier, som det är fallet med röda blodkroppar.

I industrin används fermenteringsprocesserna med en hög frekvens för att producera en serie produkter för konsumtion, såsom bröd, alkoholhaltiga drycker, yoghurt, bland andra.

referenser

  1. Baechle, T.R., & Earle, R.W. (Eds.). (2007). Principer för styrketräning och fysisk konditionering. Ed. Panamericana Medical.
  2. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biokemi. Jag vände om.
  3. Campbell, M. K. & Farrell, S. O. (2011). Biokemi. Sjätte upplagan. Thomson. Brooks / Cole.
  4. Devlin, T. M. (2011). Textbok för biokemi. John Wiley & Sons.
  5. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biokemi: text och atlas. Ed. Panamericana Medical.
  6. Mougios, V. (2006). Motion biokemi. Human Kinetics.
  7. Müller-Esterl, W. (2008). Biokemi. Grundämnen för medicin och biovetenskap. Jag vände om.
  8. Poortmans, J.R. (2004). Principer för motion biokemi. 3rd, reviderad utgåva. Karger.
  9. Voet, D., & Voet, J.G. (2006). biokemi. Ed. Panamericana Medical.