Energi och plast metabolism. Det vill säga förhållandet är på väg, den jämförelsetabell

Metabolism eller ämnesomsättning - en viktig process i kroppen hos alla levande varelser, utan vilken deras existens skulle vara omöjligt. Den kemiska processen genom vilken celler som aktivt förökas och funktionen är uppdelad i två mycket olika typer: plast och energi.

Trots sina olikheter, är de två processerna hänger nära samman, vilket ger en harmonisk fördelning.

Begreppet ämnesomsättning

Metabolism eller ämnesomsättning är totaliteten av alla biokemiska reaktioner som sker på cellnivå. Utan det finns någon levande varelse. Det unika med den levande organismen är möjligheten att utvinna energi från den fysiska miljö, och sedan - för att använda den för att utföra åtgärder som tillväxt, utveckling och reproduktion.

Metabolism kännetecknas av närvaron av enzymatiska kemiska reaktioner som är bildade kontinuerligt i den levande organismen. Detta gör det möjligt att utvinna från omgivningen att vara syntetiserade energi. På cellnivå, alla biokemiska processer som liknar varandra, vilket är kännetecknande för djur, växter eller svampar.

Vissa bakterier och virus är också föremål för påverkan av den molekylära. Hundratals koordinerade flerstegselement härledda från näringsämnen eller solenergi omvandlas till lättillgängliga molekyler som behövs för tillväxt och existens.

Biokemiska komponenterna är indelade i följande grupper:

• kolhydrater;
• hormoner;
• lipider;
• vitaminer;
• fetter;
• mineraler;
• proteiner.

Allt levande består av komplexa organiska föreningar eller proteiner som stödjer god tillväxt på cellnivå, när de utför lagring och molekylär transport. De kan också användas som basiska katalysatorer med vilka kemiska reaktioner flyta lika snabbt vid en hög temperatur, en relativt låg koncentration och neutral villkor.

Olika katalyse enzymer kombineras i en mer komplex struktursekvens, där produkten av ett kretssubstrat blir nästa element. Denna funktion kallas metaboliska vägar, som i sin tur är anslutna till varandra och bildar en komplexa biologiska nätverk.

Komponenter i ämnesomsättningen

Metabolism är den uppsättning av alla biokemiska reaktioner, som syftar till att tillväxt, reproduktion, behandling och många andra nödvändiga processer.

Enzymatiska reaktioner är direkt relaterade till omvandlingen av näringsämnen är uppdelade i två olika metabolisticheskih utbyte energi (katabolism) och plast (anabolism). I en sund och väl fungerande organism, processerna för katabolism och anabolism är strikt balanserat sätt som gör att du fördela energi.

energimetabolism

Energi och plast metabolism men nära varandra, har grundläggande skillnader.

Trots detta en funktionell form utan andra helt enkelt inte kan existera. Energimetabolism eller katabolism uppstår i vävnader i kroppen, så länge som de nödvändiga näringsämnen element inte förvandlas till koldioxidmolekyler, vatten eller andra mindre komplex kemisk anslutning.

Den huvudsakliga katabola processen är matsmältning, varvid näringsämnen intas och uppslöts till enklare komponenter. Inuti cellerna, sådana processer klyva polysackariderna stärkelse, glykogen och cellulosa till monosackarider: glukos, ribos och fruktos. Detta gör den nödvändiga mängden energi.

För att kunna använda anabola syntes av nya föreningar, eller för behandling av gamla, proteinerna bryts ned till aminosyror. Nukleinsyror som finns i RNA och DNA kataboliseras i nukleotiderna som en del av energibehovet.

Stora hormonella strukturer som reglerar ämnesomsättningen i kroppen:

• Adrenalin. Produceras av adrenal hormon som ökar den totala ämnesomsättning. Detta är en viktig komponent som krävs för att anpassa sig till stressiga situationer, vilket snabbar upp hjärtat och öppnar luftrören i lungorna för en bättre absorption av syre.
• Kortisol. På liknande sätt produceras i binjurarna. Produceras under ångest, nervositet eller långvarig obehag. Det ökar blodtrycket, blodsockernivåer och undertrycker immun processer.
• Glukagon. Produceras av de pankreatiska alfa-celler, stimulerar glukagon delning av glykogen till glukos substans. Den ackumuleras i levern, och när kroppen behöver mer energi (fysisk aktivitet, slåss, stress), stimulerar hormonet levern för katabolismen av de väsentliga elementen som kommer in i blodomloppet i form av glukos.
• Cytokiner. Ett litet protein som reglerar interaktionen mellan cellerna. Denna typ av hormon är ständigt produceras och förstöras i kroppen, där de är aminosyror eller återanvändas eller återcirkuleras för andra reaktioner. Exempel på cytokiner är interleukiner och lymfokiner, - element ofta utvecklats i immunsvaret mot invasion av organismen: bakterier, tumörer eller trauma.

Energimetabolismen liknar förbränning, eftersom den tilldelade liknande kemikalier. Trots detta, mellan dem finns en viktig skillnad - katabolismen använda kapaciteten inte omvandlas till värmeenergi, och går in i lagret för framtida bruk.

Sönderfalls biokemiska element för kroppen av extra energi - ganska komplicerad process.

Katabolism kännetecknas av flera steg:

1. Förberedande.
2. Glykolys (anoxisk).
3. Cellandning (aerob).

Varje steg har en särskilt viktig roll i ämnesomsättningen.

Den förberedande fasen

Den förberedande fasen - den enda skede av metabolism som förekommer i väggarna i mag-tarmkanalen. Processen kännetecknas av upplösningen av komplexa organiska kemiska föreningar och enklare, vilket är möjligt på grund av inverkan av matsmältningsenzymer.

Hierarkiska modellen av kollapsen av den förberedande fasen:

• utbyte av proteiner på aminosyraföreningar;
• omvandling av fetter till glycerol och fettsyra salpetersyra;
• stärkelseomvandlingsprodukter på glukos.

Vid DISSIMILATION beskrivna förfarandet, det finns en liten grad av termisk energi i den mänskliga kroppen. Ytterligare reaktioner är cellmolekyl.

glykolys

Glykolysen - en metabolisk process av energiutbyte som sker under anaerob respiration av levande organismer i cytoplasman. Kännetecknad av en sekvens av tio enzymkatalyserade biokemiska reaktioner, i vilka glukos klyvs till två molekyler pyruvat.

Processen för glykolys innebär konsumtion av energi för ytterligare omvandling av en glukos till två molekyler av tre kol-molekylen av fosfat socker - glyceraldehyd 3-fosfat.

Många metaboliska vägar är helt beroende av glykolysen:

• glykogensyntesen;
• citronsyracykeln.
• fettsyrasyntesen;
• pentosfosfatvägen;
• syntesen av kolesterol.

Utbyte med hjälp av anaerob respiration är universell för alla typer av organismer. Sedan dess användning är möjlig även i bakterier, har det funnit sin tillämpning inom livsmedelsindustrin. Mjölksyra, etylalkohol och många andra produkter producerade glykolys.

aerob respiration

Aerobic andning eller celldelning - är en uppsättning av metaboliska processer som förekommer i celler för biokemisk omvandling av energi från adenosintrifosfat näringsämnen i livsmedel liv. Utbytesreaktion i detta fall är omöjligt utan syre.

De som är involverade i andning processer är kataboliska reaktioner som bryter stora molekyler in i mindre, släppa ytterligare energi.

Celldelning anses en exoterm redoxreaktion. Steg fas oxidation i aerob respiration är det viktigaste i energimetabolism, som produceras av cellen reaktion ger nödvändig mängd adenozintrifosfatnoy syra.

plast metabolism

Energi och plast metabolism använder olika metoder för att hantera energi. När således plastprocesser (även kallade anabolism och biosyntes) enkla molekyler som används för att skapa mer komplexa kemiska föreningar eller slutprodukter.

De kommer uchuvstvovat upprätthålla tillväxt, behandling, reproduktion eller anpassning till miljöförändringar. På cellnivå, för att bilda polymerer anabola processer använda mer enkla monomerer som resulterar i skapandet av komplexa molekylära strukturer. Till exempel kan aminosyror syntetiseras i de proteinhaltiga elementen.

Hormoner som reglerar plast metabolism i människokroppen:

• Östrogen. Det finns i både män och kvinnor. Främst produceras i äggstockarna och binjurarna. Spelar en viktig roll för att stärka ben, reglerar vissa kvinnliga sexuella egenskaper, och (tillväxten av bröst och lår) fastställs menstruationscykeln.
• Testosteron. Den primära manligt könshormon som också finns hos kvinnor. Den produceras från kolesterol i cellerna i äggstockarna och testiklarna. Kännetecknas av reglering av manliga sexuella egenskaper (hår i ansiktet, grov röst), stärker ben, hjälper till att bygga och underhålla muskelmassa. Testosteronnivåer kan påverka humöret och fördelningen av fettceller.
• Insulin. Det produceras i bukspottkörteln av betaceller, vilket bidrar till justering av nivån av leukocyt. Utan detta hormon, kan kroppen inte använda glukos - den viktigaste energikällan. Störningar i insulin kan leda till utveckling av diabetes.
• Tillväxthormon. Det produceras i hypofysen vävnader. Det stimulerar och reglerar tillväxt och tidig tonåren. Vid slutet av mognad spelar en viktig roll i den naturliga återställande av benmassa.

Förutom de specialeffekter på människor, plast ämnesomsättning påverkar också många andra organismer. De viktigaste processerna för anabolism inkluderar fotosyntes, biosyntes och chemosynthesis - de viktigaste delarna av hela existensen av jordens biosfär.

fotosyntes

Fotosyntes - processen särskilt viktigt för existensen av alla levande organismer på jorden. Kännetecknad genom att omvandla ljusenergi till biokemisk, vilket leder till ytterligare släppa en komplexa molekylära strukturer som krävs för aktivitet.

Den viktigaste produkten av fotosyntes - syre, som omvandlas från de molekyler av vatten och koldioxid, vilket resulterar i bildning av glukos, som matas ut tillsammans med syre. Plast process är möjlig endast under direkt påverkan av ljus, utarbetat av solenergi.

Även om fotosyntesen utförs i varje art annorlunda, processen börjar alltid med absorptionen av ljusenergi proteinreaktionscentra som innehåller det gröna pigmentet klorofyll. Sådana proteiner är inom kloroplasten, som är mest utbredda i bladceller, medan bakterier införs i plasmamembranet.

En del av energin i de ljusberoende reaktioner som används för att avlägsna substanser såsom vatten, syrgas och andra. Väte frigörs som ett resultat av vattensönderdelning används för att skapa två ytterligare föreningar, som tjänar som en kortsiktig energilagring, så att du kan överföra den för framtida biokemiska processer.

chemosynthesis

chemosynthesis process sker i majoriteten av mikroorganismer som är i stånd att samtidig omvandling av biologiska föreningar i organisk oorganisk typ.

Dessa inkluderar följande typer av bakterier:

• svavelbakterier;
• väte;
• järnbakterier;
• nitrifierande eller aerob.

Beredning chemosynthesis energi inträffar på grund av oxidationsreaktionen av oorganiska föreningar: kaliumpermanganat, järn, svavel, ammoniak och andra. Oxidationen fortskrider utan närvaro av syremolekyler. Den mest betydande delen är koldioxid, genom vilka organiska föreningar syntetiseras viktigt.

proteinbiosyntes

Protein-biosyntes - molekylärt komplex process genom vilken de inkommande cellerna i kroppen bryta upp i separata delar, och sedan syntetiseras proteinstrukturer. Konvertering sker i två steg: transkription och translation.

Det första steget är kännetecknad genom att kopiera transkriptionen av genetisk information från DNA till mRNA. Eftersom bimolekylär komplementaritet eller korrespondens mellan molekyler och enzymer i läsning från all kod leder till degenerering, ska uppgifterna endast användas med en genetisk portion.

Som ett resultat, är amorf-kristallsubstans helt reproducera den korta delen av DNA med en skillnad i komponent ekvivalens till uracil tymin. Broadcast skiljer sig från överföringen av transkriptionen av de syntetiserade koddata redan är under uppbyggnad på proteinet polypeptid, vars struktur indikeras från befintliga egenskaper i den kopierade sidan.

Hela processen äger rum på en icke-membranorganeller ribosomer, som är belägna i de cytoplasmatiska innehållet i cellerna.

informationsöverföringssteg kännetecknas av flera steg:

1. Aktivering av aminosyraförening med en aminoacyl adenylat använder adenosintrifosfat (ATP) och enzymatiska molekyler.
2. Isolering av adenosintrifosfat, i vilken aminosyran binder med RNA tolereras.
3. Den molekylära komplex bildat och mönstras i steget för transkription kombineras med icke-membran ribosomen.
4. Nödvändigt aminofören ersätts i peptidstrukturen, som kännetecknas av den samtidiga frigör tRNA kedja.

I det första steget av proteinsyntes kan aktiveras omedelbart 20 olika proteinogen aminosyra. Alla av dem är förestrade tRNA specifikt för dem. Denna process sker i cytoplasman med användning av aminoacyl-tRNA-syntetas. Energiförbrukningen ges av frisättningen av adenosintrifosfat.

I det sista steget i syntesen av proteinet polypeptidkedjan ändar termineringssignaler (tre särskilda stopp kodon) i strukturen av mRNA som leder till dess separation från ribosomen.

Frisättningen av polypeptidmolekylerna initieras tRNA specifik proteinfaktor som är fäst vid ribosomen och hydrolytiskt spjälkar esterbindningen mellan polypeptiden och kedjan. Alla inkommande biokemikalier fördelas på en levande kropp för att föra honom så mycket som möjligt nytta.

Jämförelse av fotosyntes och respiration eukaryoter

Energi och plast metabolism som kännetecknas av separata steg, vilka är helt olika funktionella effekter. Så är den största skillnaden mellan fotosyntes och respiration att det första förekommer endast i växter och vissa bakterier, samtidigt andas - i alla levande organismer.

Andra skillnader mellan andning och fotosyntes eukaryoter presenteras i följande tabell:

funktionen	fotosyntes	andedräkt
Konsumeras reaktionssubstans	Koldioxid; I vissa fall är det möjligt att använda vatten	Syre- eller organiska element; lätt
plats flöde	växt kloroplaster	Mitokondrier och hyaloplasm (genom ofullständig oxidation typ)
Interaktion med solenergi	Närvaro av ljus erfordras; omvandlingen av solenergi till en biokemisk egenskap	Det kan förekomma både i ljuset, och utan den; omvandling av translationsenergi i processen av energirika ATP-molekyler
viktigt steg	Den reducerande pentos fosfatcykeln	Glykolysen, cellandningen

Den viktiga skillnaden ligger i den funktionella längden av varje process. Om fotosyntesen sker under dagen bara för att det beror på ljuset, andedräkt - är en kontinuerlig funktion, utan vilken praktiskt taget alla levande organism helt enkelt inte kan existera.

Fotosyntes omvandlar strålande, eller ljusenergi till kemisk eller organiska element, inklusive syre. Andningen släpper också den biologiska potentiella energin för vissa andra kroppsfunktioner.

Sambandet mellan energi och plast metabolism

Energi och plast metabolism inträffa även nästan samtidigt, deras hastigheter styrs oberoende av varandra. Sålunda anabolism cellstruktur ger de nödvändiga organiska komponenterna (kolhydrater, syror) och enzymatiska proteinstrukturer för möjligheten till energimetabolism.

Medan katabolismen att förse cellen med energi. Olika sätt att göra det möjligt för cellen att styra katabola och anabola reaktioner självständigt. Dessutom har vissa motsatta metaboliska vägar förekommer i olika delar av samma celler. Exempelvis levern fettsyra spjälkas till acetyl-CoA i mitokondrier, och vid syntes av acetyl-CoA - cytoplasman.

Och katabolism och anabolism är viktiga allmänna sekvens av reaktioner, känd som citronsyracykeln, eller Krebs, som är en del av en större serie av enzymatiska reaktioner - oxidativ fosforylering.

Här glukos klyvs att frigöra energi och lagras i form av ATP (katabolism), medan den andra molekyler används som prekursorer för de anabola reaktioner som producerar proteiner, fetter och kolhydrater (Anabolism).

Celler reglerar hastigheten för katabola vägar via allosterisk enzym vars aktivitet ökningar eller minskningar i svar på närvaron eller frånvaron av den slutliga produkten cykeln. Till exempel, under Krebs reaktionen citrat syntasaktivitet saktar ner på grund av ackumulering av succinyl-CoA - produkten som bildas senare.

Metabolism eller ämnesomsättning - det är den viktigaste processen för livet för alla levande varelser. Dess harmoniska distribution via två steg: energi och plast stöder de grundläggande funktioner i kroppen, utan vilken existens skulle vara omöjligt.

Videor om metabolism

Hur återställa kroppens ämnesomsättning: