Anabolizmus és katabolizmus - stadopedia
A fő metabolikus folyamatok az anabolizmus (asszimiláció) és a katabolizmus (dissimiláció).
Az anabolizmus vagy az asszimiláció (a latin asszimiláció - asszimiláció) az endotermi folyamat, amely a sejtbe bejutó anyagokat magába foglalja a sejtben. Ez egy "kreatív" anyagcsere.
A legfontosabb asszimilációs pont a fehérjék és a nukleinsavak szintézise. Az anabolizmus különleges esete a fotoszintézis, amely biológiai folyamat, amelyben szerves anyagot állítanak elő vízből, szén-dioxidból és szervetlen sókból a nap sugárzó energiájának hatására. A zöld növények fotoszintézisének egy autotrofikus anyagcseréje.
Katabolizmus vagy disszimiláció (a latin dissimilis - fertőtlenítés) egy exoterm folyamat, amelyben az anyagok bomlanak az energia felszabadításával. Ez a bomlás az emésztés és a légzés következtében alakul ki. Emésztés egy olyan folyamat, a romlás, hogy nagy molekulák kisebb molekulákra, míg a légzés egy olyan folyamat oxidatív katabolizmus egyszerű cukrok, glicerin, zsírsavak és dezaminált aminosavat, amelyek felszabadulását eredményezi a létfontosságú kémiai energia. Ezt az energiát felhasználják az adenozin-trifoszfát (ATP) tartalékainak pótlására, amely a sejtenergiák közvetlen adományozója (forrása), egy univerzális energia "pénznem" a biológiai rendszerekben. Az ATP állományok feltöltését a foszfát (Ф) és az adenozin-difoszfát (ADP) reakciója biztosítja, nevezetesen:
ADP + F + energia ® ATP
Amikor az ATP az ADP-be és a foszfátba bomlik, a sejt energiája felszabadul és felhasználásra kerül a sejtben. Az ATP az adenin, a ribóz és a trifoszfát (trifoszfátcsoportok) maradékaiból álló nukleotid, míg az adenozin-difoszfát (ADP) csak két foszfátcsoportot tartalmaz. Az ATP energia gazdagságát az a tény határozza meg, hogy trifoszfát komponense két foszfor-anhidrid kötést tartalmaz. Az ATP energiája meghaladja az ADP energiáját 7 000 kcal / mol értékkel. Ez az energia biztosítja az összes bioszintetikus reakciót a sejtben az ATP ADP és szervetlen foszfát hidrolízisének eredményeként. Tehát az ATP-ADP ciklus az élő rendszerek energiacseréjének fő mechanizmusa.
A termodinamika két törvénye alkalmazható az élő rendszerekre.
Ha a világegyetem reakciós rendszer, amely utal a sor anyagok, amelyen keresztül folyik a fizikai és kémiai folyamatok egyrészt, és a környezet, amellyel a reakciós rendszer információcsere, másrészt, összhangban a termodinamika második törvénye a fizika folyamatok vagy kémiai reakciók, növekszik az univerzum entrópiája. Az élő organizmusok anyagcseréjét nem kíséri a belső rendellenesség növekedése, vagyis az életkorú szervezeteket nem az életkorral kapcsolatos entrópiák jellemzik. Minden körülmények között minden szervezet, a baktériumból az emlősökbe, megőrzi szerkezetük rendezett jellegét. Azonban az entrópia számára jellemző, hogy növekszik a környezetben, és az entrópiát folyamatosan növekvő környezetben a környezetben élő élő szervezetek biztosítják. Például a szabad energia kivonásához az anaerob szervezetek használják a glükózt, amelyet a környezetből kapnak, és molekuláris oxigénnel oxidálják, ami a tápközegbe is behatol. Ebben az esetben az oxidatív anyagcsere (CO2 és H2O) végtermékei bejutnak a tápközegbe, melyet a tápközeg entrópiájának növekedése kísér, ami részben a hő kiszivárgásának tulajdonítható. A növekedés a entrópia növekszik ebben az esetben, amellett számának növelésével molekulák oxidáció után (C6 H12 O6 + 6O2 ® 6SO2 + 6N2 O) t. E. A formáció molekulák 12 7 molekulák. Amint látható, a molekuláris rendellenesség entrópiához vezet.
Az élőlények számára az elsődleges energiaforrás a napsugárzás, különösen a látható fény, amely elektromágneses hullámokból áll, amelyek különálló fotonok vagy fénykvantumok formájában előfordulnak. Egy élő világban egyes élőlények könnyű energiát képesek elkapni, míg mások energiaellátást kapnak a tápanyagok oxidációjával.
A szerves anyagok oxidációjának következtében létrejövő energia előállítása a kemoszintézis során történik.
Az állati organizmusok energiát kapnak a szénhidrátokban, élelmiszereken keresztül. Következésképpen hozzájárulnak a médium entrópiájának növekedéséhez. A mitokondriumok a sejtek ezen organizmusok tárolt energia szénhidrátok, fordította a szabad energia formájában alkalmas a szintézisében más anyagok molekuláit, valamint, hogy a mechanikai, elektromos és ozmotikus munka sejtek. A szénhidrátokban tárolt energiamennyiség a légzés eredménye - aerob és anaerob. Aerobikus légzés esetén a tárolt energiát tartalmazó molekulák hasítása glikolízissel és a Krebs ciklusban történik. Amikor az anaerob légzés csak glikolízist eredményez. Így a létfontosságú funkcióit sejtek az élő szervezetek biztosított a fő energiaforrása, amelyek oxidációs-redukciós reakció „üzemanyag” (glükóz és zsírsavak), amelyben elektronok át az egyik vegyület (oxidáció) a másikba (helyreállítás). Az oxidáció-csökkentő reakciók foszforilezést tartalmaznak. Ezek a reakciók mind fotoszintézisben, mind lélegeztetésben fordulnak elő.
A szervezet nyílt önszabályozó rendszer, támogatja és magába foglalja magát az élelmiszerben lévő, vagy a Nap által létrehozott energia felhasználásával. Folyamatosan elnyeli energia és az anyag, az élet nem „elkötelezett”, hogy az egyensúlyt a rendezett és rendezetlen között nagy molekulatömegű oranizatsiey és szervezetlenség. Éppen ellenkezőleg, a rendiség az élőlényekre jellemző mind szerkezetükben, mind funkcióikban, mind az energia átalakításában és használatában. Így, miközben a belső rend, de így a szabad energia napfény vagy élelmiszer, élő oranizmy visszavezetjük a közeg egyenértékű mennyiségű energiát, de kevésbé hasznos formában, elsősorban a hő formájában, amely szétszórt, bemegy a világegyetemben.
Az anyagcserét és az energiát a szabályozás szabályozza, és sok szabályozási mechanizmus létezik. Az anyagcserét szabályozó fő mechanizmus az enzimek számának ellenőrzése. A szabályozási mechanizmusok közé tartozik az enzimek szubsztrátbontásának arányának ellenőrzése, valamint az enzimek katalitikus aktivitásának szabályozása. A metabolizmus az ún. Inverz alloszterikus kontrollnak van kitéve, amely abból áll, hogy sok bioszintézis útján az első reakciót a végtermék gátolja (elnyomja). Elmondható, hogy az ilyen gátlás a visszacsatolás elvén következik be. Az anyagcsere és az energia szabályozásában fontos, hogy a szintézis és a szétesés anyagcsere útjai szinte mindig elkülönüljenek, és az eukariótákban a szétesést fokozzák a sejtkompartmentalizáció. Például a zsírsavak oxidációjának helye a sejtekben a mitokondriumok, míg szintézisük a citoszolban történik. Számos metabolikus reakcióra van szükség a sejtek úgynevezett energiastatusának részeként, amelynek indexe az energiafogyasztás, amelyet az ATP és az ADP moláris frakcióinak összege határoz meg. A cellában lévő energiamennyiség mindig állandó. Az ATP szintézisét magas töltés gátolja, míg az ATP használatát ugyanaz a töltés stimulálja.