Ano ang isang metabolismo?

Metabolismo o pagpapalitan ng mga sangkap - Isang hanay ng mga reaksiyong kemikal na nangyayari sa isang buhay na organismo upang mapanatili ang buhay. Pinapayagan ng mga prosesong ito ang mga organismo na lumago at dumami, mapanatili ang kanilang mga istraktura at tumugon sa mga impluwensya sa kapaligiran.

Ang metabolismo ay karaniwang nahahati sa 2 yugto: catabolismo at anabolism. Sa panahon ng catabolism, ang mga kumplikadong organikong sangkap ay nagpapabagal sa mas simple, kadalasang naglalabas ng enerhiya. At sa mga proseso ng anabolismo - mula sa mas simpleng mga mas kumplikadong sangkap ay synthesized at ito ay sinamahan ng mga gastos sa enerhiya.

Ang isang serye ng mga reaksiyong metabolic na kemikal ay tinatawag na mga landas na metaboliko. Sa kanila, kasama ang pakikilahok ng mga enzymes, ang ilang mga biologically makabuluhang molekula ay sunud-sunod na na-convert sa iba.

Ang mga enzyme ay may mahalagang papel sa mga proseso ng metabolic dahil:

• kumilos bilang biological catalysts at mabawasan ang activation energy ng isang kemikal na reaksyon,
• payagan kang umayos ang mga metabolic pathway bilang tugon sa mga pagbabago sa kapaligiran ng cell o signal mula sa iba pang mga cell.

Ang mga tampok na metabolic ay nakakaapekto kung ang isang partikular na molekula ay angkop para magamit ng katawan bilang isang mapagkukunan ng enerhiya. Halimbawa, ang ilang mga prokaryote ay gumagamit ng hydrogen sulfide bilang isang mapagkukunan ng enerhiya, ngunit ang gas na ito ay nakakalason sa mga hayop. Ang metabolic rate ay nakakaapekto sa dami ng pagkain na kinakailangan para sa katawan.

Mga molekulang biyolohikal

Ang pangunahing mga landas ng metabolic at ang kanilang mga sangkap ay pareho para sa maraming mga species, na nagpapahiwatig ng pagkakaisa ng pinagmulan ng lahat ng mga buhay na bagay. Halimbawa, ang ilang mga carboxylic acid, na kung saan ay mga tagapamagitan sa tricarboxylic acid cycle, ay naroroon sa lahat ng mga organismo, mula sa bakterya hanggang sa eukaryotic multicellular organism. Ang pagkakatulad sa metabolismo ay maaaring nauugnay sa mataas na kahusayan ng mga metabolic pathway, pati na rin sa kanilang maagang hitsura sa kasaysayan ng ebolusyon.

Mga molekulang biyolohikal

Ang mga organikong sangkap na bumubuo sa lahat ng mga nabubuhay na bagay (hayop, halaman, fungi at microorganism) ay pangunahin na kinakatawan ng mga amino acid, karbohidrat, lipid (madalas na tinatawag na taba) at mga nucleic acid. Dahil ang mga molekulang ito ay mahalaga para sa buhay, ang mga metabolic reaksyon ay nakatuon sa paglikha ng mga molekula na ito kapag nagtatayo ng mga cell at tisyu o pagsira sa mga ito upang magamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya. Maraming mahahalagang reaksiyong biochemical ang pinagsama upang synthesize ang DNA at protina.

Metabolic role

Ang metabolismo ay nararapat na mabigyan ng malapit na pansin. Pagkatapos ng lahat, ang supply ng aming mga cell na may kapaki-pakinabang na sangkap ay nakasalalay sa kanyang itinatag na gawain. Ang batayan ng metabolismo ay mga reaksiyong kemikal na nagaganap sa katawan ng tao. Ang mga sangkap na kinakailangan para sa buhay ng katawan na natanggap namin na may pagkain.

Bilang karagdagan, kailangan namin ng higit na oxygen, na kung saan kami ay huminga nang may hangin. Sa isip, ang isang balanse ay dapat sundin sa pagitan ng mga proseso ng konstruksiyon at pagkabulok. Gayunpaman, ang balanse na ito ay madalas na maabala at maraming mga kadahilanan para dito.

Mga sanhi ng metabolikong karamdaman

Kabilang sa mga unang sanhi ng mga sakit na metaboliko ay maaaring matukoy na namamana na kadahilanan. Bagaman hindi ito magagawa, posible at kinakailangan upang labanan ito! Gayundin, ang mga sakit na metaboliko ay maaaring sanhi ng mga organikong sakit. Gayunpaman, madalas ang mga karamdaman na ito ay bunga ng ating malnutrisyon.

Bilang isang labis na labis na sustansya, at ang kanilang kakulangan ay nakakapinsala sa ating katawan. At ang mga kahihinatnan ay maaaring hindi maibabalik. Ang isang labis sa ilang mga nutrisyon ay lumitaw bilang isang resulta ng labis na pagkonsumo ng mga pagkaing mataba, at ang isang kakulangan ay lumitaw mula sa mahigpit na pagsunod sa iba't ibang mga diyeta para sa pagbaba ng timbang. Ang pangunahing diyeta ay madalas na isang monotonous diet, na humahantong sa isang kakulangan ng mga mahahalagang nutrisyon, sa turn, ito ay hindi maiiwasang hahantong sa pag-unlad ng iba't ibang mga sakit. Ang isang allergy sa karamihan ng mga pagkain ay posible.

Mga sakit na metaboliko

Kahit na matapos mabalanse ang lahat ng mga proseso ng metabolic, na nagbibigay ng katawan ng nawawalang mga bitamina, panganib namin ang pagkuha ng maraming mga malubhang sakit na sanhi ng mga nabulok na produkto ng aming mga cell. Ang mga produkto ng pagkabulok ay mayroong lahat ng buhay at lumalaki, at ito marahil ang pinaka-mapanganib na kaaway para sa ating kalusugan. Sa madaling salita, ang katawan ay dapat na linisin ng mga lason sa oras, o sila ay magsisimulang lason ito. Ang natitira sa labis, mga produkto ng pagkabulok ay nagdudulot ng talamak na sakit at nagpapabagal sa gawain ng buong organismo.

Sa mga karamdaman sa metabolismo ng karbohidrat, nangyayari ang isang malubhang sakit - diabetes mellitus, na may hindi tamang taba ng metabolismo, natipon ang kolesterol (Paano babaan ang kolesterol sa bahay nang walang gamot?), Na nagiging sanhi ng mga sakit sa puso at vascular. Ang mga libreng radikal, na nagiging sagana, ay nag-aambag sa paglitaw ng mga malignant na mga bukol.

Ang labis na katabaan ay isang pangkaraniwang bunga ng mga problema sa metaboliko. Kasama rin sa pangkat na ito ang gout, digestive disorder, ilang mga anyo ng diabetes, atbp. Ang kawalan ng timbang ng mga mineral at bitamina ay humantong sa pinsala sa mga kalamnan, buto, malubhang karamdaman ng cardiovascular system. Sa mga bata, maaari itong humantong sa mga malubhang kahihinatnan sa anyo ng stunted paglago at pag-unlad. Ito ay nagkakahalaga na tandaan na ang karagdagang paggamit ng mga bitamina ay hindi palaging inirerekomenda, dahil ang kanilang labis na labis na pagkarga ay maaari ring magkaroon ng negatibong mga kahihinatnan.

Pag-iwas

Upang ayusin ang mga proseso ng metabolic sa ating katawan, dapat nating malaman na mayroong ilang mga sangkap na pumipigil sa pagbuo ng mga toxin at pagbutihin ang kalidad ng metabolismo.

Ang una ay oxygen. Ang pinakamainam na dami ng oxygen sa mga tisyu ay makabuluhang nagpapa-aktibo sa mga proseso ng metaboliko.

Pangalawa, bitamina at mineral. Sa edad, ang lahat ng mga proseso ay nagpapabagal, mayroong isang bahagyang pagbara ng mga daluyan ng dugo, kaya mahalagang kontrolin ang pagtanggap ng isang sapat na halaga ng mineral, karbohidrat at oxygen. Titiyakin nito ang mabuting gawain ng metabolismo ng tubig-asin ng cell, dahil pagkatapos ng paglipas ng oras ang cell ay nalilipasan at hindi na natatanggap ang lahat ng mga kinakailangang elemento para sa buhay nito. Alam ito, mahalaga para sa amin na artipisyal na nagpapalusog sa mga selula ng pagtanda.

Maraming mga rekomendasyon at gamot na nag-regulate ng metabolismo. Sa katutubong gamot, ang White Sea algae - fucus, nagkamit ng malawak na katanyagan, naglalaman ito ng isang mahalagang hanay ng mga mineral at kapaki-pakinabang na mga bitamina na kinakailangan upang mapabuti ang metabolismo. Ang tamang nutrisyon, ang pagbubukod mula sa diyeta ng mga pagkaing naglalaman ng kolesterol at iba pang mga nakakapinsalang sangkap ay isa pang paraan sa katawan upang gumana nang walang kamali.

Edukasyon: Moscow Medical Institute I. Sechenov, specialty - "Medikal na negosyo" noong 1991, noong 1993 na "Mga sakit sa trabaho", noong 1996 na "Therapy".

Mga plastik na lalagyan ng pagkain: mga katotohanan at mitolohiya!

Mga amino acid at protina I-edit

Ang mga protina ay biopolymer at binubuo ng mga residue ng amino acid na sinamahan ng mga bono ng peptide. Ang ilang mga protina ay mga enzyme at catalyze reaksyon ng kemikal. Ang iba pang mga protina ay nagsasagawa ng isang istruktura o mekanikal na pag-andar (halimbawa, bumubuo ng isang cytoskeleton). Ang mga protina ay may mahalagang papel din sa pagbibigay ng senyas ng cell, immune response, pagsasama-sama ng cell, aktibong transportasyon sa mga lamad, at regulasyon ng cell cycle.

Ano ang metabolismo?

Ang metabolismo (o metabolismo) ay isang kombinasyon ng mga proseso ng pag-convert ng mga calorie ng pagkain sa enerhiya para sa buhay ng isang organismo. Ang metabolismo ay nagsisimula sa panunaw at pisikal na aktibidad, at nagtatapos sa paghinga ng tao sa oras ng pagtulog, kapag ang katawan ay nagbibigay ng oxygen sa iba't ibang mga organo nang walang pakikilahok ng utak at ganap na awtonomiya.

Ang konsepto ng metabolismo ay malapit na nauugnay sa pagkalkula ng pang-araw-araw na paggamit ng calorie, na siyang panimulang punto sa anumang diyeta para sa pagbaba ng timbang o pagkakaroon ng kalamnan. Batay sa edad, kasarian at pisikal na mga parameter, ang antas ng pangunahing metabolismo ay natutukoy - iyon ay, ang bilang ng mga calorie na kinakailangan upang masakop ang mga kinakailangan sa pang-araw-araw na enerhiya ng katawan. Sa hinaharap, ang tagapagpahiwatig na ito ay pinarami ng isang tagapagpahiwatig ng aktibidad ng tao.

Kadalasan ay pinaniniwalaan na ang pagpabilis ng metabolismo ay mabuti para sa pagkawala ng timbang, dahil nagiging sanhi ito ng katawan na masunog ang mas maraming kaloriya. Sa katotohanan, ang metabolismo ng pagkawala ng timbang ng mga tao ay karaniwang nagpapabagal, dahil ang pagbilis ng metabolismo ay maaaring makamit lamang sa pamamagitan ng sabay na pagtaas ng calorie intake at pagtaas ng antas ng pisikal na aktibidad - iyon ay, sa panahon ng pagsasanay ng lakas para sa paglago ng kalamnan.

I-edit ang Lipids

Ang mga lipid ay bahagi ng biological membranes, halimbawa, ang mga lamad ng plasma, ay mga sangkap ng coenzymes at mga mapagkukunan ng enerhiya. Ang mga lipid ay hydrophobic o amphiphilic biological molecules na natutunaw sa mga organikong solvent tulad ng benzene o kloroform. Ang mga taba ay isang malaking pangkat ng mga compound na kinabibilangan ng mga fatty acid at gliserin. Ang molekula ng glycerol trihydric alkohol, na bumubuo ng tatlong kumplikadong bono ng ester na may tatlong mga molekulang fatty acid, ay tinatawag na triglyceride. Kasama sa mga residue ng fatty acid, ang mga kumplikadong lipid ay maaaring magsama, halimbawa, sphingosine (sphingolipids), mga pangkat na hydrophilic phosphate (sa mga phospholipids). Ang mga steroid, tulad ng kolesterol, ay isa pang malaking klase ng lipids.

I-edit ang Karbohidrat

Ang mga asukal ay maaaring umiiral sa isang pabilog o linear na form sa anyo ng aldehydes o ketones, mayroon silang ilang mga pangkat na hydroxyl. Ang mga karbohidrat ay ang pinaka-karaniwang biological molecule. Ginagawa ng mga karbohidrat ang mga sumusunod na pag-andar: ang pag-iimbak ng enerhiya at transportasyon (starch, glycogen), istruktura (selulosa ng halaman, chitin sa mga kabute at hayop). Ang pinakakaraniwang monomer ng asukal ay mga hexose - glucose, fructose at galactose. Ang mga monosaccharides ay bahagi ng mas kumplikadong linear o branched polysaccharides.

Paano mapabilis ang metabolismo?

Ang impluwensya ng nutrisyon sa pagpabilis ng metabolismo ay hindi malinaw tulad ng sa unang tingin. Sa kabila ng katotohanan na maraming mga produkto na nagpapalala sa metabolismo - mula sa mga humahantong sa pagtaas ng timbang sa asukal at iba pang mabilis na karbohidrat, upang margarine kasama ang mga trans fats nito - kakaunti lamang ang mga produkto ay maaaring talagang mapabilis ang metabolismo.

Dahil ang metabolic cycle ng katawan ay maaaring tumagal ng ilang araw (halimbawa, na may isang kumpletong pagtanggi ng mga karbohidrat, ang katawan ay lilipat sa diyeta ng ketogen para lamang sa 2-3 araw), ang metabolismo ay hindi mapapabilis sa pamamagitan ng pagkain ng isang solong produkto o pag-inom ng isang smoothie ng gulay para sa pagbaba ng timbang. Kabilang sa iba pang mga bagay, ang pagpabilis ng metabolismo ay kadalasang nauugnay sa pagtaas ng gana - na hindi palaging kapaki-pakinabang kapag sumusunod sa isang diyeta para sa pagbaba ng timbang.

Mga metabolic na proseso ng pagbaba ng timbang

Ipagpalagay na ang isang sobrang timbang na tao ay nagpasya na mawalan ng timbang, aktibong nakikibahagi sa mga pisikal na ehersisyo at nagsimula ng diyeta na may nabawasan na calorie. Nabasa rin niya na upang mapabilis ang metabolismo kailangan mong uminom ng mas maraming tubig at kumain ng mga pineapples, mayaman sa "fat-destroy" enzyme bromelain. Gayunpaman, ang pangwakas na resulta ay hindi isang pagpabilis ng metabolismo, ngunit ang matalim na pagbawas nito.

Ang dahilan ay simple - ang katawan ay magsisimulang magpadala ng mga senyas na ang antas ng pisikal na aktibidad ay tumaas nang husto, at ang paggamit ng enerhiya mula sa pagkain ay tumanggi nang matindi. At ang mas aktibong nakikibahagi sa isang ehersisyo at mas mahigpit na diyeta na kanyang naobserbahan, mas malakas ang isipin ng katawan na dumating na "masamang panahon" at oras na upang pabagalin ang metabolismo upang makatipid ng mga reserbang taba - kasama pa, ang mga antas ng cortisol at leptin ay tataas.

Paano mapabilis ang metabolismo?

Upang mawalan ng timbang, hindi mo kailangang subukang "ikalat" ang metabolismo at pabilisin ang metabolismo hangga't maaari - una sa lahat, kailangan mong maging mas maingat sa kung aling mga produktong natatanggap ng katawan araw-araw na calorie. Sa karamihan ng mga kaso, ang normalisasyon ng diyeta at kontrol ng glycemic index ng mga karbohidrat na natupok ay mabilis na hahantong sa normalisasyon ng mga proseso ng metabolic.

Kadalasan ang mga taong nagsisikap na mawalan ng timbang ay labis na timbang ang mga gastos sa enerhiya ng pisikal na pagsasanay, habang makabuluhang pinapababa ang calorie na nilalaman ng kinakain nila. Halimbawa, ang asukal na nakapaloob sa isang lata ng cola ay sapat na para sa isang 30-40 minuto run - sa madaling salita, mas madaling masuko ang cola kaysa maubos ang iyong sarili sa mga nakakapagod na ehersisyo, sinusubukan mong sunugin ang mga caloryang ito.

I-edit ang Nucleotides

Ang mga polymeric DNA at RNA molecules ay mahaba, hindi nabuong mga kadena ng mga nucleotide. Ginagawa ng mga nukleikong acid ang pagpapaandar ng pag-iimbak at pagpapatupad ng impormasyong genetic na isinasagawa sa panahon ng mga proseso ng pagtitiklop, transkripsyon, pagsasalin, at biosynthesis ng protina. Ang impormasyong nai-encode sa mga nucleic acid ay protektado laban sa mga pagbabago sa pamamagitan ng mga repleksyon system at pinarami ng pagtitiklop ng DNA.

Ang ilang mga virus ay may isang genome na naglalaman ng RNA. Halimbawa, ang virus ng immunodeficiency ng tao ay gumagamit ng reverse transkrip upang lumikha ng isang template ng DNA mula sa sariling genome na naglalaman ng RNA. Ang ilang mga molekula ng RNA ay may catalytic properties (ribozymes) at bahagi ng mga spliceosom at ribosom.

Ang mga nukleoside ay mga produkto ng pagdaragdag ng mga base ng nitrogen sa ribose na asukal. Ang mga halimbawa ng mga base sa nitrogenous ay heterocyclic compound na naglalaman ng nitrogen - mga hinango ng purines at pyrimidines. Ang ilang mga nucleotides ay kumikilos din bilang mga coenzymes sa mga reaksyon ng paglipat ng functional group.

I-edit ang Coenzymes

Kabilang sa metabolismo ang isang malawak na hanay ng mga reaksyon ng kemikal, na karamihan sa mga ito ay nauugnay sa ilang mga pangunahing uri ng reaksyon ng paglilipat ng grupo. Ang mga coenzyme ay ginagamit upang maglipat ng mga functional na grupo sa pagitan ng mga enzyme na nagpapagal sa reaksyon ng kemikal. Ang bawat klase ng mga reaksyong kemikal ng paglipat ng mga functional na grupo ay na-catalyzed ng mga indibidwal na enzyme at kanilang mga cofactors.

Ang Adenosine triphosphate (ATP) ay isa sa mga sentral na coenzymes, isang unibersal na mapagkukunan ng enerhiya ng cell. Ang nucleotide na ito ay ginagamit upang ilipat ang enerhiya ng kemikal na nakaimbak sa macroergic bond sa pagitan ng iba't ibang mga reaksyon ng kemikal. Sa mga cell, mayroong isang maliit na halaga ng ATP, na kung saan ay patuloy na nabagong muli mula sa ADP at AMP. Kinokonsumo ng katawan ng tao ang mass ATP bawat araw na katumbas ng masa ng sarili nitong katawan. Ang ATP ay kumikilos bilang isang link sa pagitan ng catabolism at anabolism: na may mga reaksyon ng catabolic, nabuo ang ATP, na may mga reaksyon na anabolic, natupok ang enerhiya. Ang ATP ay kumikilos din bilang isang donor ng pangkat na pospeyt sa mga reaksyon ng phosphorylation.

Ang mga bitamina ay mababa ang molekular na timbang organikong sangkap na kinakailangan sa maliit na dami, at, halimbawa, sa mga tao, ang karamihan sa mga bitamina ay hindi synthesized, ngunit nakuha sa pagkain o sa pamamagitan ng gastrointestinal microflora. Sa katawan ng tao, ang karamihan sa mga bitamina ay cofactors ng mga enzyme. Karamihan sa mga bitamina ay nakakakuha ng binago na biological na aktibidad, halimbawa, ang lahat ng mga natutunaw na tubig na bitamina sa mga cell ay phosphorylated o pinagsama sa mga nucleotides. Ang Nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) ay isang hinango ng bitamina B₃ (niacin), at isang mahalagang coenzyme - hydrogen acceptor. Daan-daang iba't ibang mga dehydrogenase enzymes ang nag-aalis ng mga electron mula sa mga molekula ng mga substrate at inililipat ang mga ito sa mga molekula ng NAD +, binabawasan ito sa NADH. Ang oxidized form ng coenzyme ay isang substrate para sa iba't ibang mga reductases sa cell. Ang NAD sa cell ay umiiral sa dalawang magkakaugnay na anyo ng NADH at NADPH. Ang NAD + / NADH ay mas mahalaga para sa mga reaksyon ng catabolic, at ang NADP + / NADPH ay mas madalas na ginagamit sa mga reaksiyong anabolic.

Mga Di-organikong Katangian at Cofactors I-edit

Ang mga diorganikong elemento ay may mahalagang papel sa metabolismo. Halos 99% ng masa ng isang mammal ay binubuo ng carbon, nitrogen, calcium, sodium, magnesium, chlorine, potassium, hydrogen, posporus, oxygen at asupre. Ang mga biolohikal na makabuluhang organikong compound (protina, taba, karbohidrat at nucleic acid) ay naglalaman ng isang malaking halaga ng carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen at posporus.

Maraming mga diorganikong compound ay ionic electrolyte. Ang pinakamahalagang ion para sa katawan ay sodium, potasa, kaltsyum, magnesiyo, klorida, pospeyt at bicarbonates. Ang balanse ng mga ion na ito sa loob ng cell at sa extracellular medium ay tumutukoy sa osmotic pressure at pH. Ang mga konsentrasyon ng Ion din ay may mahalagang papel sa paggana ng mga selula ng nerbiyos at kalamnan. Ang potensyal na pagkilos sa hindi kapani-paniwalang mga tisyu ay lumitaw mula sa pagpapalitan ng mga ions sa pagitan ng extracellular fluid at cytoplasm. Pumasok at lumabas ang mga electrolyte ng cell sa pamamagitan ng mga channel ng ion sa lamad ng plasma. Halimbawa, sa panahon ng pag-urong ng kalamnan, calcium, sodium, at potassium ion ay lumipat sa lamad ng plasma, cytoplasm, at T-tubes.

Ang mga metal na paglipat sa katawan ay mga elemento ng bakas, sink at bakal ang pinaka-karaniwan. Ang mga metal na ito ay ginagamit ng ilang mga protina (halimbawa, mga enzyme bilang cofactors) at mahalaga para sa pag-regulate ng aktibidad ng mga enzyme at mga protina sa transportasyon. Ang mga Cactactor ng mga enzyme ay karaniwang mahigpit na nakasalalay sa isang tiyak na protina, gayunpaman, maaari silang mabago sa panahon ng catalysis, at pagkatapos ng catalysis ay laging bumalik sa kanilang orihinal na estado (ay hindi natupok). Ang mga metal na trace ay nasisipsip ng katawan gamit ang mga espesyal na protina ng transportasyon at hindi matatagpuan sa katawan sa isang libreng estado, dahil nauugnay ang mga ito sa mga tiyak na protina ng carrier (halimbawa, ferritin o metallothioneins).

Ang lahat ng mga nabubuhay na organismo ay maaaring nahahati sa walong pangunahing grupo, depende sa kung alin ang ginagamit: isang mapagkukunan ng enerhiya, isang mapagkukunan ng carbon, at isang donor na elektron (oxidizable substrate).

1. Bilang isang mapagkukunan ng enerhiya, ang mga buhay na organismo ay maaaring gumamit: ang enerhiya ng ilaw (larawan) o ang enerhiya ng mga bono ng kemikal (chemo) Bilang karagdagan, upang ilarawan ang mga parasito na organismo gamit ang mga mapagkukunan ng enerhiya ng host cell, ang term paratroph.
2. Bilang isang donor na elektron (pagbabawas ng ahente), maaaring gumamit ng mga buhay na organismo: mga di-organikong sangkap (cast) o organikong bagay (organ).
3. Bilang isang mapagkukunan ng carbon, ginagamit ang mga buhay na organismo: carbon dioxide (awtomatiko) o organikong bagay (heter-) Minsan term awtomatiko at heterotroph ginamit na may kaugnayan sa iba pang mga elemento na bahagi ng biological molekula sa pinababang anyo (hal. nitrogen, asupre). Sa kasong ito, ang mga organismo ng "nitrogen-autotrophic" ay mga species na gumagamit ng mga oxidized inorganic compound bilang isang mapagkukunan ng nitrogen (halimbawa, mga halaman, ay maaaring magsagawa ng pagbawas ng nitrate). At ang "nitrogen heterotrophic" ay mga organismo na hindi maisakatuparan ang pagbawas ng mga oxidized form ng nitrogen at gumamit ng mga organikong compound bilang pinagmulan nito (halimbawa, mga hayop na kung saan ang mga amino acid ay pinagmulan ng nitrogen).

Ang pangalan ng uri ng metabolismo ay nabuo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng kaukulang mga ugat at pagdaragdag sa dulo ng ugat -troph-. Ipinapakita ng talahanayan ang mga posibleng uri ng metabolismo na may mga halimbawa:

• Ang ilang mga may-akda ay gumagamit -hydro kapag ang tubig ay kumikilos bilang isang donor na elektron.

Ang pag-uuri ay binuo ng isang pangkat ng mga may-akda (A. Lvov, C. van Nil, F. J. Ryan, E. Tatem) at naaprubahan sa ika-11 na simposium sa laboratoryo ng Cold Spring Harbour at orihinal na ginamit upang ilarawan ang mga uri ng nutrisyon ng mga microorganism. Gayunpaman, kasalukuyang ginagamit ito upang ilarawan ang metabolismo ng iba pang mga organismo.

Halata sa talahanayan na ang mga metabolic na kakayahan ng prokaryotes ay higit na magkakaibang kumpara sa mga eukaryotes, na kung saan ay nailalarawan sa mga photolithoautotrophic at chemoorganoheterotrophic na mga uri ng metabolismo.

Dapat pansinin na ang ilang mga uri ng mga microorganism ay maaaring, depende sa mga kondisyon ng kapaligiran (pag-iilaw, pagkakaroon ng mga organikong sangkap, atbp.) At estado ng physiological, isinasagawa ang metabolismo ng iba't ibang uri. Ang kumbinasyon ng ilang mga uri ng metabolismo ay inilarawan bilang mixotrophy.

Kapag inilalapat ang pag-uuri na ito sa mga multicellular na organismo, mahalagang maunawaan na sa loob ng isang organismo ay maaaring mayroong mga cell na naiiba sa uri ng metabolismo. Kaya ang mga cell ng aerial, photosynthetic na organo ng multicellular na halaman ay nailalarawan sa pamamagitan ng photolithoautotrophic na uri ng metabolismo, habang ang mga cell ng mga organo sa ilalim ng lupa ay inilarawan bilang chemoorganoterotrophic. Tulad ng sa kaso ng mga microorganism, kapag ang mga kondisyon ng kapaligiran, yugto ng pag-unlad, at pagbabago ng estado ng physiological, ang uri ng metabolismo ng mga cell ng isang multicellular organismo ay maaaring magbago. Halimbawa, sa dilim at sa yugto ng pagtubo ng binhi, ang mga selula ng mas mataas na halaman ay nag-metabolize ng isang uri ng chemo-organo-heterotrophic.

Ang metabolismo ay tinatawag na mga metabolic na proseso kung saan medyo malaki ang mga organikong molekula ng asukal, taba, amino acid masira. Sa panahon ng catabolism, ang mas simpleng mga organikong molekula ay nabuo na kinakailangan para sa anabolismo (biosynthesis) reaksyon. Kadalasan, nasa takbo ng mga reaksyon ng catabolismo na ang katawan ay nagpapakilos ng enerhiya, isinasalin ang enerhiya ng mga bono ng kemikal ng mga organikong molekula na nakuha sa panahon ng pagtunaw ng pagkain, sa mga naa-access na form: sa anyo ng ATP, nabawasan ang mga coenzymes, at transmembrane electrochemical potensyal. Ang salitang katabolismo ay hindi magkasingkahulugan ng "enerhiya metabolismo": sa maraming mga organismo (halimbawa, mga phototroph), ang pangunahing mga proseso ng pag-iimbak ng enerhiya ay hindi direktang nauugnay sa pagkasira ng mga organikong molekula. Ang pag-uuri ng mga organismo sa pamamagitan ng uri ng metabolismo ay maaaring batay sa mapagkukunan ng enerhiya, tulad ng makikita sa nakaraang seksyon. Ginagamit ng mga Chemotroph ang enerhiya ng mga bono ng kemikal, at kinokonsumo ng mga phototroph ang enerhiya ng sikat ng araw. Gayunpaman, ang lahat ng iba't ibang mga anyo ng metabolismo ay nakasalalay sa mga reaksyon ng redox na nauugnay sa paglilipat ng mga elektron mula sa pinababang donor ng mga molekula, tulad ng mga organikong molekula, tubig, ammonia, hydrogen sulfide, upang tanggapin ang mga molekula tulad ng oxygen, nitrates o sulpate. Sa mga hayop, ang mga reaksyong ito ay nagsasangkot sa pagbagsak ng mga kumplikadong mga organikong molekula sa mas simple, tulad ng carbon dioxide at tubig. Sa mga photosynthetic na organismo - ang mga halaman at cyanobacteria - ang mga reaksyon sa paglipat ng elektron ay hindi naglalabas ng enerhiya, ngunit ginagamit ito bilang isang paraan ng pag-iimbak ng enerhiya na nasisipsip mula sa sikat ng araw.

Ang catabolism sa mga hayop ay maaaring nahahati sa tatlong pangunahing yugto. Una, ang mga malalaking organikong molekula tulad ng mga protina, polysaccharides, at lipid ay bumabagsak sa mas maliit na mga bahagi sa labas ng mga cell. Karagdagan, ang mga maliliit na molekula na ito ay pumapasok sa mga selula at nagiging mas maliit na mga molekula, halimbawa, acetyl-CoA. Kaugnay nito, ang pangkat ng acetyl ng coenzyme A oxidizes sa tubig at carbon dioxide sa Krebs cycle at ang respiratory chain, naglalabas ng enerhiya na nakaimbak sa anyo ng ATP.

I-edit ang Digestion

Ang mga Macromolecules tulad ng almirol, selulusa o protina ay dapat na masira sa mas maliit na yunit bago ito magamit ng mga cell. Ang ilang mga klase ng mga enzyme ay kasangkot sa marawal na kalagayan: ang mga protease, na nagpapabagsak ng mga protina sa peptides at amino acid, glycosidases, na pumabagbag sa polysaccharides sa oligo- at monosaccharides.

Ang mga mikrobyo ay nagtatago ng mga hydrolytic enzymes sa puwang sa paligid nila, na naiiba sa mga hayop na lihim ang mga naturang mga enzyme lamang mula sa dalubhasang mga glandular cells. Ang mga amino acid at monosaccharides, na nagreresulta mula sa aktibidad ng extracellular enzymes, pagkatapos ay ipasok ang mga cell gamit ang aktibong transportasyon.

Pagkuha ng Enerhiya I-edit

Sa panahon ng karbohidrat na catabolismo, ang mga kumplikadong asukal ay bumabagsak sa monosaccharides, na hinihigop ng mga selula. Sa sandaling nasa loob, ang mga asukal (halimbawa, glucose at fructose) ay nabago sa pyruvate sa panahon ng glycolysis, at isang tiyak na halaga ng ATP ay ginawa. Ang Pyruvic acid (pyruvate) ay isang intermediate sa maraming mga metabolic path. Ang pangunahing landas ng metabolismo ng pyruvate ay ang pag-convert sa acetyl-CoA at pagkatapos ay sa siklo ng tricarboxylic acid. Kasabay nito, ang bahagi ng enerhiya ay nakaimbak sa Krebs cycle sa anyo ng ATP, at ang mga molekula ng NADH at FAD ay naibalik din. Sa proseso ng glycolysis at tricarboxylic acid cycle, nabuo ang carbon dioxide, na kung saan ay isang by-product ng buhay. Sa ilalim ng mga kondisyon ng anaerobic, bilang isang resulta ng glycolysis mula pyruvate kasama ang paglahok ng enzyme lactate dehydrogenase, ang lactate ay nabuo, at ang NADH ay na-oxidized sa NAD +, na ginagamit muli sa mga reaksyon ng glycolysis. Mayroon ding isang alternatibong landas para sa metabolismo ng monosaccharides - ang landas ng pentose phosphate, kung saan ang enerhiya ay nakaimbak sa anyo ng nabawasan na coenzyme NADPH at pentoses ay nabuo, halimbawa, ribose, na kinakailangan para sa synthesis ng mga nucleic acid.

Ang mga taba sa unang yugto ng catabolism ay hydrolyzed sa libreng mga fatty fatty at gliserin. Ang mga mataba na asido ay nasira sa panahon ng beta oxidation upang makabuo ng acetyl-CoA, na kung saan naman ay karagdagang catabolized sa Krebs cycle, o napupunta sa synthesis ng mga bagong fatty acid. Ang mga fatty acid ay naglalabas ng mas maraming enerhiya kaysa sa karbohidrat, dahil ang mga taba ay naglalaman ng partikular na mas maraming mga atom ng hydrogen sa kanilang istraktura.

Ang mga amino acid ay alinman ay ginagamit upang synthesize ang mga protina at iba pang mga biomolecules, o na-oxidized sa urea, carbon dioxide at nagsisilbing isang mapagkukunan ng enerhiya. Ang oxidative pathway ng amino acid catabolism ay nagsisimula sa pag-alis ng pangkat ng amino sa pamamagitan ng mga transaminase enzymes. Ang mga grupong Amino ay ginagamit sa siklo ng urea, ang mga amino acid na kulang sa mga grupo ng amino ay tinatawag na keto acid. Ang ilang mga asido sa keto ay mga tagapamagitan sa siklo ng Krebs. Halimbawa, ang deamination ng glutamate ay gumagawa ng alpha-ketoglutaric acid. Ang mga glycogenic amino acid ay maaari ring ma-convert sa glucose sa mga reaksyon ng glucoseoneogenesis.

Pag-edit ng Oxidative phosphorylation

Sa oxidative phosphorylation, ang mga electron na tinanggal mula sa mga molekula ng pagkain sa mga metabolic pathway (halimbawa, sa Krebs cycle) ay inilipat sa oxygen, at ang pinalabas na enerhiya ay ginagamit upang synthesize ang ATP. Sa mga eukaryotes, ang prosesong ito ay isinasagawa kasama ang pakikilahok ng isang bilang ng mga protina na naayos sa mitochondrial membranes, na tinatawag na chain ng paghinga ng paglipat ng elektron. Sa prokaryote, ang mga protina na ito ay naroroon sa panloob na lamad ng pader ng cell. Ang mga protina ng chain ng paglilipat ng elektron ay gumagamit ng enerhiya na nakuha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga electron mula sa nabawasan na mga molekula (hal. NADH) sa oxygen upang mag-pump ng mga proton sa pamamagitan ng lamad.

Kapag ang mga proton ay pumped, isang pagkakaiba sa konsentrasyon ng mga hydrogen ion ay nilikha at isang electrochemical gradient ay nangyayari. Ang lakas na ito ay nagbabalik ng mga proton pabalik sa mitochondria sa pamamagitan ng base ng ATP synthase. Ang daloy ng mga proton ay nagiging sanhi ng singsing mula sa c-subunits ng enzyme upang paikutin, bilang isang resulta ng kung saan ang aktibong sentro ng synthase ay nagbabago ng hugis nito at mga phosphorylates adenosine diphosphate, na nagiging ito sa ATP.

Hindi Organikong Enerhiya I-edit

Ang hemolithotrophs ay tinatawag na prokaryotes, na mayroong isang espesyal na uri ng metabolismo, kung saan ang enerhiya ay nabuo bilang isang resulta ng oksihenasyon ng mga tulagay na compound. Ang mga Chemolithotroph ay maaaring mag-oxidize ng molekular na hydrogen, mga compound ng asupre (e.g. sulfides, hydrogen sulfide at inorganic thiosulfates), iron (II) oxide o ammonia. Sa kasong ito, ang enerhiya mula sa oksihenasyon ng mga compound na ito ay nabuo ng mga tumatanggap ng elektron, tulad ng oxygen o nitrites. Ang mga proseso ng pagkuha ng enerhiya mula sa mga organikong sangkap ay may mahalagang papel sa naturang mga biogeochemical cycle bilang acetogenesis, nitrification, at denitrification.

Sunshine Enerhiya I-edit

Ang enerhiya ng sikat ng araw ay nasisipsip ng mga halaman, cyanobacteria, lila na bakterya, berdeng asupre na bakterya, at ilang protozoa. Ang prosesong ito ay madalas na pinagsama sa pag-convert ng carbon dioxide sa mga organikong compound bilang bahagi ng proseso ng fotosintesis (tingnan sa ibaba). Ang mga sistema ng pagkuha ng enerhiya at pag-aayos ng carbon sa ilang mga prokaryote ay maaaring gumana nang hiwalay (halimbawa, sa mga lila at berdeng asupre na bakterya).

Sa maraming mga organismo, ang pagsipsip ng solar na enerhiya ay nasa prinsipyo na katulad ng oxidative phosphorylation, dahil sa kasong ito ang enerhiya ay nakaimbak sa anyo ng isang proton gradient na konsentrasyon at ang nagtutulak na puwersa ng mga proton ay humahantong sa synthesis ng ATP. Ang mga electron na kinakailangan para sa transfer chain na ito ay nagmula sa mga protina na light-ani na tinatawag na photosynthetic reaksyon center (halimbawa, rhodopsins). Nakasalalay sa uri ng mga photosynthetic pigment, ang dalawang uri ng mga reaksyon sa sentro ay naiuri; sa kasalukuyan, ang karamihan sa mga photosynthetic bacteria ay may isang uri lamang, habang ang mga halaman at cyanobacteria ay dalawa.

Sa mga halaman, algae at cyanobacteria, ang photosystem II ay gumagamit ng enerhiya ng ilaw upang alisin ang mga electron sa tubig, na may molekulang oxygen na inilabas bilang isang produkto ng reaksyon. Pagkatapos ay ipinasok ng mga electron ang b6f cytochrome complex, na gumagamit ng enerhiya upang mag-pump ng mga proton sa pamamagitan ng thylakoid lamad sa chloroplast. Sa ilalim ng impluwensya ng electrochemical gradient, ang mga proton ay lumilipat pabalik sa lamad at nag-trigger ng synthase ng ATP. Ang mga electron pagkatapos ay dumaan sa photosystem I at maaaring magamit upang maibalik ang coenzyme ng NADP +, para magamit sa siklo ng Calvin, o para sa pag-recycle upang mabuo ang mga karagdagang molekulang ATP.

Anabolismo - isang hanay ng mga metabolic na proseso ng biosynthesis ng mga kumplikadong molekula na may paggasta ng enerhiya. Ang mga kumplikadong molekula na bumubuo sa mga istruktura ng cellular ay synthesized sunud-sunod mula sa mas simpleng mga nauna. Kabilang sa anabolismo ang tatlong pangunahing yugto, ang bawat isa ay na-catalyzed ng isang dalubhasang enzyme. Sa unang yugto, ang mga molekulang precursor ay synthesized, halimbawa, amino acid, monosaccharides, terpenoids at nucleotides. Sa ikalawang yugto, ang mga nauna sa paggasta ng enerhiya ng ATP ay na-convert sa mga aktibong form. Sa ikatlong yugto, ang mga aktibong monomer ay pinagsama sa mas kumplikadong mga molekula, halimbawa, mga protina, polysaccharides, lipids at nucleic acid.

Hindi lahat ng mga nabubuhay na organismo ay maaaring synthesize ang lahat ng mga biyolohikal na aktibong molekula. Ang mga Autotroph (halimbawa, mga halaman) ay maaaring synthesize ang kumplikadong mga organikong molekula mula sa mga simpleng hindi organikong mababang-molekular na sangkap tulad ng carbon dioxide at tubig. Ang mga heterotroph ay nangangailangan ng mapagkukunan ng mas kumplikadong mga sangkap, tulad ng monosaccharides at amino acid, upang lumikha ng mas kumplikadong mga molekula. Ang mga organismo ay inuri ayon sa kanilang pangunahing mapagkukunan ng enerhiya: ang mga photoautotrophs at photoheterotrophs ay tumatanggap ng enerhiya mula sa sikat ng araw, habang ang mga chemoautotrophs at chemoheterotrophs ay tumatanggap ng enerhiya mula sa mga hindi organikong reaksyon ng oksihenasyon.

I-edit ang Carbon Binding

Ang fotosintesis ay ang proseso ng biosynthesis ng mga asukal mula sa carbon dioxide, kung saan ang kinakailangang enerhiya ay nasisipsip mula sa sikat ng araw. Sa mga halaman, cyanobacteria at algae, ang photolysis ng tubig ay nangyayari sa panahon ng fotosintesis ng oxygen, habang ang oxygen ay pinakawalan bilang isang by-product. Upang i-convert ang CO₂ Ginagamit ng 3-phosphoglycerate ang enerhiya ng ATP at NADP na nakaimbak sa mga photosystem. Ang reaksyang nagbubuklod ng carbon ay isinasagawa gamit ang enzyme ribulose bisphosphate carboxylase at bahagi ng siklo ng Calvin. Tatlong uri ng fotosintesis ay inuri sa mga halaman - kasama ang landas ng mga molekulang three-carbon, kasama ang landas ng mga apat na-carbon molecules (C4), at fotos fotosintis. Ang tatlong uri ng fotosintesis ay naiiba sa daanan ng carbon dioxide na nagbubuklod at ang pagpasok nito sa siklo ng Calvin; sa mga halaman ng C3, CO na nagbubuklod.₂ nangyayari nang direkta sa siklo ng Calvin, at sa C4 at CAM CO₂ dati nang isama sa iba pang mga compound. Ang iba't ibang mga form ng fotosintesis ay mga pagbagay sa matinding daloy ng sikat ng araw at upang matuyo ang mga kondisyon.

Sa photosynthetic prokaryotes, ang mga mekanismo ng carbon binding ay mas magkakaibang. Ang carbon dioxide ay maaaring maayos sa ikot ng Calvin, sa reverse Krebs cycle, o sa mga reaksyon ng karboksilat ng acetyl-CoA. Prokaryotes - ang mga chemoautotroph ay nagbubuklod din sa CO₂ sa pamamagitan ng Calvin cycle, ngunit ang enerhiya mula sa mga tulagay na compound ay ginagamit upang maisagawa ang reaksyon.

Karbohidrat at Glycans I-edit

Sa proseso ng anabolismo ng asukal, ang mga simpleng organikong acid ay maaaring ma-convert sa monosaccharides, halimbawa, glucose, at pagkatapos ay ginagamit upang synthesize ang polysaccharides, tulad ng almirol. Ang pagbuo ng glucose mula sa mga compound tulad ng pyruvate, lactate, glycerin, 3-phosphoglycerate at amino acid ay tinatawag na gluconeogenesis. Sa proseso ng gluconeogenesis, ang pyruvate ay na-convert sa glucose-6-phosphate sa pamamagitan ng isang serye ng mga intermediate compound, marami sa mga ito ay nabuo sa panahon ng glycolysis. Gayunpaman, ang gluconeogenesis ay hindi lamang glycolysis sa kabaligtaran ng direksyon, dahil ang maraming mga reaksyon ng kemikal ay nagpapaginhawa sa mga espesyal na enzyme, na ginagawang posible na nakapag-iisa na ayusin ang mga proseso ng pagbuo at pagkasira ng glucose.

Maraming mga organismo ang nag-iimbak ng mga sustansya sa anyo ng mga lipid at taba, gayunpaman, ang mga vertebrates ay walang mga enzim na nagpapagal sa pagbabagong-anyo ng acetyl-CoA (isang produkto ng metabolismo ng fatty acid) sa pyruvate (isang substrate ng gluconeogenesis). Matapos ang matagal na pagkagutom, ang mga vertebrates ay nagsisimula upang synthesize ang mga katawan ng ketone mula sa mga fatty acid, na maaaring palitan ang glucose sa mga tisyu tulad ng utak. Sa mga halaman at bakterya, ang problemang metabolic na ito ay nalulutas sa pamamagitan ng paggamit ng siklo ng glyoxylate, na tinatablan ang yugto ng decarboxylation sa citric acid cycle at pinapayagan kang mag-convert ng acetyl-CoA sa oxaloacetate, at pagkatapos ay gamitin ito para sa synthesis ng glucose.

Ang Polysaccharides ay nagsasagawa ng mga istruktura at metabolic function, at maaari ding pagsamahin sa mga lipid (glycolipids) at mga protina (glycoproteins) gamit ang oligosaccharide transferase enzymes.

Mga Fatty Acids, Isoprenoids, at Steroids I-edit

Ang mga fatty acid ay nabuo ng mga fatty acid synthases mula sa acetyl-CoA. Ang carbon skeleton ng mga fatty acid ay pinalawig sa ikot ng mga reaksyon kung saan ang pangkat ng acetyl ay unang sumali, kung gayon ang pangkat ng carbonyl ay nabawasan sa pangkat na hydroxyl, pagkatapos ay ang pag-aalis ng tubig at kasunod na paggaling ay nangyari. Ang fatty acid biosynthesis enzymes ay inuri sa dalawang pangkat: sa mga hayop at fungi, ang lahat ng mga reaksyon ng fatty acid synthesis ay isinasagawa ng isang multifunctional na uri ng protina ko, sa mga plastid ng halaman at sa bakterya, ang bawat uri ay na-catalyzed ng magkakahiwalay na uri II enzymes.

Ang mga Terpenes at terpenoids ay mga kinatawan ng pinakamalaking klase ng mga herbal na natural na produkto. Ang mga kinatawan ng pangkat ng mga sangkap na ito ay derivatives ng isoprene at nabuo mula sa mga na-activate na precursors ng isopentyl pyrophosphate at dimethylallyl pyrophosphate, na, naman, ay nabuo sa iba't ibang mga metabolic reaksyon. Sa mga hayop at archaea, ang isopentyl pyrophosphate at dimethylallyl pyrophosphate ay synthesized mula sa acetyl-CoA sa mevalonate pathway, habang sa mga halaman at bakterya, pyruvate at glyceraldehyde-3-phosphate ay mga substrate ng hindi-mevalonate pathway. Sa mga reaksyon ng biosynthesis ng steroid, ang mga molekula ng isoprene ay pinagsama at bumubuo ng squalene, na kung saan pagkatapos ay bumubuo ng mga istrukturang siklik na may pagbuo ng lanosterol. Ang Lanosterol ay maaaring ma-convert sa iba pang mga steroid, tulad ng kolesterol at ergosterol.

Mag-edit ng Mga Squirrels

Ang mga organismo ay naiiba sa kanilang kakayahang synthesize 20 karaniwang mga amino acid. Karamihan sa mga bakterya at halaman ay maaaring synthesize ang lahat ng 20, ngunit ang mga mammal ay magagawang synthesize lamang ng 10 mahahalagang amino acid. Kaya, sa kaso ng mga mammal, 9 mahahalagang amino acid ay dapat makuha mula sa pagkain. Ang lahat ng mga amino acid ay synthesized mula sa mga intermediate ng glycolysis, isang citric acid cycle, o isang landas na pentose monophosphate. Ang paglipat ng mga grupo ng amino mula sa mga amino acid sa mga alpha-keto acid ay tinatawag na transamination. Ang mga donor ng grupo ng Amino ay glutamate at glutamine.

Ang mga amino acid na konektado ng peptide bond ay bumubuo ng mga protina. Ang bawat protina ay may natatanging pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid (pangunahing istraktura ng protina). Tulad ng mga titik ng alpabeto ay maaaring pagsamahin sa pagbuo ng halos walang katapusang mga pagkakaiba-iba ng mga salita, ang mga amino acid ay maaaring magbigkis sa isang pagkakasunod-sunod o sa isa pa at bumubuo ng iba't ibang mga protina. Ang aminoacyl-tRNA synthetase enzyme ay catalyzes karagdagan ng ATP na umaasa sa mga amino acid sa tRNA na may mga ester na ester, at aminoacyl-tRNAs ay nabuo. Ang Aminoacyl-tRNAs ay mga substrate para sa ribosom na pinagsasama ang mga amino acid sa mahabang polypeptide chain gamit ang isang mRNA matrix.

Panoorin ang video: Salamat Dok: Metabolism and brown fats (Nobyembre 2024).