Fungsi anabolisme, proses anabolik, perbedaan dengan katabolisme

itu anabolisme itu adalah pembagian metabolisme yang mencakup reaksi pembentukan molekul besar dari yang lebih kecil. Agar serangkaian reaksi ini terjadi, sumber energi diperlukan dan, umumnya, itu adalah ATP (adenosine triphosphate).

Anabolisme, dan kebalikan metaboliknya, katabolisme, dikelompokkan menjadi serangkaian reaksi yang disebut jalur metabolisme atau rute yang diatur dan diatur oleh hormon terutama. Setiap langkah kecil dikontrol sehingga terjadi transfer energi secara bertahap.

Proses anabolik dapat mengambil unit dasar yang membentuk biomolekul - asam amino, asam lemak, nukleotida dan monomer gula - dan menghasilkan senyawa yang lebih rumit, seperti protein, lipid, asam nukleat, dan karbohidrat sebagai penghasil energi akhir.

Indeks

• 1 fungsi
• 2 proses anabolik
  • 2.1 Sintesis asam lemak
  • 2.2 Sintesis kolesterol
  • 2.3 Sintesis nukleotida
  • 2.4 Sintesis asam nukleat
  • 2.5 Sintesis protein
  • 2.6 Sintesis glikogen
  • 2.7 Sintesis asam amino
• 3 Peraturan anabolisme
• 4 Perbedaan dengan katabolisme
  • 4.1 Sintesis versus degradasi
  • 4.2 Penggunaan energi
  • 4.3 Keseimbangan antara anabolisme dan katabolisme
• 5 Referensi

Fungsi

Metabolisme adalah istilah yang mencakup semua reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh. Sel menyerupai pabrik mikroskopis di mana reaksi sintesis dan degradasi berlangsung secara permanen.

Dua tujuan metabolisme adalah: pertama, untuk menggunakan energi kimia yang tersimpan dalam makanan, dan kedua, untuk menggantikan struktur atau zat yang tidak lagi bekerja di dalam tubuh. Peristiwa ini terjadi sesuai dengan kebutuhan spesifik masing-masing organisme dan diarahkan oleh kurir kimia yang disebut hormon.

Energi terutama berasal dari lemak dan karbohidrat yang kita konsumsi dalam makanan. Jika ada kekurangan, tubuh dapat menggunakan protein untuk mengkompensasi kekurangannya.

Demikian juga, proses regenerasi terkait erat dengan anabolisme. Regenerasi jaringan adalah suatu kondisi sine qua non untuk menjaga organisme yang sehat dan berfungsi dengan baik. Anabolism bertanggung jawab untuk memproduksi semua senyawa seluler yang membuatnya tetap berjalan.

Ada keseimbangan halus dalam sel antara proses metabolisme. Molekul besar dapat terdegradasi ke komponen yang lebih kecil oleh reaksi katabolik dan proses yang berlawanan - dari kecil ke besar - dapat terjadi oleh anabolisme..

Proses anabolik

Anabolisme mencakup, secara umum, semua reaksi dikatalisis oleh enzim (molekul kecil dari sifat protein yang mempercepat kecepatan reaksi kimia dengan beberapa urutan besarnya) yang bertanggung jawab untuk "konstruksi" atau sintesis komponen seluler.

Visi umum rute anabolik mencakup langkah-langkah berikut: molekul sederhana yang berpartisipasi sebagai perantara dalam siklus Krebs adalah asam amino atau secara kimia diubah menjadi asam amino. Kemudian ini dirakit dalam molekul yang lebih kompleks.

Proses-proses ini membutuhkan energi kimia, yang berasal dari katabolisme. Di antara proses anabolik yang paling penting adalah: sintesis asam lemak, sintesis kolesterol, sintesis asam nukleat (DNA dan RNA), sintesis protein, sintesis glikogen, dan sintesis asam amino.

Peran molekul-molekul ini dalam organisme dan rute sintesisnya akan dijelaskan secara singkat di bawah ini:

Sintesis asam lemak

Lipid adalah biomolekul sangat heterogen yang mampu menghasilkan energi dalam jumlah besar ketika teroksidasi, terutama molekul triasilgliserol..

Asam lemak adalah lemak dasar. Mereka terdiri dari kepala dan ekor yang terbentuk dari hidrokarbon. Ini bisa jenuh atau jenuh, tergantung pada apakah mereka memiliki ikatan rangkap di ekor atau tidak.

Lipid adalah komponen penting dari semua membran biologis, selain berpartisipasi sebagai zat cadangan.

Asam lemak disintesis dalam sitoplasma sel dari molekul prekursor yang disebut malonil-KoA, dari asetil-KoA dan bikarbonat. Molekul ini menyumbangkan tiga atom karbon untuk memulai pertumbuhan asam lemak.

Setelah pembentukan malonil, reaksi sintesis berlanjut dalam empat langkah penting:

-Kondensasi asetil-ACP dengan malonil-ACP, reaksi yang menghasilkan asetoasetil-ACP dan melepaskan karbon dioksida sebagai zat limbah.

-Langkah kedua adalah pengurangan asetoasetil-ACP, oleh NADPH menjadi D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-Selanjutnya terjadi reaksi dehidrasi yang mengubah produk sebelumnya (D-3-hydroxybutyryl-ACP) menjadi crotonil-ACP.

-Akhirnya, crotonil-ACP berkurang dan produk akhirnya adalah butiryl-ACP.

Sintesis kolesterol

Kolesterol adalah sterol dengan inti khas 17 karbon karbon. Ini memiliki peran yang berbeda dalam fisiologi, karena bertindak sebagai pendahulu berbagai molekul seperti asam empedu, hormon yang berbeda (termasuk seks) dan sangat penting untuk sintesis vitamin D.

Sintesis terjadi di sitoplasma sel, terutama di sel-sel hati. Rute anabolik ini memiliki tiga fase: pertama unit isoprena terbentuk, kemudian asimilasi progresif unit untuk berasal dari squalene, ini terjadi pada lanosterol dan akhirnya kolesterol diperoleh.

Aktivitas enzim dalam jalur ini diatur terutama oleh proporsi relatif dari hormon insulin: glukagon. Ketika proporsi ini meningkat, secara proporsional meningkatkan aktivitas jalan.

Sintesis nukleotida

Asam nukleat adalah DNA dan RNA, yang pertama berisi semua informasi yang diperlukan untuk pengembangan dan pemeliharaan organisme hidup sedangkan yang kedua melengkapi fungsi DNA.

Baik DNA dan RNA terdiri dari rantai panjang polimer yang unit dasarnya adalah nukleotida. Nukleotida, pada gilirannya, terdiri dari gula, gugus fosfat dan basa nitrogen. Prekursor purin dan pirimidin adalah ribosa-5-fosfat.

Purin dan pirimidin diproduksi di hati dari prekursor seperti karbon dioksida, glisin, amonia, antara lain.

Sintesis asam nukleat

Nukleotida harus disatukan dalam untaian panjang DNA atau RNA untuk memenuhi fungsi biologisnya. Proses ini melibatkan serangkaian enzim yang mengkatalisasi reaksi.

Enzim yang bertanggung jawab untuk menyalin DNA untuk menghasilkan lebih banyak molekul DNA dengan urutan identik adalah DNA polimerase. Enzim ini tidak dapat memulai sintesis de novo, oleh karena itu sebuah fragmen kecil DNA atau RNA yang disebut primer yang memungkinkan pembentukan rantai harus ikut serta.

Acara ini membutuhkan partisipasi enzim tambahan. Helicase, misalnya, membantu untuk membuka double helix DNA sehingga polimerase dapat bekerja dan topoisomerase dapat memodifikasi topologi DNA, baik dengan menjerat atau menguraikannya..

Demikian pula, RNA polimerase berpartisipasi dalam sintesis RNA dari molekul DNA. Berbeda dengan proses sebelumnya, sintesis RNA tidak memerlukan primer yang disebutkan di atas.

Sintesis protein

Sintesis protein adalah peristiwa penting adalah semua organisme hidup. Protein menjalankan berbagai fungsi, seperti mengangkut zat atau membuat peran protein struktural.

Menurut "dogma" pusat biologi, setelah DNA disalin ke messenger RNA (seperti yang dijelaskan dalam bagian sebelumnya), ini pada gilirannya diterjemahkan oleh ribosom menjadi polimer asam amino. Dalam RNA, setiap triplet (tiga nukleotida) ditafsirkan sebagai salah satu dari dua puluh asam amino.

Sintesis terjadi di sitoplasma sel, tempat ribosom ditemukan. Proses ini terjadi dalam empat fase: aktivasi, inisiasi, perpanjangan dan penghentian.

Aktivasi terdiri dari pengikatan asam amino tertentu dengan RNA transfer yang sesuai dengannya. Inisiasi melibatkan pengikatan ribosom ke bagian terminal 3 'dari RNA messenger, dibantu oleh "faktor inisiasi".

Pemanjangan melibatkan penambahan asam amino sesuai dengan pesan RNA. Akhirnya, proses berhenti dengan urutan tertentu dalam RNA messenger, yang disebut kondom terminasi: UAA, UAG, atau UGA.

Sintesis glikogen

Glikogen adalah molekul yang terdiri dari unit glukosa yang diulang. Ini bertindak sebagai zat cadangan energi dan sebagian besar berlimpah di hati dan otot.

Rute sintesis disebut glikogengenesis dan membutuhkan partisipasi enzim glikogen sintase, ATP dan UTP. Jalur dimulai dengan fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat dan kemudian beralih ke glukosa-1-fosfat. Langkah selanjutnya melibatkan penambahan UDP untuk menghasilkan UDP-glukosa dan fosfat anorganik.

Molekul UDP-glukosa ditambahkan ke rantai glukosa melalui ikatan alfa 1-4, melepaskan nukleotida UDP. Dalam hal terjadi percabangan, mereka dibentuk oleh tautan alpha 1-6.

Sintesis asam amino

Asam amino adalah unit yang membentuk protein. Di alam ada 20 jenis, masing-masing dengan sifat fisik dan kimia yang unik yang menentukan karakteristik akhir protein.

Tidak semua organisme dapat mensintesis 20 jenis. Misalnya, manusia hanya dapat mensintesis 11, sisanya 9 harus dimasukkan ke dalam makanan.

Setiap asam amino memiliki rute khusus. Namun, mereka berasal dari molekul prekursor seperti alpha-ketoglutarate, oxaloacetate, 3-phosphoglycerate, piruvat, dan lainnya..

Regulasi anabolisme

Seperti disebutkan sebelumnya, metabolisme diatur oleh zat yang disebut hormon, disekresikan oleh jaringan khusus apakah kelenjar atau epitel. Ini berfungsi sebagai pembawa pesan dan sifat kimianya cukup heterogen.

Sebagai contoh, insulin adalah hormon yang dikeluarkan oleh pankreas dan memiliki efek penting pada metabolisme. Setelah makan tinggi karbohidrat, insulin bekerja sebagai stimulan rute anabolik.

Dengan demikian, hormon bertanggung jawab untuk mengaktifkan proses yang memungkinkan sintesis zat penyimpanan seperti lemak atau glikogen.

Ada periode kehidupan di mana proses anabolik dominan, seperti masa kanak-kanak, remaja, selama kehamilan atau selama pelatihan yang berfokus pada pertumbuhan otot..

Beda dengan katabolisme

Semua proses dan reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh kita - khususnya di dalam sel kita - secara global dikenal sebagai metabolisme. Kita dapat menumbuhkan, mengembangkan, mereproduksi, dan mempertahankan panas tubuh berkat rangkaian acara yang sangat terkontrol ini.

Sintesis versus degradasi

Metabolisme melibatkan penggunaan biomolekul (protein, karbohidrat, lipid atau lemak dan asam nukleat) untuk mempertahankan semua reaksi penting dari sistem kehidupan.

Mendapatkan molekul-molekul ini berasal dari makanan yang kita konsumsi setiap hari dan tubuh kita dapat "menghancurkan" mereka menjadi unit yang lebih kecil selama proses pencernaan.

Sebagai contoh, protein (yang mungkin berasal dari daging atau telur, misalnya) terfragmentasi menjadi komponen utama mereka: asam amino. Dengan cara yang sama, kita dapat memproses karbohidrat dalam satuan gula yang lebih kecil, biasanya dalam glukosa, salah satu karbohidrat yang paling banyak digunakan oleh tubuh kita..

Tubuh kita dapat menggunakan unit-unit kecil ini - asam amino, gula, asam lemak, antara lain - untuk membangun molekul baru yang lebih besar dalam konfigurasi yang dibutuhkan tubuh kita..

Proses disintegrasi dan mendapatkan energi disebut katabolisme, sedangkan pembentukan molekul baru yang lebih kompleks adalah anabolisme. Dengan demikian, proses sintesis dikaitkan dengan anabolisme dan proses degradasi dengan katabolisme.

Sebagai aturan mnemonik kita dapat menggunakan "c" dari kata katabolisme dan menghubungkannya dengan kata "cut".

Penggunaan energi

Proses anabolik membutuhkan energi, sedangkan proses degradasi menghasilkan energi ini, terutama dalam bentuk ATP - dikenal sebagai mata uang energi sel.

Energi ini berasal dari proses katabolik. Bayangkan bahwa kita memiliki setumpuk kartu, jika kita memiliki semua kartu yang tertumpuk dengan rapi dan kita melemparkannya ke tanah, kartu-kartu itu melakukannya secara spontan (analog dengan katabolisme).

Namun, jika kita ingin memesannya lagi kita harus menerapkan energi ke sistem dan mengumpulkannya dari tanah (analog dengan anabolisme).

Dalam beberapa kasus rute katabolik membutuhkan "injeksi energi" dalam langkah pertama mereka untuk mencapai inisiasi proses. Sebagai contoh, glikolisis atau glikolisis adalah degradasi glukosa. Rute ini membutuhkan penggunaan dua molekul ATP untuk memulai.

Keseimbangan antara anabolisme dan katabolisme

Untuk mempertahankan metabolisme yang sehat dan memadai, perlu untuk memiliki keseimbangan antara proses anabolisme dan katabolisme. Jika proses anabolisme melampaui proses katabolisme, peristiwa sintesis adalah yang terjadi. Sebaliknya, ketika tubuh menerima lebih banyak energi daripada yang diperlukan, jalur katabolik mendominasi.

Ketika tubuh mengalami situasi kesulitan, sebut saja penyakit atau periode puasa berkepanjangan, metabolisme berfokus pada jalur degradasi dan memasuki kondisi katabolik..

Referensi

1. Chan, Y. K., Ng, K. P., & Sim, D. S. M. (Eds.). (2015). Dasar Farmakologis Perawatan Akut. Springer International Publishing.
2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Undangan untuk biologi. Macmillan.
3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Biologi sel molekuler. Macmillan.
4. Ronzio, R. A. (2003). Ensiklopedia nutrisi dan kesehatan yang baik. Penerbitan Infobase.
5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C. W. (2007). Dasar-dasar Biokimia: Kehidupan di tingkat molekuler. Ed. Panamericana Medical.