Анаболизм и катаболизм

Основные метаболические процессы:

Ø анаболизм (ассимиляция)

Ø катаболизм (диссимиляция).

Анаболизм (от греч. anabole — подъём), ассимиляция, совокупность химических процессов в живом организме, направленных на образование и обновление структурных частей клеток и тканей. Заключается в синтезе сложных молекул из более простых с накоплением энергии.

Процессы:

· синтез белков

· синтез нуклеиновых кислот

· фотосинтез (частный случай анаболизма)

Катаболизм, или диссимиляция (от лат. dissimilis — расподобление), является экзотермическим процессом, при котором происходит распад веществ с освобождением энергии. Этот распад происходит в результате переваривания и дыхания.

Катаболизм (от греч. katabole — сбрасывание, разрушение), диссимиляция, совокупность ферментативных реакций в живом организме, направленных на расщепление сложных органич. веществ — белков, нуклеиновых кислот, жиров, углеводов, поступающих с пищей или запасённых в самом организме (жиры, крахмал гликоген и др.).

Процессы:

· клеточное дыхание

· гликолиз

· брожение

В процессе катаболизма энергия, заключённая в химических связях крупных органических молекул, освобождается и запасается в форме связей АТФ.

АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Молекулапредставляет собой нуклеотид. АТФ — главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов. Цикл АТФ-АДФ является основным механизмом обмена энергии в живых системах.

Строение:

· азотистое основание – аденин

· пятиуглеродный сахар – рибоза

· три остатка фосфорной кислоты

Фосфатные группы в молекуле АТф соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями

В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется АДФ (аденозиндифосфорная кислота) и высвобождается порция энергии:

АТФ + Н₂О АДФ +Н₃РО₄ + 40 кДж

АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в аденозин-монофосфат (АМФ), который далее не гидролизуется:

АДФ + Н₂О АМФ +Н₃РО₄ + 40 кДж

Фосфорилирование процесс образования АТФ из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:

АДФ+ Н₃РО₄+ 40 кДж АТФ + Н₂О

АТФ быстро обновляется. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах Образовавшаяся здесь АТФ направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.

Пример:

У человека каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2 400 раз в сутки, так что ее средняя продолжительность жизни менее 1 мин.

АТФ не единственное биологически активное соединение, содержащее пирофосфатные связи. Некоторые фосфорилированные соединения по количеству энергии, заключенной в таких связях, не отличаются от АТФ. Однако дифосфаты таких соединений не могут заменить аденозиндифосфорную кислоту в тех процессах, которые ведут к синтезу АТФ, а их трифосфаты не могут заменить АТФ в последующих процессах энергетического обмена, в которых АТФ используется как донор энергии, необходимой для протекания биосинтетических реакций. Возможно, что такая высокая степень специфичности отражает не столько уникальность АТФ, сколько уникальные особенности биохимических процессов, приспособленных исключительно к АТФ.