metabolizma

Gibi metabolizma veya metabolizma ( Antik Yunan μεταβολισμός metabolismós , Alman , metabolizma ' ile, Latince biten -ABD ) Herhangi bir kimyasal gövdesinde maddelerin dönüşümleri canlılar , örneğin, ara ürünlerin içine gıda dönüşüm ( metabolitleri ) ve nihai Ürün:% s. Bu biyokimyasal süreçler vücut maddeyi (build up, yıkmak ve yerine veya korumak için kullanılan bina metabolizma ) yanı sıra enerji tüketen faaliyetleri (için üreten enerji enerji metabolizması ) ve böylece muhafaza vücut fonksiyonlarının ve böylece hayatın. Kimyasal metabolizmayı hızlandıran ve yönlendiren ( katalize eden ) enzimler , metabolizma için gereklidir .

Dışarıdan emilen yabancı maddeler dönüştürülürse, yabancı madde metabolizmasından da söz edilir . Organizmaya yabancı maddelerin organizmanın doğasında bulunan maddelere dönüştürülmesine asimilasyon denir. Bunun tersi disimilasyondur (organizmanın kendi maddelerinin bozulması). Metabolizma ayrıca zararlı maddelerin atılabilir maddelere dönüştürülmesini ( biyotransformasyon ) içerir.

Metabolik süreçler öncelikle biyokimyada araştırılır. Onlar büyük önem taşıyan tıp ve fizyoloji (ayrıca bkz metabolik bozukluk ). Ancak fiziksel olarak , düzen için serbest enerji alışverişi olarak da yorumlanabilirler : Canlılar bu süreçte düzeni artırır ve enerji tüketir. Organizmada entropi (bozukluk) azalır ve çevrede artar .

Katabolik ve anabolik metabolizma

Tüm metabolizma, kimyasal olarak karmaşık besinlerin daha basit maddelere ( katabolizma ) parçalanması yoluyla enerji sağlayan katabolik reaksiyonlara ve enerji tüketirken ( anabolizma ) vücudun kendi maddelerini basit yapı taşlarından oluşturan anabolik reaksiyonlara bölünebilir .

Katabolizma ve anabolizmanın ortak bir arayüzü vardır: Ara metabolizmada , hem katabolik hem de anabolik metabolizma tarafından ara ürünler ( metabolitler ) olarak sağlanabilen nispeten basit moleküller dönüştürülür .

Bazı metabolik yollar ve bağlantıları. (Tıklanacak maddeler.)

Metabolik yollar

Metabolizma, karmaşık bir bireysel reaksiyonlar ağıdır. Birbirini takip eden reaksiyon gruplarına metabolik yollar denir. Bunlar doğrusal (ör. Glikoliz ) veya döngüsel (ör. Sitrik asit döngüsü ) olabilir.

Çoğu metabolik yol amfiboliktir, yani katabolik ve anabolik olarak farklı adımlarda ilerlerler. Birçok bireysel adım tersine çevrilebilir olsa bile , en az bir reaksiyon adımı yalnızca anabolik veya katabolik bir yönde ilerlediğinden, metabolik yolun tamamı her zaman geri çevrilemez .

Metabolizma hızı

Enerji metabolizması tarafından enerjinin sağlandığı hıza metabolik hız veya metabolizma hızı denir . Organizmanın zaman birimi başına harcadığı enerji olarak tanımlanır. Bazal metabolizma hızı, tam dinlenme sırasındaki enerji harcamasıdır; özellikle insanlarda bazal metabolizma hızından söz edilir .

Reaksiyon türleri

Enzimatik olarak katalize edilmiş reaksiyonlar

Göre IUPAC / IUBMB Enzim sınıflandırma sistemi, Enzim reaksiyonlarının altı ana grup vardır. Böylelikle enzimlerin katalize ettiği reaksiyonlarda metabolizma da reaksiyonlara göre altı gruba ayrılacaktır, yani redoks reaksiyonları , grup transfer reaksiyonları, hidroliz reaksiyonları, liyaz reaksiyonları ( ekleme , hidrasyon ), izomerizasyon reaksiyonları ve ligasyon reaksiyonları.

Elektrik yükü ve katyon akımı

Şekil 1. Membranlardaki katyon akımları .
Yeşil: membran oksidoredüktaz (solda) ve ATP sentaz (sağda). Geri akan katyonlar, ATP sentazının alt kısmını dönüşümlü olarak ayarlar. Su, fosfattan "sıkıştırılır" ve ADP burada emilir . Bitmiş ATP, zara tutturulmuş statorda salınır.
Kırmızı: membran enzimleri aracılığıyla iyon taşınması. Bir oksidoredüktaz (solda), H ⁺ iyonlarını içeriden membrandan dışarıya pompalar ve membranın elektrik yükünü ve proton gradyanını artırır . Mavi: elektron transferi . Oksidoredüktazlar için enerji, e ^- vericilerden (örneğin şekerler) bir e ^- alıcıya ( NADH gibi koenzimler aracılığıyla aracılık edilir ), e ^- taşıyıcılar olarak işlev gören bir elektron akışından gelir .

Hücre ve biyomembran hiçbir şekilde enzimlerin ve reaksiyon ortaklarının serbestçe hareket edebildiği "torbalar" değildir. Aksine, yüklü moleküller ( iyonlar ) için aşılmaz bir bariyer oluştururlar . Bununla birlikte , zarlarda, iyonların zardan geçmesine ve hatta aktif olarak taşınmasına seçici olarak izin veren zar proteinleri vardır. Katyonlar ihraç ederek, membranların dışarıdan pozitif ve içeriden negatif olarak elektriksel olarak yüklenmesini sağlar ( membran potansiyeli ). Bu yükte enerji var. Katyonlar geri aktığında bir dizi taşıma ve hareket süreci için serbest hale gelir.

Pozitif yüklü parçacık akışı, neredeyse tüm canlı hücrelerin zarlarından sürekli olarak akar.

Bu akım, ekzergonik kimyasal reaksiyonlarla tahrik edilir . Sinir hücreleri , membran potansiyellerini korumak için sürekli olarak ATP tüketirler . Bu, orada sodyum-potasyum pompaları olarak işlev gören ATPaz'lar tarafından yapılır .

Kullanılan ATP'nin rejenerasyonu, hemen hemen tüm canlılarda ATP sentaz enzimi tarafından zar potansiyelinin kullanımına dayanmaktadır (Şekil 1). Hayvanların ve bitkilerin özel organellerinde ( mitokondri ) ve hemen hemen tüm arke ve bakterilerde oksidoredüktazlar , membran potansiyelini koruyan katyon pompaları olarak işlev görür. İnsanlarda bunlar solunum zincirindeki enzimlerdir . Bitkiler de bunun için kloroplastlarda kendi fotosentez aparatlarını kullanırlar .

Ulaşım

Maddelerin taşıma proteinleri ile taşınması hücre bölmeleri içinde , hücrelerin dışında veya bölme sınırları boyunca ( biyomembran ) gerçekleşebilir. Saf difüzyon süreçleri, kolaylaştırılmış difüzyon veya aktif, ATP tüketen membran taşıma eylemi olabilir.

İle Taşıyıcı Sınıflandırma Veritabanı (tcdB) IUBMB tarafından onaylanmış taşıma proteinlerinin bir sınıflandırma işlevine ilave olarak, protein kökenli göre olan, kullanılabilir. Bu taşıma tanımıyla, ancak maddeleri yalnızca geçici olarak bağlayan ve bu süre içinde (örneğin kan dolaşımıyla ) kendileri taşınan tüm proteinler kaydedilmez. TCDB'deki ana gruplar porinler ve iyon kanalları , potansiyel tahrikli taşıyıcılar, öncelikle aktif taşıyıcılar, fosfotransferazlar , transmembran elektron taşıyıcıları , yardımcı taşıyıcılar ve diğerleridir.

Farklı canlı gruplarındaki metabolik tipler

Bitkiler , algler , bazı bakteriler ve arkeler yapmaktadır fotosentez . Karbondioksiti (kara bitkilerinde havadan ), suyu ve diğer hammaddeleri vücudun kendi malzemesine dönüştürmek için ışık enerjisini kullanırlar . Bu ya organizmanın hemen daha fazla gelişmesine ve büyümesine hizmet eder ya da karbonhidratlar gibi depolama malzemesi olarak hizmet eder (ayrıca bkz.Kalvin döngüsü ). Rezerv malzemeler daha sonra bina metabolizmasında ya da enerji metabolizmasında işlenebilir. İkincil bitki maddeleri bitkiler tarafından üretilen kimyasal bileşiklerdir, ancak ne metabolizmada ne de enerji metabolizmasında gerekli değildir.

Hayvanlar , sindirimleri sırasında diğer organizmaları veya depolama materyallerini (karbonhidratlar, proteinler veya yağlar gibi ) metabolize eder (metabolize eder) , ayrıca bkz . Kemotrofi .

Mikroorganizmalarda başka metabolizma türleri de vardır .

Ek olarak, beslenme ve diyetlerle ilgili danışma literatürü zaman zaman insanlarda farklı "metabolik türlerden" bahseder , bkz. Metabolik Tipleme . Bireysel türlerdeki bireysel özelliklerin , yukarıda belirtilen canlıların sınıflandırılmasıyla hiçbir ilgisi yoktur. İnsanlar metabolizmalarının özelliklerinin yanı sıra diğer özelliklerinde de farklılık gösterirler. Bununla birlikte, belirli "türlerin" öğretilmesi, spekülatif ve bilim dışı kabul edilir.

Ayrıca bakınız

• Amino asit metabolizması , glikoz metabolizması , demir metabolizması
• Açlık metabolizması
• Metabolom , tümör metabolomu
• Pastör etkisi (anaerobik D- glikoz metabolizması )
• İzleme öğesi
• endokrinoloji
• Kometabolizma

Edebiyat

• Pschyrembel Klinik Sözlüğü. Willibald Pschyrembel tarafından kuruldu. Yayıncının sözlük editörü tarafından düzenlenmiştir. 255'inci baskı. De Gruyter, Berlin 1986, s.1601 f.

İnternet linkleri

Vikisözlük: Metabolizma  - anlamların açıklamaları, kelime kökenleri, eş anlamlılar, çeviriler

• Metabolizma Biyokimyası - metabolizmanın biyokimyasal yönleri hakkında kapsamlı bilgi
• SuperCYP: Veritabanı sitokrom metabolizması (Engl.)
• Roche'un Biyokimyasal Yolları , navigasyon için bir "harita" olarak

Bireysel kanıt

1. ↑ IUPAC nomenklatür enzim Önerisi: Uluslararası Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Birliği Terminoloji Komitesi'nin Enzimlerin Katalize Ettikleri Reaksiyonlara Göre Adlandırılması ve Sınıflandırılmasına İlişkin Önerileri. 24 Mayıs 2013 itibariyle, 26 Mayıs 2013'te erişildi.