Chức năng đồng hóa, quá trình đồng hóa, sự khác biệt với dị hóa



các đồng hóa nó là một bộ phận của sự trao đổi chất bao gồm các phản ứng hình thành các phân tử lớn từ những phân tử nhỏ hơn. Để một loạt các phản ứng xảy ra, một nguồn năng lượng là cần thiết và nói chung, đó là ATP (adenosine triphosphate).

Sự đồng hóa, và sự trao đổi chất ngược của nó, sự dị hóa, được nhóm lại thành một chuỗi các phản ứng được gọi là con đường trao đổi chất hoặc các tuyến đường được phối hợp và điều hòa bởi hoóc môn là chủ yếu. Mỗi bước nhỏ được kiểm soát để xảy ra sự truyền năng lượng dần dần.

Các quá trình đồng hóa có thể lấy các đơn vị cơ bản tạo nên các phân tử sinh học - axit amin, axit béo, nucleotide và monome đường - và tạo ra các hợp chất phức tạp hơn, như protein, lipit, axit nucleic và carbohydrate làm chất sản xuất năng lượng cuối cùng.

Chỉ số

  • 1 chức năng
  • 2 quá trình đồng hóa
    • 2.1 Tổng hợp axit béo
    • 2.2 Tổng hợp cholesterol
    • 2.3 Tổng hợp nucleotide
    • 2.4 Tổng hợp axit nucleic
    • 2.5 Tổng hợp protein
    • 2.6 Tổng hợp glycogen
    • 2.7 Tổng hợp axit amin
  • 3 Quy định đồng hóa
  • 4 Sự khác biệt với dị hóa
    • 4.1 Tổng hợp so với suy thoái
    • 4.2 Sử dụng năng lượng
    • 4.3 Cân bằng giữa đồng hóa và dị hóa
  • 5 tài liệu tham khảo

Chức năng

Trao đổi chất là một thuật ngữ bao gồm tất cả các phản ứng hóa học xảy ra trong cơ thể. Tế bào giống như một nhà máy siêu nhỏ, nơi các phản ứng tổng hợp và suy thoái đang diễn ra vĩnh viễn.

Hai mục tiêu của quá trình trao đổi chất là: thứ nhất, sử dụng năng lượng hóa học được lưu trữ trong thực phẩm và thứ hai, để thay thế các cấu trúc hoặc các chất không còn hoạt động trong cơ thể. Những sự kiện này xảy ra theo nhu cầu cụ thể của từng sinh vật và được hướng dẫn bởi các sứ giả hóa học gọi là hormone.

Năng lượng chủ yếu đến từ các chất béo và carbohydrate mà chúng ta tiêu thụ trong thực phẩm. Trong trường hợp thiếu hụt, cơ thể có thể sử dụng các protein để bù đắp cho sự thiếu hụt.

Tương tự như vậy, các quá trình tái sinh được liên kết chặt chẽ với quá trình đồng hóa. Sự tái tạo của các mô là một điều kiện sin qua không để giữ cho một sinh vật khỏe mạnh và làm việc đúng cách. Đồng hóa có trách nhiệm sản xuất tất cả các hợp chất tế bào giữ cho chúng chạy.

Có một sự cân bằng tinh tế trong tế bào giữa các quá trình trao đổi chất. Các phân tử lớn có thể bị phân hủy thành các thành phần nhỏ hơn của chúng bằng các phản ứng dị hóa và quá trình ngược lại - từ nhỏ đến lớn - có thể xảy ra do quá trình đồng hóa.

Quá trình đồng hóa

Nói chung, quá trình đồng hóa bao gồm tất cả các phản ứng được xúc tác bởi các enzyme (các phân tử nhỏ có bản chất protein làm tăng tốc độ của các phản ứng hóa học theo một số bậc độ lớn) chịu trách nhiệm cho việc "xây dựng" hoặc tổng hợp các thành phần tế bào.

Tầm nhìn chung của các tuyến đồng hóa bao gồm các bước sau: các phân tử đơn giản tham gia làm trung gian trong chu trình Krebs là các axit amin hoặc biến đổi hóa học thành axit amin. Sau đó chúng được lắp ráp trong các phân tử phức tạp hơn.

Các quá trình này đòi hỏi năng lượng hóa học, đến từ quá trình dị hóa. Trong số các quá trình đồng hóa quan trọng nhất là: tổng hợp axit béo, tổng hợp cholesterol, tổng hợp axit nucleic (DNA và RNA), tổng hợp protein, tổng hợp glycogen và tổng hợp axit amin.

Vai trò của các phân tử này trong sinh vật và các tuyến tổng hợp của nó sẽ được mô tả ngắn gọn dưới đây:

Tổng hợp axit béo

Lipid là các phân tử sinh học rất không đồng nhất có khả năng tạo ra một lượng năng lượng lớn khi chúng bị oxy hóa, đặc biệt là các phân tử triacylglycerol.

Các axit béo là lipid archetypal. Chúng bao gồm một cái đầu và một cái đuôi hình thành từ hydrocarbon. Chúng có thể không bão hòa hoặc bão hòa, tùy thuộc vào việc chúng có liên kết đôi ở đuôi hay không.

Lipid là thành phần thiết yếu của tất cả các màng sinh học, ngoài việc tham gia như một chất dự trữ.

Các axit béo được tổng hợp trong tế bào chất của tế bào từ một phân tử tiền chất gọi là malonyl-CoA, từ acetyl-CoA và bicarbonate. Phân tử này tặng ba nguyên tử carbon để bắt đầu tăng trưởng axit béo.

Sau khi hình thành malonil, phản ứng tổng hợp tiếp tục theo bốn bước thiết yếu:

-Sự ngưng tụ acetyl-ACP với malonyl-ACP, một phản ứng tạo ra acetoacetyl-ACP và giải phóng carbon dioxide như một chất thải.

-Bước thứ hai là khử acetoacetyl-ACP, bằng NADPH thành D-3-hydroxybutyryl-ACP.

-Sau đó, một phản ứng mất nước xảy ra làm chuyển đổi sản phẩm trước đó (D-3-hydroxybutyryl-ACP) thành crotonil-ACP.

-Cuối cùng, crotonil-ACP bị giảm và sản phẩm cuối cùng là butiryl-ACP.

Tổng hợp cholesterol

Cholesterol là một sterol với lõi điển hình là 17 carbon. Nó có vai trò khác nhau trong sinh lý học, vì nó đóng vai trò là tiền thân của nhiều loại phân tử như axit mật, các loại hormone khác nhau (bao gồm cả tình dục) và rất cần thiết cho quá trình tổng hợp vitamin D.

Tổng hợp xảy ra trong tế bào chất của tế bào, chủ yếu trong các tế bào của gan. Con đường đồng hóa này có ba giai đoạn: đầu tiên là đơn vị isopren được hình thành, sau đó là sự đồng hóa lũy tiến của các đơn vị để tạo ra squalene, điều này xảy ra với lanosterol và cuối cùng là thu được cholesterol.

Hoạt động của các enzyme trong con đường này được điều hòa chủ yếu bởi tỷ lệ tương đối của hormone insulin: glucagon. Khi tỷ lệ này tăng lên, tỷ lệ tăng hoạt động của đường.

Tổng hợp nucleotide

Axit nucleic là DNA và RNA, thứ nhất chứa tất cả thông tin cần thiết cho sự phát triển và duy trì các sinh vật sống trong khi thứ hai bổ sung cho các chức năng của DNA.

Cả DNA và RNA đều được tạo thành từ các chuỗi dài polymer có đơn vị cơ bản là các nucleotide. Các nucleotide, lần lượt, được tạo thành từ một loại đường, một nhóm phốt phát và một cơ sở nitơ. Tiền chất của purin và pyrimidine là ribose-5-phosphate.

Purin và pyrimidine được sản xuất trong gan từ các tiền chất như carbon dioxide, glycine, ammonia, trong số những loại khác.

Tổng hợp axit nucleic

Các nucleotide phải được nối với các chuỗi DNA hoặc RNA dài để hoàn thành chức năng sinh học của chúng. Quá trình này bao gồm một loạt các enzyme xúc tác cho các phản ứng.

Enzim chịu trách nhiệm sao chép DNA để tạo ra nhiều phân tử DNA có trình tự giống hệt nhau là DNA polymerase. Enzyme này không thể bắt đầu tổng hợp de novo, do đó, một đoạn nhỏ DNA hoặc RNA được gọi là mồi cho phép hình thành chuỗi phải tham gia.

Sự kiện này đòi hỏi sự tham gia của các enzyme bổ sung. Ví dụ, helicase giúp mở chuỗi xoắn kép của DNA để polymerase có thể hoạt động và topoisomerase có thể sửa đổi cấu trúc liên kết DNA, bằng cách vướng víu hoặc làm sáng tỏ nó.

Tương tự, RNA polymerase tham gia vào quá trình tổng hợp RNA từ một phân tử DNA. Không giống như quá trình trước đó, quá trình tổng hợp RNA không yêu cầu đoạn mồi nói trên.

Tổng hợp protein

Tổng hợp protein là một sự kiện quan trọng là tất cả các sinh vật sống. Protein thực hiện rất nhiều chức năng, chẳng hạn như vận chuyển các chất hoặc làm cho vai trò của protein cấu trúc.

Theo "giáo điều" trung tâm của sinh học, sau khi DNA được sao chép vào RNA thông tin (như được mô tả trong phần trước), lần lượt này được các ribosome dịch thành polymer của các axit amin. Trong RNA, mỗi bộ ba (ba nucleotide) được hiểu là một trong hai mươi axit amin.

Sự tổng hợp xảy ra trong tế bào chất của tế bào, nơi tìm thấy ribosome. Quá trình xảy ra theo bốn giai đoạn: kích hoạt, bắt đầu, kéo dài và chấm dứt.

Sự kích hoạt bao gồm sự liên kết của một axit amin cụ thể với RNA chuyển tương ứng với nó. Sự khởi đầu liên quan đến sự gắn kết của ribosome với phần cuối 3 'của RNA thông tin, được hỗ trợ bởi "các yếu tố khởi đầu".

Độ giãn dài liên quan đến việc bổ sung các axit amin theo thông điệp RNA. Cuối cùng, quá trình dừng lại với một chuỗi cụ thể trong RNA thông tin, được gọi là bao cao su chấm dứt: UAA, UAG hoặc UGA.

Tổng hợp glycogen

Glycogen là một phân tử bao gồm các đơn vị glucose lặp đi lặp lại. Nó hoạt động như một chất dự trữ năng lượng và phần lớn có nhiều ở gan và cơ bắp.

Con đường tổng hợp được gọi là glycogengenesis và cần có sự tham gia của enzyme glycogen synthase, ATP và UTP. Con đường bắt đầu với sự phosphoryl hóa glucose thành glucose-6-phosphate và sau đó chuyển sang glucose-1-phosphate. Bước tiếp theo liên quan đến việc bổ sung UDP để tạo ra UDP-glucose và phosphate vô cơ.

Phân tử UDP-glucose được thêm vào chuỗi glucose bằng liên kết alpha 1-4, giải phóng nucleotide UDP. Trong trường hợp phân nhánh xảy ra, chúng được hình thành bởi các liên kết alpha 1-6.

Tổng hợp axit amin

Axit amin là đơn vị tạo nên protein. Trong tự nhiên có 20 loại, mỗi loại có các tính chất vật lý và hóa học duy nhất quyết định các đặc tính cuối cùng của protein.

Không phải tất cả các sinh vật có thể tổng hợp 20 loại. Ví dụ, con người chỉ có thể tổng hợp 11, 9 còn lại phải được đưa vào chế độ ăn uống.

Mỗi axit amin có lộ trình riêng của nó. Tuy nhiên, chúng đến từ các phân tử tiền chất như alpha-ketoglutarate, oxaloacetate, 3-phosphoglycerate, pyruvate, trong số những loại khác..

Điều hòa đồng hóa

Như đã đề cập trước đó, quá trình trao đổi chất được điều hòa bởi các chất gọi là hormone, được tiết ra bởi các mô chuyên biệt cho dù là tuyến hay biểu mô. Chúng hoạt động như các sứ giả và bản chất hóa học của chúng khá không đồng nhất.

Ví dụ, insulin là một loại hormone do tuyến tụy tiết ra và có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình trao đổi chất. Sau bữa ăn nhiều carbohydrate, insulin hoạt động như một chất kích thích các tuyến đồng hóa.

Do đó, hormone chịu trách nhiệm kích hoạt các quá trình cho phép tổng hợp các chất lưu trữ như chất béo hoặc dưới dạng glycogen.

Có những giai đoạn của cuộc sống mà các quá trình đồng hóa chiếm ưu thế, chẳng hạn như thời thơ ấu, thanh thiếu niên, trong khi mang thai hoặc trong quá trình đào tạo tập trung vào sự phát triển của cơ bắp.

Sự khác biệt với dị hóa

Tất cả các quá trình và phản ứng hóa học diễn ra bên trong cơ thể chúng ta - đặc biệt là bên trong các tế bào của chúng ta - được gọi là toàn cầu. Chúng ta có thể tăng trưởng, phát triển, tái tạo và duy trì thân nhiệt nhờ một loạt các sự kiện được kiểm soát cao.

Tổng hợp so với suy thoái

Trao đổi chất liên quan đến việc sử dụng các phân tử sinh học (protein, carbohydrate, lipid hoặc chất béo và axit nucleic) để duy trì tất cả các phản ứng thiết yếu của một hệ thống sống.

Thu được các phân tử này đến từ thực phẩm chúng ta tiêu thụ hàng ngày và cơ thể chúng ta có thể "phân rã" chúng thành các đơn vị nhỏ hơn trong quá trình tiêu hóa.

Ví dụ, protein (có thể đến từ thịt hoặc trứng chẳng hạn) được phân chia thành các thành phần chính của chúng: axit amin. Theo cách tương tự, chúng ta có thể xử lý carbohydrate trong các đơn vị đường nhỏ hơn, thường là glucose, một trong những carbohydrate được sử dụng nhiều nhất bởi cơ thể chúng ta.

Cơ thể chúng ta có thể sử dụng các đơn vị nhỏ này - axit amin, đường, axit béo, trong số những người khác - để xây dựng các phân tử mới lớn hơn trong cấu hình mà cơ thể chúng ta cần..

Quá trình phân rã và thu được năng lượng được gọi là dị hóa, trong khi sự hình thành các phân tử mới phức tạp hơn là quá trình đồng hóa. Do đó, các quá trình tổng hợp có liên quan đến quá trình đồng hóa và quá trình thoái hóa với quá trình dị hóa.

Như một quy tắc ghi nhớ, chúng ta có thể sử dụng "c" của từ dị hóa và liên kết nó với từ "cắt".

Sử dụng năng lượng

Các quá trình đồng hóa đòi hỏi năng lượng, trong khi các quá trình suy thoái tạo ra năng lượng này, chủ yếu ở dạng ATP - được gọi là tiền tệ năng lượng của tế bào.

Năng lượng này đến từ các quá trình dị hóa. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có một cỗ bài, nếu chúng ta có tất cả các lá bài được xếp ngay ngắn và chúng ta ném chúng xuống đất thì chúng sẽ tự phát (tương tự như dị hóa).

Tuy nhiên, trong trường hợp chúng tôi muốn đặt hàng chúng một lần nữa, chúng tôi phải cung cấp năng lượng cho hệ thống và thu thập chúng từ mặt đất (tương tự như đồng hóa).

Trong một số trường hợp, các tuyến dị hóa cần "tiêm năng lượng" trong các bước đầu tiên để đạt được sự bắt đầu của quá trình. Ví dụ, glycolysis hoặc glycolysis là sự thoái hóa glucose. Tuyến đường này yêu cầu sử dụng hai phân tử ATP để bắt đầu.

Cân bằng giữa quá trình đồng hóa và dị hóa

Để duy trì sự trao đổi chất lành mạnh và đầy đủ, cần phải có sự cân bằng giữa các quá trình đồng hóa và dị hóa. Trong trường hợp các quá trình đồng hóa vượt qua các quá trình dị hóa, các sự kiện tổng hợp là những sự kiện chiếm ưu thế. Ngược lại, khi cơ thể nhận được nhiều năng lượng hơn mức cần thiết, con đường dị hóa chiếm ưu thế.

Khi cơ thể gặp phải tình huống nghịch cảnh, gọi đó là bệnh hoặc thời gian nhịn ăn kéo dài, quá trình trao đổi chất tập trung vào con đường thoái hóa và đi vào trạng thái dị hóa.

Tài liệu tham khảo

  1. Chan, Y. K., Ng, K. P., & Sim, D. S. M. (biên soạn). (2015). Cơ sở dược lý của chăm sóc cấp tính. Nhà xuất bản quốc tế Springer.
  2. Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Mời sinh học. Máy xay sinh tố.
  3. Lodish, H., Berk, A., Darnell, J.E., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., ... & Matsudaira, P. (2008). Sinh học tế bào phân tử. Máy xay sinh tố.
  4. Ronzio, R. A. (2003). Bách khoa toàn thư về dinh dưỡng và sức khỏe tốt. Xuất bản Infobase.
  5. Voet, D., Voet, J., & Pratt, C. W. (2007). Nguyên tắc cơ bản của hóa sinh: Sự sống ở cấp độ phân tử. Ed. Panamericana Y tế.