Анаболизм и катаболизм

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

Обмен веществ и энергии (метаболизм) — совокупность химических реакций, протекающих в клетках или в целостном организме и заключающихся в синтезе сложных молекул и новой протоплазмы (анаболизм) и в распаде молекул с освобождением энергии (катаболизм).

Энергия необходима для

· биосинтеза (образования нового вещества),

· осмотической работы (поглощения и секреции клетками разных веществ),

· механической работы (при движении) и других реакций.

Энергетические процессы у всех живых существ сходны.

В основе регуляции метаболических путей лежат общие механизмы.

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

Этот распад происходит в результате переваривания и дыхания. Является экзотермическим процессом

Процессы:

· клеточное дыхание

· гликолиз

· брожение

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

· 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 + 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: