Galvenā atšķirība starp biosintēzes un noārdīšanās ceļiem ir tāda, ka biosintētiskais ceļš sintezē sarežģītas molekulas no vienkāršākām molekulām, savukārt degradācijas ceļš sadala sarežģītas un lielākas molekulas vienkāršākās molekulās.
Vielmaiņas ceļš ir virkne enzīmu katalizētu bioķīmisku reakciju, kas notiek šūnā. Ir divu veidu vielmaiņas ceļi: biosintētiskais vai anaboliskais ceļš un degradatīvais jeb kataboliskais ceļš. Šie divi vielmaiņas ceļi darbojas kopā, jo no viena ceļa atbrīvoto enerģiju izmanto otrs ceļš. Metabolisma ceļi ir nepieciešami, lai organismā uzturētu homeostāzi. Tie arī uztur un regulē metabolītu plūsmu atkarībā no substrātu pieejamības. Šo vielmaiņas ceļu galaprodukti tiek vai nu nekavējoties izlietoti, vai tiek uzsākts cits ceļš, vai arī tiek uzglabāti, lai vajadzības gadījumā izmantotu. Katrs no šiem vielmaiņas ceļiem sastāv no ķīmiskām reakcijām, kuras ir savstarpēji saistītas ar to starpproduktiem. Metabolisma ceļi parasti ir vienvirziena, taču ķīmiskās reakcijas ir atgriezeniskas.
Kas ir biosintētiskie ceļi?
Biosintētiskais ceļš ir ķīmisku un vielmaiņas reakciju virkne, ko katalizē fermenti dzīvā organismā konkrēta galaprodukta sintēzē. Šajā ceļā vienkāršie savienojumi tiek modificēti un pārvērsti dažādos citos savienojumos vai veido makromolekulas. Biosintētiskais ceļš ir pazīstams arī kā anaboliskais ceļš, jo tas ietver makromolekulu veidošanos. Biosintēzes procesam nepieciešamie elementi ietver prekursoru savienojumus, ķīmiskās enerģijas molekulas, piemēram, ATP, un katalītiskos enzīmus, kā arī koenzīmus, piemēram, NADH. Šie elementi veido monomērus, kas veido makromolekulas.
Attēls 01: Biosintētiskais ceļš
Biosintēzes ceļi sastāv no virknes ķīmisku reakciju. Lai šīs reakcijas notiktu, ir nepieciešami vairāki elementi. Tie ir prekursoru savienojumi, ķīmiskā enerģija, katalītiskie enzīmi un koenzīmi vai kofaktori. Prekursoru savienojumi ir pazīstami kā reakcijas substrāts vai sākuma molekula. Citiem vārdiem sakot, tos sauc par reaģentiem. Katalītiskie enzīmi ir īpaši proteīni, kas palielina reakcijas ātrumu, samazinot aktivācijas enerģiju. Koenzīmi vai kofaktori palīdz ķīmiskai reakcijai. Metālu joni un vitamīnu atvasinājumi, piemēram, NADH vai acetilko-A, un citas molekulas, piemēram, ATP, darbojas kā koenzīmi vai kofaktori. Visbeidzot, ķīmiskā enerģija ir atrodama kā augstas enerģijas molekulas, piemēram, ATP. Ķīmiskā enerģija ir nepieciešama, lai izveidotu makromolekulas, piemēram, polipeptīdus, proteīnus, polisaharīdus, nukleīnskābes un lipīdus. Tāpēc biosintētiskais ceļš ir endergonisks ceļš, jo enerģija tiek absorbēta vai izlietota. Dzīvā organismā biosintēzes ceļā iesaistītie hormoni ir estrogēns, testosterons, insulīns un augšanas hormons.
Kas ir degradācijas ceļi?
Degradācijas ceļš ir enzīmu katalizētu bioķīmisku reakciju virkne, kuras rezultātā tiek sadalītas lielas molekulas vai polimēri. Degradācijas ceļš ir pazīstams arī kā kataboliskais ceļš, jo tas ietver lielāku molekulu sadalīšanos mazākās vienībās. Degradācijas ceļā enerģija, kas izdalās augstas enerģijas fosfātu saišu veidā, saistās ar enerģijas nesējiem, piemēram, ADP un GDP, lai iegūtu attiecīgi ATP un GTP. Tā rezultātā galaproduktos ir mazāka brīvā enerģija. Tāpēc degradējošais ceļš ir eksergonisks ceļš, jo tiek atbrīvota brīvā enerģija. Tas ražo ķīmisko enerģiju ATP, GTP, NADPH, NADH un FADH 2 veidā no tādiem sarežģītiem avotiem kā ogļhidrāti, lipīdi un olb altumvielas. Šādu ķīmisko reakciju galaprodukti parasti ir oglekļa dioksīds, ūdens un amonjaks.
2. attēls: degradācijas ceļš
Degradācijas ceļā monomēri, kas izdalās no polimēru sadalīšanās, tiek izmantoti vienkāršu atkritumu produktu tālākai sadalīšanai, atbrīvojot enerģiju. Šie šūnu atkritumi ir pienskābe, oglekļa dioksīds, etiķskābe, amonjaks un urīnviela. Šis process parasti ir oksidācijas process. Tādējādi degradācijas ceļš nodrošina ķīmisko enerģiju šūnu uzturēšanai un augšanai. Dzīvā organismā hormoni, kas piedalās degradācijas ceļā, ir adrenalīns, kortizols, glikagons un citokīni.
Biosintēzes un degradācijas ceļu līdzības
- Šie ceļi ir vielmaiņas ceļi.
- Abi ceļi ir saistīti ar enerģiju.
- Tās sastāv no ķīmiskām reakcijām, ko katalizē fermenti.
Atšķirība starp biosintēzes un degradācijas ceļiem
Biosintētiskais ceļš ietver anabolismu, kurā vienkāršākas molekulas vai substrāti pārvēršas lielākās sarežģītās molekulās, piemēram, polisaharīdos, olb altumvielās, lipīdos un nukleīnskābēs. Degradācijas ceļš ietver katabolismu, kurā lielākas sarežģītas molekulas sadalās līdz vienkāršākām molekulām, piemēram, monosaharīdiem, aminoskābēm, taukskābēm un nukleotīdiem. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp biosintēzes un degradācijas ceļiem. Turklāt biosintēzes ceļi patērē enerģiju, savukārt degradācijas ceļi atbrīvo enerģiju.
Šajā infografikā tabulas veidā ir norādītas atšķirības starp biosintēzes un degradācijas ceļiem, lai tos varētu salīdzināt.
Kopsavilkums - biosintētika pret degradācijas ceļiem
Vielmaiņā ir iesaistīts biosintēzes ceļš un degradācijas ceļš. Šie vielmaiņas ceļi ir virkne enzīmu katalizētu bioķīmisku reakciju, kas notiek šūnā. Biosintētiskais ceļš ir virkne bioķīmisku reakciju, kas iesaistītas sarežģītu molekulu sintēzē no mazākām un vienkāršām molekulām, izmantojot ķīmisko enerģiju. Degradācijas ceļš ir virkne bioķīmisku reakciju, kas iesaistītas sarežģītu molekulu sadalīšanā vienkāršākos molekulās, kas atbrīvo ķīmisko enerģiju. Metabolisma ceļi parasti ir vienvirziena, bet ķīmiskās reakcijas ir atgriezeniskas. Tādējādi šeit ir apkopota atšķirība starp biosintēzes un degradācijas ceļiem.
