ההבדל העיקרי - אנבוליזם לעומת קטבוליזם

אנבוליזם וקטבוליזם הם מערכי התהליכים המטבוליים, המזוהים באופן קולקטיבי כמטבוליזם. אנבוליזם הוא מכלול התגובות המעורבות בסינתזה של מולקולות מורכבות, החל מהמולקולות הקטנות בתוך הגוף. קטבוליזם הוא מכלול התגובות המעורבות בפירוק מולקולות מורכבות כמו חלבונים, גליקוגן וטריגליצרידים למולקולות פשוטות או למונומרים כמו חומצות אמינו, גלוקוז וחומצות שומן בהתאמה. ה ההבדל העיקרי בין אנבוליזם לקטבוליזם זה אנבוליזם הוא תהליך בונה והקטבוליזם הוא תהליך הרסני.

מאמר זה מסביר,

1. מהו אנבוליזם - הגדרה, תהליכים, שלבים, פונקציה 2. מהו קטבוליזם - הגדרה, תהליכים, שלבים, פונקציה 3. מה ההבדל בין אנבוליזם לקטבוליזם

מהו אנבוליזם

קבוצת התגובות המסנתזות מולקולות מורכבות, החל ממולקולות קטנות ידועה בשם אנבוליזם. לפיכך, אנבוליזם הוא תהליך בונה. תגובות אנבוליות דורשות אנרגיה בצורה של ATP. הם נחשבים כתהליכים אנדרגוניים. סינתזה של מולקולות מורכבות בונה רקמות ואיברים בתהליך שלב אחר שלב. מולקולות מורכבות אלה נדרשות לצמיחה, התפתחות והתמיינות של תאים. הם מגדילים את מסת השריר וממינרלים את העצמות. הורמונים רבים כמו אינסולין, הורמון גדילה וסטרואידים מעורבים בתהליך האנבוליזם.

שלושה שלבים מעורבים באנאבוליזם. בשלב הראשון מיוצרים מבשרים כמו חד סוכרים, נוקלאוטידים, חומצות אמינו ואיזופרנואידים. שנית, מבשרי אלה מופעלים באמצעות ATP לצורה פעילה. שלישית, צורות תגובתיות אלה מתאספות למולקולות מורכבות כמו רב -סוכרים, חומצות גרעין, פוליפפטידים ושומנים.

ניתן לחלק אורגניזמים לשתי קבוצות בהתאם ליכולתם לסנתז מולקולות מורכבות ממקדמים פשוטים. כמה אורגניזמים כמו צמחים יכולים לסנתז מולקולות מורכבות בתא, החל ממבשר פחמן יחיד כמו פחמן דו חמצני. הם ידועים בשם אוטוטרופים. הטרוטרופים מנצלים מולקולות מורכבות ביניהן כמו חד סוכרים וחומצות אמינו כדי לסנתז פוליסכרידים ופוליפפטידים, בהתאמה. מצד שני, בהתאם למקור האנרגיה, ניתן לחלק אורגניזמים לשתי קבוצות כפוטוטרופים וכימוטרופים. פוטוטרופים מקבלים אנרגיה מאור השמש ואילו הכימוטרופים מקבלים אנרגיה מחמצון של תרכובות אנאורגניות.

קיבוע פחמן מפחמן דו חמצני מושג על ידי פוטוסינתזה או כימוסינתזה. בצמחים, הפוטוסינתזה מתרחשת באמצעות תגובת אור ומחזור קלווין. במהלך הפוטוסינתזה מיוצר גליצרט 3-פוספט המייצר הידרוליזה של ATP. גליצראט 3-פוספט הופך מאוחר יותר לגלוקוז על ידי גלוקונאוגנזה. האנזים glycosyltransferase מפלימם את החד -סוכרים על מנת לייצר חד -סוכרים וגליקנים. סקירה כללית של הפוטוסינתזה מוצגת באיור 1.

איור 1: פוטוסינתזה

במהלך סינתזת חומצות השומן, אצטיל-CoA מפולימר ליצירת חומצות שומן. איזופרנואידים וטרפנים הם שומנים גדולים המסונתזים על ידי פילמור יחידות איזופרן במהלך מסלול mevalonate. במהלך סינתזת חומצות אמינו, כמה אורגניזמים מסוגלים לסנתז חומצות אמינו חיוניות. חומצות אמינו מפולמות לפוליפפטידים במהלך ביוסינתזה של חלבון. מסלולי דה נובו והצלה מעורבים בסינתזה של נוקלאוטידים, אותם ניתן לאחר מכן לפלמר ליצירת פולינוקלאוטידים במהלך סינתזת ה- DNA.

מהו קטבוליזם

מכלול התגובות המפרק מולקולות מורכבות ליחידות קטנות מכונה קטבוליזם. לפיכך, קטבוליזם הוא תהליך הרסני. תגובות קטבוליות משחררות אנרגיה בצורה של ATP כמו גם חום. הם נחשבים כתהליכים אקסרגוניים. יחידות המולקולות הקטנות המיוצרות בקטבוליזם יכולות לשמש כמבשרות בתגובות אנבוליות אחרות או לשחרר אנרגיה על ידי חמצון. לפיכך, תגובות קטבוליות נחשבות לייצר אנרגיה כימית הנדרשת מהתגובות האנאבוליות. כמה פסולת סלולרית כמו אוריאה, אמוניה, חומצה לקטית, חומצה אצטית ופחמן דו חמצני מיוצרים גם במהלך הקטבוליזם. הורמונים רבים כמו גלוקגון, אדרנלין וקורטיזול מעורבים בקטבוליזם.

בהתאם לניצול של תרכובות אורגניות כמקור הפחמן או כתורם האלקטרונים, אורגניזמים מסווגים כטרוטרופים ואורגנוטרופים, בהתאמה. הטרוטרופים מפרקים חד סוכרים כמו מולקולות אורגניות מורכבות ביניים על מנת לייצר את האנרגיה לתהליכים סלולריים. אורגנוטרופים מפרקים מולקולות אורגניות על מנת לייצר אלקטרונים, שניתן להשתמש בהם בשרשרת הובלת האלקטרונים שלהם, ויוצרים אנרגיית ATP.

מקרומולקולות כמו עמילן, שומנים וחלבונים מהתזונה נלקחות ומתפרקות ליחידות קטנות כמו חד -סוכרים, חומצות שומן וחומצות אמינו בהתאמה במהלך העיכול על ידי אנזימי עיכול. חד-סוכרים משמשים לאחר מכן בגליקוליזה לייצור אצטיל-CoA. אצטיל-CoA זה משמש במחזור חומצת הלימון. ATP מיוצר על ידי הזרחון החמצוני. חומצות שומן משמשות לייצור אצטיל-CoA על ידי חמצון בטא. חומצות אמינו משמשות שוב בסינתזה של חלבונים או מתחמצנות לאוריאה במחזור האוריאה. תהליך הנשימה הסלולרית, המכיל גליקוליזה, מחזור חומצת לימון וזרחן חמצוני מוצג באיור 2.

איור 2: נשימה סלולרית

ההבדל בין אנבוליזם וקטבוליזם

הַגדָרָה

אנבוליזם: אנבוליזם הוא תהליך מטבולי שבו חומרים פשוטים מסונתזים למולקולות מורכבות.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם הוא תהליך מטבולי המפרק מולקולות גדולות למולקולות קטנות יותר.

תפקיד במטבוליזם

אנבוליזם: אנבוליזם הוא השלב הקונסטרוקטיבי של חילוף החומרים.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם הוא השלב ההרסני של חילוף החומרים.

דרישת אנרגיה

אנבוליזם: אנבוליזם דורש אנרגיית ATP.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם משחרר אנרגיית ATP.

חוֹם

אנבוליזם: אנבוליזם היא תגובה אנדרגונית.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם היא תגובה אקסרגונית.

הורמונים

אנבוליזם: אסטרוגן, טסטוסטרון, הורמון גדילה, אינסולין וכו 'מעורבים באנאבוליזם.

יְרִידַת חֳמָרִים: אדרנלין, קורטיזול, גלוקגון, ציטוקינים וכו 'מעורבים בקטבוליזם.

ניצול חמצן

אנבוליזם: אנבוליזם הוא אנאירובי; הוא אינו מנצל חמצן.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם הוא אירובי; הוא משתמש בחמצן.

השפעה על הגוף

אנבוליזם: אנבוליזם מגביר את מסת השריר. הוא יוצר, מתקן ומספק את הרקמות.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם שורף שומן וקלוריות. היא משתמשת במזון המאוחסן על מנת לייצר אנרגיה.

פונקציונליות

אנבוליזם: אנבוליזם מתפקד בזמן מנוחה או שינה.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם מתפקד בפעילויות הגוף.

המרת אנרגיה

אנבוליזם: אנרגיה קינטית הופכת לאנרגיה פוטנציאלית במהלך אנבוליזם.

יְרִידַת חֳמָרִים: אנרגיה פוטנציאלית הופכת לאנרגיה קינטית במהלך הקטבוליזם.

תהליכים

אנבוליזם: אנבוליזם מתרחש במהלך הפוטוסינתזה בצמחים, סינתזת חלבונים, סינתזת גליקוגן והטמעה בבעלי חיים.

יְרִידַת חֳמָרִים: קטבוליזם מתרחש במהלך הנשימה הסלולרית, העיכול וההפרשה.

דוגמאות

אנבוליזם: סינתזה של פוליפפטידים מחומצות אמינו, גליקוגן מגלוקוז וטריגליצרידים מחומצות שומן הם דוגמאות לתהליכים האנבוליים.

יְרִידַת חֳמָרִים: פירוק החלבונים לחומצות אמינו, גליקוגן לגלוקוז וטריגליצרידים לחומצות שומן הם דוגמאות לתהליכים קטבוליים.

סיכום

ניתן לכנות יחד אנבוליים וקטבוליזם כחילוף החומרים. אנבוליזם הוא תהליך בונה המנצל אנרגיה בצורה של ATP. הוא מתרחש במהלך תהליכים כגון פוטוסינתזה, סינתזת חלבונים, סינתזת גליקוגן. אנבוליזם אוגר את האנרגיה הפוטנציאלית בגוף, ומגדיל את מסת הגוף. קטבוליזם הוא תהליך הרסני המשחרר את ה- ATP שניתן להשתמש בו במהלך האנבוליזם. הוא שורף את המולקולות המורכבות המאוחסנות, ומפחית את מסת הגוף. ההבדל העיקרי בין אנבוליזם לקטבוליזם הוא סוג התגובות המעורבות בשני התהליכים.

הפניות: 1. "חילוף חומרים." ויקיפדיה. קרן ויקימדיה, 12 במרץ 2017. אינטרנט. 16 במרץ 2017.

באדיבות התמונה: 1. "סקירה כללית של פוטוסינתזה" מאת דניאל מאייר (mav) - תמונה מקורית גרסת וקטור מאת Yerpo - עבודה משלו (GFDL) באמצעות Commons Wikimedia2. "2503 נשימה סלולרית" מאת מכללת OpenStax - אנטומיה ופיזיולוגיה, אתר אינטרנט חיבורים. 19 ביוני 2013. (CC BY 3.0) באמצעות Commons Wikimedia