Основні особливості метаболічних процесів
Обмін речовин (метаболізм) живої клітини складається в основному із двох потоків реакцій - катаболічних і анаболічних.
Катаболічні шляхи (катаболізм) - це процеси деградації, дисиміляції. Сюди відносяться різні реакції розщеплення (гідроліз, фосфороліз) і окислювання. Великі органічні молекули розщеплюються до простих речовин з одночасним виділенням хімічної енергії, що міститься в них.
Енергія запасається організмом у формі АТФ і в ряді інших сполук, а потім використовується на процеси життєдіяльності Анаболічні шляхи (анаболізм) - процеси синтезу, асиміляції. При цьому з відносно простих молекул будуються складні органічні сполуки. Ці шляхи часто містять у собі відбудовні реакції й здійснюються з витратою енергії.
Тісний зв'язок між анаболізмом і катаболізмом проявляється на трьох рівнях.
1. На рівні джерел вуглецю: продукти катаболізму можуть
бути вихідними субстратами анаболічних реакцій.
2. На енергетичному рівні: у процесі катаболізму утворюються АТФ і інші високоенергетичні сполуки; анаболічні процеси протікають із їхнім споживанням.
3. На рівні відбудовних еквівалентів: реакції катаболізму є в основному окисними; процеси анаболізму, навпаки, є відбудовними.
У процесі метаболізму здійснюються чотири специфічні функції.
1. Витяг енергії з навколишнього середовища (або у формі енергії органічних речовин, або у формі енергії сонячного світла).
2. Перетворення екзогенних речовин в «будівельні блоки», тобто в попередники біополімерів.
3. Складання білків, нуклеїнових кислот, ліпідів, полісахаридів і інших клітинних компонентів із цих будівельних блоків.
4. Руйнування «застарілих» біомолекул, що вже виконали в клітині свої функції.
Найважливішою особливістю всіх біохімічних реакцій є їхня велика швидкість, обумовлена присутністю ферментів - біологічних каталізаторів. Ті ж реакції поза організмом при участі хімічних каталізаторів мають швидкість на кілька порядків менше.
Для метаболічних процесів характерні також ступінчастість і спряженість. Багато реакцій у клітині йдуть звичайно через ряд проміжних етапів, щаблів. Наприклад, окислювання вуглеводів (клітковина, крохмаль і т.д.) у процесі згоряння поза організмом протікає одноетапно — приєднується О2 і відразу утворюються кінцеві продукти окислювання СО2 і Н2О.
