Types de routes métaboliques et routes principales

Ongle Voie métabolique C'est un ensemble de réactions chimiques, catalysées par des enzymes. Dans ce processus, une molécule X est transformée en molécule et, à travers des métabolites intermédiaires. Les routes métaboliques ont lieu dans l'environnement cellulaire.

En dehors de la cellule, ces réactions prendraient trop de temps, et certains peuvent ne pas se produire. Par conséquent, chaque étape nécessite la présence de protéines de catalyseur appelées enzymes. Le rôle de ces molécules est d'accélérer la vitesse de chaque réaction dans la route dans plusieurs ordres de grandeur.

Principales voies métaboliques
Source: Chakazul (parler · contribs) [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], via Wikimedia Commons.

Physiologiquement, les routes métaboliques sont liées les unes aux autres. C'est-à-dire qu'ils ne sont pas isolés à l'intérieur de la cellule. Bon nombre des itinéraires les plus importants partagent des métabolites en commun.

Par conséquent, l'ensemble de toutes les réactions chimiques qui se produisent dans les cellules est appelée métabolisme. Chaque cellule est caractérisée par l'affichage d'une performance métabolique spécifique, qui est définie par la teneur en enzyme à l'intérieur, qui à son tour est génétiquement déterminée.

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Caractéristiques générales des routes métaboliques

Dans l'environnement cellulaire, un grand nombre de réactions chimiques se produisent. L'ensemble de ces réactions est le métabolisme, et la principale fonction de ce processus est de maintenir l'homéostasie de l'organisme dans des conditions normales, et également dans des conditions de stress.

Ainsi, il doit y avoir un équilibre des flux de ces métabolites. Parmi les principales caractéristiques des routes métaboliques, nous avons ce qui suit:

Les réactions sont catalysées par des enzymes

Réaction catallée par les enzymes de cycloxygénase (Source: Pancrat [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)] via Wikimedia Commons)

Les protagonistes des routes métaboliques sont des enzymes. Ils sont responsables de l'intégration et de l'analyse des informations sur l'état métabolique et sont en mesure de moduler leur activité en fonction des exigences cellulaires du moment.

Le métabolisme est régulé par les hormones

Le métabolisme est dirigé par une série d'hormones, qui sont capables de coordonner les réactions métaboliques, compte tenu des besoins et des performances de l'organisme.

Compartimentation

Il y a une compartimentation des routes métaboliques. Autrement dit, chaque itinéraire se déroule dans un compartiment subcellulaire spécifique, appelez le cytoplasma, les mitochondries, entre autres. D'autres itinéraires peuvent se produire simultanément dans plusieurs compartiments.

La compartimentation des routes aide à la régulation des routes anaboliques et cataboliques (voir plus tard).

Coordination du flux métabolique

La coordination du métabolisme est obtenue par stabilité de l'activité des enzymes impliquées. Il est nécessaire de souligner que les routes anaboliques et leurs homologues cataboliques ne sont pas totalement indépendants. En revanche, ils sont coordonnés.

Il y a des points enzymatiques clés dans les routes métaboliques. Avec la vitesse de conversion de ces enzymes, l'ensemble du flux de l'itinéraire est régulé.

Types de routes métaboliques

En biochimie, trois types de routes métaboliques principales se distinguent. Cette division est effectuée selon les critères bioénergétiques: voies cataboliques, anaboliques et amphiboliques.

Routes cataboliques

Les routes cataboliques comprennent les réactions de dégradation oxydative. Ils sont effectués dans le but d'obtenir de l'énergie et de réduire la puissance, qui sera ensuite utilisée par la cellule dans d'autres réactions.

La plupart des molécules organiques ne sont pas synthétisées par le corps. En revanche, nous devons le consommer à travers la nourriture. Dans les réactions cataboliques, ces molécules sont dégradées dans les monomères qui les composent, qui peuvent être utilisés par les cellules.

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Routes anabolisantes

Les routes anaboliques comprennent les réactions chimiques de la synthèse, prenant des molécules petites et simples et les transformant en éléments plus grands et plus complexes.

Pour que ces réactions se produisent, il est nécessaire qu'il y ait de l'énergie disponible. D'où vient cette énergie? Des routes cataboliques, principalement sous la forme d'ATP.

De cette façon, les métabolites produits par les voies cataboliques (qui sont appelées «pool de métabolites») peuvent être utilisées dans les voies anaboliques afin de synthétiser des molécules plus complexes dont l'organisme a besoin à l'époque.

Parmi ce pool de métabolites, il existe trois molécules clés du processus: le pyruvate, l'acétyl coenzyme A et le glycérol. Ces métabolites sont responsables de la connexion du métabolisme de différentes biomolécules, telles que les lipides, les glucides, entre autres.

Itinéraires amphiboliques

Un itinéraire amphibolique fonctionne comme une voie anabolique ou catabolique. C'est-à-dire que c'est un itinéraire mixte.

La route amphibolique la plus connue est le cycle de Krebs. Cette voie a un rôle fondamental dans la dégradation des glucides, des lipides et des acides aminés. Cependant, il participe également à la production de précurseurs pour les routes de synthèse.

Par exemple, les métabolites du cycle de Krebs sont les précurseurs de la moitié des acides aminés qui sont utilisés pour construire des protéines.

Principales voies métaboliques

Dans toutes les cellules qui font partie des êtres vivants, une série de voies métaboliques est réalisée. Certains d'entre eux sont partagés par la plupart des organismes.

Ces voies métaboliques comprennent la synthèse, la dégradation et la conversion des métabolites cruciaux à vie. Ce processus est connu sous le nom de métabolisme intermédiaire.

Les cellules ont définitivement besoin d'avoir des composés organiques et inorganiques, ainsi que l'énergie chimique, qui est principalement obtenue à partir de la molécule ATP.

L'ATP (adénosine tryposphate) est la forme de stockage d'énergie la plus importante de toutes les cellules. Et les investissements énergétiques et énergétiques des routes métaboliques s'expriment généralement en termes de molécules ATP.

Les itinéraires les plus importants qui sont présents dans la grande majorité des organismes vivants seront discutés ci-dessous.

Glycolyse ou glycolyse

Figure 1: glycolyse vs guconogenèse. Réactions et enzymes impliquées.

La glycolyse est une voie qui implique une dégradation du glucose à deux molécules d'acide pyruvique, obtenant deux molécules d'ATP comme gain net. Il est présent pratiquement dans tous les organismes vivants et est considéré comme un moyen rapide d'obtenir l'énergie.

En général, il est généralement divisé en deux étapes. Le premier implique le passage de la molécule de glucose dans deux de glycéraldéhyde, investissant deux molécules ATP. Dans la deuxième phase, des composés à haute énergie sont générés, et 4 molécules ATP et 2 pyruvats sont obtenues sous forme de produits finaux.

L'itinéraire peut se poursuivre de deux manières différentes. S'il y a de l'oxygène, les molécules terminent leur oxydation dans la chaîne respiratoire. Ou, en l'absence de cela, la fermentation se produit.

Gluconéogenèse

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La gluconéogenèse est un chemin est la synthèse du glucose, en commençant par des acides aminés (à l'exception de la leucine et de la lysine), du lactate, du glycérol ou de l'un des intermédiaires du cycle de Krebs.

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Le glucose est un substrat indispensable pour certains tissus, comme le cerveau, les érythrocytes et les muscles. La contribution du glucose peut être obtenue par des réserves de glycogène.

Cependant, lorsqu'ils sont épuisés, le corps doit commencer la synthèse du glucose pour répondre aux exigences des tissus - fondamentalement le tissu nerveux.

Cette voie se produit principalement dans le foie. Il est vital car, dans des situations à jeun, le corps peut continuer à obtenir du glucose.

L'activation ou non de l'itinéraire est liée à la nourriture de l'organisme. Les animaux qui consomment des régimes élevés en glucides ont des taux de gluconéogénies faibles, tandis que les mauvais régimes de glucose nécessitent une activité significative significative.

Cycle de glioxylate

Pris et édité à partir de: Le versement d'origine était Adénosine à l'anglais Wikipedia. / Cc by-sa (https: // creveVecommons.Org / licences / by-sa / 2.5)

Ce cycle est unique aux plantes et à certains types de bactéries. Cette route réalise la transformation des unités d'acétyle, deux carbones, en quatre unités de carbone - connues sous le nom de succinate. Ce dernier composé peut produire de l'énergie et peut également être utilisé pour la synthèse du glucose.

Chez l'homme, par exemple, il serait impossible de subsister uniquement avec de l'acétate. Dans notre métabolisme, l'acétyl coenzyme A ne peut pas devenir un pyruvate, qui est un précurseur de la voie gluconéogène, car la réaction de l'enzyme pyruvate déshydrogénase est irréversible est irréversible.

La logique biochimique du cycle est similaire à celle du cycle de l'acide citrique, à l'exception des deux étapes de disque. Il se produit dans des organites très spécifiques de plantes appelées glioxisomes, et est particulièrement important dans les graines de certaines plantes telles que les tournesols.

Cycle krebs

Cycle d'acide tricarboxylique (cycle Krebs). Pris et édité à partir de: Narayanais, Wikiuserpedia, Yassinemrabet, Totobaggins (traduit en espagnol par Alejandro Porto) [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)].

C'est l'une des routes considérées comme centrales dans le métabolisme des êtres organiques, car il unifie le métabolisme des molécules les plus importantes, y compris les protéines, les graisses et les glucides.

C'est un composant de la respiration cellulaire et vise à libérer l'énergie stockée dans le coenzyme acétyle A - le principal précurseur du cycle de Krebs. Il est formé par dix étapes enzymatiques et, comme nous l'avons mentionné, le cycle fonctionne à la fois sur des routes anaboliques et en catabolique.

Dans les organismes eucaryotes, le cycle se déroule dans la matrice des mitochondries. Dans les procaryotes - qui manquent de véritables compartiments subcellulaires - le cycle est effectué dans la région cytoplasmique.

Chaîne de convoyeur électronique

Utilisateur: Rozzychan / CC By-SA (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 2.5)

La chaîne de convoyeur électronique est formée par une série de porteurs ancrés dans une membrane. La chaîne vise à générer de l'énergie sous forme d'ATP.

Les chaînes sont capables de créer un gradient électrochimique grâce au flux d'électrons, un processus crucial pour la synthèse énergétique.

Synthèse d'acides gras

Les acides gras sont des molécules qui jouent des articles très importants dans les cellules, se trouvent principalement comme une composante structurelle de toutes les membranes biologiques. Pour cette raison, la synthèse des acides gras est indispensable.

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L'ensemble du processus de synthèse se produit dans le cytosol de la cellule. La molécule centrale du processus est appelée coenzyme malonyl. Il est chargé de fournir des atomes qui formeront le squelette de carbone d'acide gras en formation.

Oxydation bêta des acides gras

L'oxydation bêta est un processus de dégradation des acides gras. Ceci est réalisé par quatre étapes: oxydation par mode, hydratation, oxydation par NAD + et Tiólysis. Auparavant, l'acide gras doit être activé en intégrant la coenzyme à.

Le produit des réactions susmentionnées est des unités formées par une paire de carbones sous forme de coenzyme acétyle pour. Cette molécule peut entrer dans le cycle de Krebs.

La performance énergétique de cette route dépend de la longueur de la chaîne d'acides gras. Pour l'acide palmitique, par exemple, qui a 16 carbones, le rendement net est de 106 molécules ATP.

Cette route se déroule dans les mitochondries des eucaryotes. Il existe également une autre voie alternative dans un compartiment appelé peroxysome.

Comme la plupart des acides gras sont situés dans le cytosol cellulaire, ils doivent être transportés dans le compartiment où ils seront oxydés. Le transport dépend de Cardinita et permet à ces molécules d'entrer dans les mitochondries.

Métabolisme des nucléotides

La synthèse des nucléotides est un événement clé dans le métabolisme cellulaire, car ce sont les précurseurs des molécules qui font partie du matériau génétique, ADN et ARN, et de molécules d'énergie importantes, telles que l'ATP et le GTP.

Les précurseurs de la synthèse des nucléotides comprennent différents acides aminés, le phosphate de ribosa 5, le dioxyde de carbone et le NH₃. Les voies de récupération sont responsables du recyclage des bases libres et des nucléosides libérés de la rupture des acides nucléiques.

La formation de l'anneau de purine a lieu à partir du phosphate ribose 5, devient un noyau purine et enfin le nucléotide est obtenu.

Le cycle de pyrimidine est synthétisé sous forme d'acide orotique. Suivi de l'union au 5 ribose phosphate, il devient des nucléotides pyrimidines.

Fermentation

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Les fermentations sont des processus métaboliques indépendants d'oxygène. Ils sont de type catabolique et le produit final du processus est un métabolite qui a encore un potentiel d'oxydation. Il existe différents types de fermentations, mais dans notre corps fermentation lactique.

La fermentation lactique se déroule dans le cytoplasme cellulaire. Il se compose d'une dégradation partielle du glucose afin d'obtenir une énergie métabolique. En tant que déchet, l'acide lactique se produit.

Après une séance intense d'exercices anaérobies, le muscle ne se trouve pas avec des concentrations adéquates d'oxygène et une fermentation lactique se produit.

Certaines cellules du corps sont obligées de fermenter, car elles manquent de mitochondries, comme c'est le cas avec les globules rouges.

Dans l'industrie, les processus de fermentation sont utilisés avec une fréquence élevée, pour produire une série de produits de consommation humaine, tels que le pain, les boissons alcoolisées, le yaourt, entre autres.

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