Główna różnica – anabolizm vs katabolizm

Anabolizm i katabolizm to zestawy procesów metabolicznych, które są wspólnie określane jako metabolizm. Anabolizm to zespół reakcji zaangażowanych w syntezę złożonych cząsteczek, począwszy od małych cząsteczek znajdujących się w organizmie. Katabolizm to zestaw reakcji zaangażowanych w rozkład złożonych cząsteczek, takich jak białka, glikogen i triglicerydy, na proste cząsteczki lub monomery, takie jak odpowiednio aminokwasy, glukoza i kwasy tłuszczowe. ten główna różnica między anabolizmem a katabolizmem jest to, że anabolizm to proces konstruktywny, a katabolizm to proces destrukcyjny.

Ten artykuł wyjaśnia,

1. Co to jest anabolizm – Definicja, procesy, etapy, funkcja 2. Co to jest katabolizm? – Definicja, procesy, etapy, funkcja 3. Jaka jest różnica między anabolizmem a katabolizmem?

Czym jest anabolizm

Zespół reakcji, w których syntetyzuje się złożone molekuły, zaczynając od małych molekuł, nazywany jest anabolizmem. Zatem anabolizm jest procesem konstruktywnym. Reakcje anaboliczne wymagają energii w postaci ATP. Są uważane za procesy endergoniczne. Synteza złożonych cząsteczek stopniowo buduje tkanki i narządy. Te złożone cząsteczki są niezbędne do wzrostu, rozwoju i różnicowania komórek. Zwiększają masę mięśniową i mineralizują kości. W proces anabolizmu zaangażowanych jest wiele hormonów, takich jak insulina, hormon wzrostu i sterydy.

W anabolizm zaangażowane są trzy etapy. W pierwszym etapie powstają prekursory, takie jak monosacharydy, nukleotydy, aminokwasy i izoprenoidy. Po drugie, prekursory te są aktywowane za pomocą ATP do postaci aktywnej. Po trzecie, te reaktywne formy są składane w złożone cząsteczki, takie jak polisacharydy, kwasy nukleinowe, polipeptydy i lipidy.

Organizmy można podzielić na dwie grupy w zależności od ich zdolności do syntezy złożonych cząsteczek z prostych prekursorów. Niektóre organizmy, takie jak rośliny, mogą syntetyzować złożone cząsteczki w komórce, zaczynając od pojedynczego prekursora węgla, takiego jak dwutlenek węgla. Są znane jako autotrofy. Heterotrofy wykorzystują średnio złożone cząsteczki, takie jak monosacharydy i aminokwasy, do syntezy odpowiednio polisacharydów i polipeptydów. Z drugiej strony, w zależności od źródła energii, organizmy można podzielić na dwie grupy jako fototrofy i chemotrofy. Fototrofy pozyskują energię ze światła słonecznego, a chemotrofy z utleniania związków nieorganicznych.

Wiązanie węgla z dwutlenku węgla osiąga się przez fotosyntezę lub chemosyntezę. W roślinach fotosynteza zachodzi poprzez reakcję świetlną i cykl Calvina. Podczas fotosyntezy wytwarzany jest 3-fosforan glicerynowy, hydrolizujący ATP. 3-fosforan glicerynowy jest później przekształcany w glukozę na drodze glukoneogenezy. Enzym glikozylotransferaza polimeryzuje monosacharydy w celu wytworzenia monosacharydów i glikanów. Przegląd fotosyntezy pokazano na rycinie 1.

Rysunek 1: Fotosynteza

Podczas syntezy kwasów tłuszczowych acetylo-CoA ulega polimeryzacji, tworząc kwasy tłuszczowe. Izoprenoidy i terpeny to duże lipidy syntetyzowane przez polimeryzację jednostek izoprenowych podczas szlaku mewalonianu. Podczas syntezy aminokwasów niektóre organizmy są zdolne do syntezy niezbędnych aminokwasów. Aminokwasy są polimeryzowane w polipeptydy podczas biosyntezy białek. Szlaki de novo i ratownicze są zaangażowane w syntezę nukleotydów, które mogą być następnie polimeryzowane w celu wytworzenia polinukleotydów podczas syntezy DNA.

Czym jest katabolizm

Zespół reakcji, które rozkładają złożone cząsteczki na małe jednostki, znany jest jako katabolizm. Katabolizm jest więc procesem destrukcyjnym. Reakcje kataboliczne uwalniają energię w postaci ATP oraz ciepła. Są uważane za procesy egzergiczne. Małe jednostki molekuł powstające w katabolizmie mogą być używane albo jako prekursory w innych reakcjach anabolicznych, albo do uwalniania energii poprzez utlenianie. Tak więc uważa się, że reakcje kataboliczne wytwarzają energię chemiczną wymaganą przez reakcje anaboliczne. Niektóre odpady komórkowe, takie jak mocznik, amoniak, kwas mlekowy, kwas octowy i dwutlenek węgla, również powstają podczas katabolizmu. W katabolizm zaangażowanych jest wiele hormonów, takich jak glukagon, adrenalina i kortyzol.

W zależności od wykorzystania związków organicznych jako źródła węgla lub donora elektronów, organizmy klasyfikuje się odpowiednio jako heterotrofy i organotrofy. Heterotrofy rozkładają monosacharydy, takie jak pośrednie złożone cząsteczki organiczne, aby wytworzyć energię dla procesów komórkowych. Organotrofy rozkładają cząsteczki organiczne w celu wytworzenia elektronów, które mogą być wykorzystane w ich łańcuchu transportu elektronów, generując energię ATP.

Makrocząsteczki, takie jak skrobia, tłuszcze i białka z diety, są wchłaniane i rozkładane na małe jednostki, takie jak odpowiednio monosacharydy, kwasy tłuszczowe i aminokwasy podczas trawienia przez enzymy trawienne. Monosacharydy są następnie wykorzystywane w glikolizie do produkcji acetylo-CoA. Ten acetylo-CoA jest używany w cyklu kwasu cytrynowego. ATP powstaje w wyniku fosforylacji oksydacyjnej. Kwasy tłuszczowe są wykorzystywane do produkcji acetylo-CoA poprzez utlenianie beta. Aminokwasy są ponownie wykorzystywane w syntezie białek lub utleniane do mocznika w cyklu mocznikowym. Proces oddychania komórkowego, obejmujący glikolizę, cykl kwasu cytrynowego i fosforylację oksydacyjną przedstawiono na rycinie 2.

Rysunek 2: Oddychanie komórkowe

Różnica między anabolizmem a katabolizmem

Definicja

Anabolizm: Anabolizm to proces metaboliczny, w którym proste substancje są syntetyzowane w złożone cząsteczki.

Katabolizm: Katabolizm to proces metaboliczny, który rozkłada duże cząsteczki na mniejsze.

Rola w metabolizmie

Anabolizm: Anabolizm to konstruktywna faza metabolizmu.

Katabolizm: Katabolizm to destrukcyjna faza metabolizmu.

Zapotrzebowanie na energię

Anabolizm: Anabolizm wymaga energii ATP.

Katabolizm: Katabolizm uwalnia energię ATP.

Ciepło

Anabolizm: Anabolizm to reakcja endergoniczna.

Katabolizm: Katabolizm jest reakcją egzergiczną.

Hormony

Anabolizm: Estrogen, testosteron, hormon wzrostu, insulina itp. biorą udział w anabolizmie.

Katabolizm: W katabolizm biorą udział adrenalina, kortyzol, glukagon, cytokiny itp.

Wykorzystanie tlenu

Anabolizm: Anabolizm jest beztlenowy; nie wykorzystuje tlenu.

Katabolizm: Katabolizm jest tlenowy; wykorzystuje tlen.

Wpływ na ciało

Anabolizm: Anabolizm zwiększa masę mięśniową. Formuje, naprawia i wyposaża tkanki.

Katabolizm: Katabolizm spala tłuszcz i kalorie. Zużywa przechowywaną żywność w celu wytworzenia energii.

Funkcjonalność

Anabolizm: Anabolizm jest funkcjonalny podczas odpoczynku lub snu.

Katabolizm: Katabolizm jest funkcjonalny w czynnościach ciała.

Konwersja energii

Anabolizm: Energia kinetyczna jest przekształcana w energię potencjalną podczas anabolizmu.

Katabolizm: Energia potencjalna jest przekształcana w energię kinetyczną podczas katabolizmu.

Procesy

Anabolizm: Anabolizm zachodzi podczas fotosyntezy w roślinach, syntezy białek, syntezy glikogenu i asymilacji u zwierząt.

Katabolizm: Katabolizm występuje podczas oddychania komórkowego, trawienia i wydalania.

Przykłady

Anabolizm: Synteza polipeptydów z aminokwasów, glikogenu z glukozy i trójglicerydów z kwasów tłuszczowych to przykłady procesów anabolicznych.

Katabolizm: Rozkład białek na aminokwasy, glikogenu na glukozę i trójglicerydów na kwasy tłuszczowe to przykłady procesów katabolicznych.

Wniosek

Anabolizm i katabolizm można łącznie nazwać metabolizmem. Anabolizm to konstruktywny proces wykorzystujący energię w postaci ATP. Występuje podczas procesów takich jak fotosynteza, synteza białek, synteza glikogenu. Anabolizm magazynuje energię potencjalną w organizmie, zwiększając masę ciała. Katabolizm to destrukcyjny proces, który uwalnia ATP, który może być wykorzystany podczas anabolizmu. Spala zmagazynowane złożone cząsteczki, zmniejszając masę ciała. Główną różnicą między anabolizmem a katabolizmem jest rodzaj reakcji zachodzących w tych dwóch procesach.

Referencje:1. "Metabolizm." Wikipedia. Fundacja Wikimedia, 12.03.2017. Sieć. 16 marca 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:1. „Prosty przegląd fotosyntezy” Daniel Mayer (mav) – oryginalna wersja imageVector autorstwa Yerpo – Praca własna (GFDL) przez Commons Wikimedia2. „2503 Cellular Respiration” OpenStax College — strona internetowa dotycząca anatomii i fizjologii firmy Connexions. 19 czerwca 2013 r. (CC BY 3.0) przez Commons Wikimedia