Metabolismoa: Bizi-funtzioen oinarria

Metabolismoa

Zelulen barneko erreakzio kimikoen multzoa, bizi-funtzioak burutzeko beharrezko materia eta energia lortzeko.

Metabolismoaren funtzioak

• Organismoek lortutako materia hazteko, garatzeko eta egiturak berritzeko erabiltzen dute.
• Energia substantzien lotura kimikoetan gordetzen da.

Metabolismoaren erreakzioak

Metabolismoaren barruko erreakzio kimikoak bide metabolikoetan gertatzen dira, eta bertan parte hartzen duten molekulak metabolitoak dira. Amaierako substantziak produktuak dira. Erreakzio hauek entzimek erregulatzen dituzte.

Katabolismoa

Molekula organiko konplexuak degradatu eta molekula sinpleagoak eratzen ditu. Prozesuan energia askatzen da, eta energia hori ATP nukleotidoaren fosfato muturretan gordetzen da.

• Degradazio-erreakzioak (molekula konplexuak sinpleetara degradatzen dira)
• Oxidazio-erreakzioak
• Energia askatzen dute
• Era askotako substratutatik abiatuta, ia beti produktu berberak eratzen dira; bidezidor metaboliko konbergenteen multzoa.

Anabolismoa

Biomolekula sinpleetatik molekula organiko konplexuak sintetizatzen ditu. Prozesu honek energia behar du, ATParen fosfato loturak etetetik lortzen dena.

• Sintesi-erreakzioak (molekula sinpleak molekula konplexuetara bihurtzen dira)
• Erredukzio-erreakzioak
• Energia behar dute
• Substratu gutxitatik abiatuta, era askotako produktuak eratzen dira; bidezidor metaboliko dibergenteen multzoa.

Metabolismo motak

• Fotoautotrofoa: Energia iturria argia da, eta C iturria CO2 ez-organikoa. Fotosintesia egiten dute (landareak, zianobakterioak, algak, bakterio batzuk).
• Fotoheterotrofoak: Energia iturria argia da, eta C iturria materia organikoa. Fotosintesiaren argitako fasea bakarrik egiten dute (bakterio batzuk).
• Kimioautotrofoa: Energia iturria energia kimikoa da, eta C iturria CO2 ez-organikoa. Kimiosintesia egiten dute (bakterio nitrifikatzaile eta nitrogeno finkatzaileak).
• Kimioheterotrofoa: Energia iturria energia kimikoa da, eta C iturria materia organikoa (animaliak, onddoak, protozooak, bakterioak).

ATP molekulak energia gorde eta eman egiten du

Adenosina trifosfatoa (ATP) nukleotido bat da, energia hartu eta eman dezakeena, lotura fosforikoei esker.

Hidrolizatzean, loturak eten eta hauek eratzen dira: adenosina difosfatoa (ADP), molekula bat azido fosforiko (H3PO4 edo Pi) eta energia. ATP + H2O → ADP + Pi + energia

ADPa ere hidroliza daiteke, energia askatuz: adenosina monofosfatoa (AMP) eta molekula bat azido fosforiko. ADP + H2O → AMP + Pi + energia

ATPa zelularen "txanpon energetikoa" da, berehala erabiltzeko energia duelako. Berehala behar ez bada, gordetzeko beste biomolekulak erabiltzen dira (almidoia, glukogenoa, triglizeridoak).

Entzimak erreakzio metabolikoen katalizatzaileak

Ezaugarriak

• Proteina globularrak dira.
• Organismoen barneko likidoetan ederki barreiatzen dira.
• Erreakzioak bizkortzen dituzte; beraz, biokatalizatzaileak dira.
• Ez dira suntsitzen erreakzioak dirauen bitartean.
• Izaki bizidunaren tenperaturan eta pH-an jarduten dute.
• Masa molekular handia dute, eta uretan sakabanagarriak dira.
• Espezifikotasun handia dute, bai zer substratu motatan eragin, bai zer erreakzio mota katalizatu hautatzerakoan.

Koentzimak

Entzimaren zati proteinikoari (apoentzima) lotura ahulen bidez lotzen dira. Koentzima-apoentzima elkarketa aldi baterakoa da. Koentzimak ez dira apoentzima mota bakar baterako espezifikoak. Koentzima aldatu daiteke, baina apoentzima, aldiz, aldatu egiten da, atomoak hartu edo galduz erreakzioan.

Entzimen gune aktiboa

Substratua entzimari lotzen zaio, eta entzima-substratu konplexua (ES) eratzen da. Substratuari lotzen zaion entzimaren zatiari gune aktibo esaten zaio. Gune aktiboko aminoazidoek, substratuarekiko afinitate kimikoa dutenez, erakarri egiten dute substratua, eta haien artean lotura ahulak eratzen dira.

Entzimen espezifikotasuna

Entzimaren eta substratuaren artean espezifikotasun handia dago.

• Osagarritasunaren eredua: Giltza eta sarraila bezala, elkarren osagarri dira substratua eta entzima.
• Ahokatze induzituaren eredua: Entzimak forma aldatzen du, substratura egokitzeko.
• Bostekoa ematearen eredua: Entzimak eta substratuak, biek aldatzen dute forma, bata bestera egokitzeko.

Entzimen aktibitatea

Entzima eta substratua lotura ahulen bidez elkartzen dira, eta entzima-substratu konplexua (ES) eratzen dute; konplexu horretan, substratuaren barne-loturak ahulduta daude. Gero, konplexu aktibatua eratzen da; hau da, entzima-substratu konplexuaren trantsizio-egoera. Substratuaren eraldaketa amaitutakoan, entzima-produktu konplexu (EP) bihurtzen da, eta, azkenik, produktua (P) askatu egiten da. Entzima aske geratzen da, berriro substratuari lotzeko.

Entzimen inhibizioa

Inhibitzaile entzimatikoak entzima baten aktibitatea moteltzen edo erabat galarazten duten substantziak dira. Medikamentu batzuk inhibitzaile entzimatikoak dira. Penizilinak, adibidez, infekzio bakterianoei aurre egiteko balio du, bakterio-paretaren sintesia erregulatzen duten entzimak inhibituz. Inhibizioa, batzuetan, itzulezina da: inhibitzailea iraunkorki lotzen da entzimaren gune aktibora, eta betiko erabilezin bihurtzen du hura. Beste batzuetan, aldiz, substantzia inhibitzailea deuseztatu ondoren, entzimak aktibitatea berreskuratzen du; horrelakoak inhibizio itzulgarriak dira. Inhibizio itzulgarrien artean zenbait mota bereizten dira.