Metabolizm białek i aminokwasów

Metabolizm białek i aminokwasów jest kluczowy dla wielu procesów życiowych. Aminokwasy dzielą się na endogenne (wytwarzane samodzielnie przez organizm) i egzogenne (pobierane z pokarmem).

Anabolizm aminokwasów i białek obejmuje:

1. Syntezę aminokwasów z związków pośrednich podstawowych szlaków metabolicznych, takich jak cykl Krebsa lub glikoliza.
2. Syntezę białek na rybosomach zgodnie z informacją zawartą w DNA i mRNA.

Katabolizm białek i aminokwasów u zwierząt zachodzi głównie w wątrobie, szczególnie w warunkach długotrwałego głodu. Proces ten obejmuje:

1. Hydrolizę białek do aminokwasów przez proteazy.
2. Deaminację aminokwasów, prowadzącą do powstania amoniaku i ketokwasów.
3. Przekształcenie ketokwasów do związków pośrednich oddychania komórkowego.
4. Przyłączenie amoniaku do glutaminianu (tworząc glutaminę) lub do pirogronianu (tworząc alaninę).

Highlight: Amoniak, będący produktem ubocznym katabolizmu aminokwasów, jest toksyczny dla organizmu i musi być szybko przekształcany w mniej szkodliwy mocznik.

Transport amoniaku i cykl mocznikowy są kluczowe dla detoksykacji organizmu. Proces ten obejmuje:

1. Deaminację aminokwasów i przyłączenie jonów amonowych do glutaminianu lub pirogronianu.
2. Transport tych związków do wątroby.
3. Odłączenie jonów amonowych w komórkach wątroby i ich transport do matrix mitochondrium.
4. Reakcję jonów amonowych z dwutlenkiem węgla, tworząc karbamoilofosforan.
5. Serię reakcji w cyklu mocznikowym, prowadzących do powstania mocznika.

Przykład: Cykl mocznikowy jest szczególnie ważny u organizmów lądowych, które muszą oszczędzać wodę. Mocznik, będąc mniej toksycznym i bardziej skoncentrowanym niż amoniak, pozwala na wydalanie azotu przy minimalnej utracie wody.

Metabolizm tłuszczów

Metabolizm tłuszczów w organizmie odgrywa kluczową rolę w gospodarce energetycznej. Głównym składnikiem tłuszczów są triglicerydy, przechowywane w komórkach tkanki tłuszczowej zwanych adipocytami.

Lipoliza triglicerydów prowadzi do uwolnienia glicerolu i kwasów tłuszczowych. Glicerol jest transportowany do wątroby, gdzie przekształca się w pirogronian, a następnie w glukozę. Kwasy tłuszczowe są przenoszone do mitochondriów, gdzie podlegają procesowi beta-oksydacji.

Definicja: Beta oksydacja kwasów tłuszczowych to proces, w którym kwasy tłuszczowe są rozkładane na mniejsze jednostki, dostarczając energii komórkom.

Przebieg beta-oksydacji na przykładzie kwasu palmitynowego obejmuje następujące etapy:

1. Transport kwasu tłuszczowego do mitochondrium i jego aktywacja przez przyłączenie CoA.
2. Utlenienie palmitoilo-CoA przez FAD i NAD, prowadzące do powstania FADH₂ i NADH.
3. Przyłączenie cząsteczki acetylo-CoA do skróconej o dwa atomy węgla cząsteczki kwasu tłuszczowego.
4. Powtarzanie procesu aż do całkowitego rozkładu cząsteczki.

Highlight: Zysk energetyczny z beta-oksydacji kwasu palmitynowego wynosi około 106 cząsteczek ATP, co czyni ten proces niezwykle wydajnym źródłem energii.

Anabolizm tłuszczów zachodzi w cytozolu adipocytów. Kwasy tłuszczowe powstają z cząsteczek acetylo-CoA poprzez dekarboksylację pirogronianu. Proces ten obejmuje łączenie acetylo-CoA i malonylo-CoA z syntazą kwasów tłuszczowych, a następnie stopniowe wydłużanie łańcucha węglowego aż do utworzenia kwasu palmitynowego.

Vocabulary: Lipogeneza to proces syntezy tłuszczów w organizmie, który jest przeciwieństwem lipolizy.