Nezáleží na tom, co právě děláte (například čtení tohoto článku), protože buňky ve vašem těle pracují tvrdě, než vědí. Využívají energii uloženou v chemických vazbách k tomu, aby dělali v těle práci, která je nutná k tomu, aby vás udržel při životě a funkčnosti.
Všechny chemické reakce, které probíhají uvnitř vašeho těla, se souhrnně označují jako vaše metabolismus. Tyto reakce mohou být spontánní nebo spontánní a mohou absorbovat energii nebo uvolnit energii.
Reakce, které vyžadují energii, využívají energii, kterou svému tělu dáváte při jídle. Potraviny, které jíte, se štěpí v těle, takže máte energii pro různé buněčné procesy, včetně růstu a opravy.
Metabolická dráha se může pohybovat oběma směry: k rozpadu molekul nebo k budování molekul.
Co jsou metabolické cesty?
Metabolické dráhy jsou řadou chemických reakcí, které jsou nějakým způsobem spojeny. V zásadě může být produkt jedné reakce reaktantem následující.
Existují dva typy metabolických cest:
1. Katabolické: Katabolické dráhy rozkládají molekuly a uvolňují energii. Například jídlo, které jíte jako cukr nebo tuk, obsahuje energii ve vazbách těchto makromolekul. Když se složitá molekula rozloží na její jednotlivé části, uvolní se energie, která byla v těchto vazbách uložena, a může ji buňka využít.
2. Anabolické: Anabolické dráhy vytvářejí molekuly z menších složek a vyžadují přísun energie. Například, když vaše buňky potřebují vytvořit DNA, aby mohly replikovat proces budování, je tento proces anabolický.
Katabolismus: příklad
Jedním důležitým příkladem katabolismu je rozklad glukózy na energii. Velmi obecná rovnice tohoto velmi složitého procesu zahrnuje rozklad glukózy (jako je cukr v plátku koláče, který jste měli jako dezert) na oxid uhličitý (co vydechujete) a vodu:
Většina buněk ve vašem těle získává energii, kterou potřebují, prostřednictvím energie, která je využívána při rozkladu glukózy. The energie zdarma uvolněné tímto procesem (buněčné dýchání) je ΔG ° = -2 880 kJ.
V buňce tato reakce neprobíhá najednou, ale spíše v sérii kroků pomocí použití enzymů. Velká část volné energie, která se při této cestě uvolňuje, se používá k výrobě adenosintrifosfátu neboli ATP. ATP je energetická „měna“ buňky. ATP se používá k ukládání energie, dokud ji buňka nepotřebuje.
Když buňka potřebuje ATP, může použít hydrolýzu ATP z ATP na ADP (adenosindifosfát) k uvolnění 31 kJ energie. Tímto způsobem lze v buňce něco udělat. Například spojení alaninu a glycinu (dvou aminokyselin) za vzniku dipeptidu vyžaduje 29 kJ volné energie. Nejedná se o spontánní proces.
Když však enzym spojí hydrolýzu ATP s tvorbou dipeptidu, může být reakce provedena spontánně, protože změna čisté volné energie je pak -2 kJ.
Anabolismus: Příklad
Odkud berete energii? Odkud pochází glukóza? No, pochází to z rostlin! Rostliny vyrábějí cukr procesem fotosyntézy. Rostliny používají světelnou energii k přeměně oxidu uhličitého na cukr:
Tato reakce je v podstatě opakem buněčného dýchání. Rostliny ukládají část této glukózy a mohou ji využít k vlastní výrobě ATP. Když budete jíst salát, vaše tělo nakonec použije cukry v tomto jídle, aby ho nakonec rozložilo a vytvořilo ATP.