Nije važno što trenutno radite (poput čitanja ovog članka) jer stanice u vašem tijelu rade naporno i rade više nego što znate. Oni koriste energiju pohranjenu u kemijskim vezama kako bi obavili posao u tijelu koji je potreban da biste ostali živi i funkcionalni.
Sve kemijske reakcije koje se odvijaju u vašem tijelu zajednički se nazivaju vašima metabolizam. Te reakcije mogu biti spontane ili ne spontane i mogu apsorbirati energiju ili oslobađati energiju.
Reakcije koje zahtijevaju energiju koriste energiju koju dajete tijelu kada jedete hranu. Hranu koju jedete tijelo razgrađuje tako da imate energije za razne stanične procese, uključujući rast i popravak.
Metabolički se put može kretati u bilo kojem smjeru: prema razgradnji molekula ili prema izgradnji molekula.
Što su metabolički putovi?
Metabolički putovi su niz kemijskih reakcija koje su na neki način povezane. U osnovi, produkt jedne reakcije može biti reaktant sljedeće.
Postoje dvije vrste metaboličkih putova:
1. Katabolički: Katabolički putovi razgrađuju molekule i oslobađaju energiju. Na primjer, hrana koju jedete kao šećer ili mast sadrži energiju u vezama ovih makromolekula. Kad se složena molekula razgradi na sastavne dijelove, energija koja je bila pohranjena u tim vezama oslobađa se i stanica je može koristiti.
2. Anabolički: Anabolički putovi grade molekule od manjih komponenata i zahtijevaju unos energije. Primjerice, kada vaše stanice trebaju stvoriti DNK kako bi replicirale proces izgradnje, pojedinac je taj proces anaboličan.
Katabolizam: primjer
Jedan važan primjer katabolizma je razgradnja glukoze radi stvaranja energije. Vrlo općenita jednadžba ovog vrlo složenog postupka uključuje razgradnju glukoze (poput šećera u kriški kolača koju ste imali za desert) na ugljični dioksid (ono što izdahnete) i vodu:
Većina stanica u vašem tijelu dobiva potrebnu energiju energijom koja se iskorištava razgradnjom glukoze. The slobodna energija oslobođena ovim postupkom (stanično disanje) je ΔG ° = -2.880 kJ.
U stanici se ova reakcija ne odvija odjednom, već u nizu koraka korištenjem enzima. Velik dio slobodne energije koja se oslobađa putem koristi se za stvaranje adenozin trifosfata ili ATP-a. ATP je energetska "valuta" stanice. ATP se koristi za pohranu energije dok stanica ne zatreba.
Kada stanici treba ATP, ona može koristiti hidrolizu ATP iz ATP u ADP (adenozin difosfat) kako bi oslobodila 31 kJ energije. To se može koristiti za nešto u ćeliji. Na primjer, za spajanje alanina i glicina (dvije aminokiseline) u dipeptid potrebno je 29 kJ slobodne energije. Kao takav, to nije spontani proces.
Međutim, kada enzim poveže hidrolizu ATP s tvorbom dipeptida, reakcija se može učiniti spontanom jer je neto promjena slobodne energije tada -2 kJ.
Anabolizam: primjer
Odakle crpiš energiju? Odakle dolazi glukoza? Pa, dolazi od biljaka! Biljke stvaraju šećer kroz proces fotosinteze. Biljke koriste svjetlosnu energiju za pretvaranje ugljičnog dioksida u šećer:
Ta je reakcija u osnovi suprotna staničnom disanju. Biljke pohranjuju dio ove glukoze i od nje mogu iskoristiti vlastiti ATP. Kad jedete salatu, vaše će tijelo na kraju upotrijebiti šećere u toj hrani da bi je konačno razgradilo i stvorilo ATP.