Nezáleží na tom, čo práve robíte (napríklad čítanie tohto článku), pretože bunky vo vašom tele pracujú tvrdo, ako viete. Využívajú energiu uloženú v chemických väzbách na to, aby vykonali v tele prácu, ktorá je potrebná na to, aby ste boli nažive a funkční.
Všetky chemické reakcie, ktoré prebiehajú vo vašom tele, sa súhrnne označujú ako vaše metabolizmus. Tieto reakcie môžu byť spontánne alebo spontánne a môžu absorbovať energiu alebo ju uvoľniť.
Reakcie, ktoré si vyžadujú energiu, využívajú energiu, ktorú telu dávate pri jedle. Potraviny, ktoré konzumujete, sa rozkladajú v tele, takže máte energiu na rôzne bunkové procesy vrátane rastu a opravy.
Metabolická cesta sa môže pohybovať ktorýmkoľvek smerom: smerom k rozpadu molekúl alebo smerom k budovaniu molekúl.
Čo sú metabolické cesty?
Metabolické dráhy sú radom chemických reakcií, ktoré sú nejakým spôsobom spojené. V zásade môže byť produkt jednej reakcie reaktantom nasledujúcej.
Existujú dva typy metabolických ciest:
1. Katabolické: Katabolické dráhy štiepia molekuly a uvoľňujú energiu. Napríklad jedlo, ktoré konzumujete ako cukor alebo tuk, obsahuje energiu vo väzbách týchto makromolekúl. Keď sa komplexná molekula rozpadne na jednotlivé súčasti, energia, ktorá sa v týchto väzbách uložila, sa uvoľní a bunka ju môže použiť.
2. Anabolické: Anabolické dráhy vytvárajú molekuly z menších zložiek a vyžadujú prísun energie. Napríklad, keď vaše bunky potrebujú, aby vytvorili DNA, aby mohli replikovať proces budovania, je tento proces anabolický.
Katabolizmus: príklad
Jedným dôležitým príkladom katabolizmu je odbúravanie glukózy na výrobu energie. Veľmi všeobecná rovnica tohto veľmi zložitého procesu zahŕňa štiepenie glukózy (napríklad cukru v plátku koláča, ktorý ste mali ako dezert) na oxid uhličitý (čo vydychujete) a vodu:
Väčšina buniek vo vašom tele získava potrebnú energiu prostredníctvom energie, ktorá sa využije pri rozklade glukózy. The voľná energia uvoľnené týmto procesom (bunkové dýchanie) je ΔG ° = -2 880 kJ.
V bunke táto reakcia neprebieha naraz, ale skôr v sérii krokov pomocou použitia enzýmov. Veľká časť voľnej energie, ktorá sa pri tom uvoľňuje, sa používa na výrobu adenozíntrifosfátu alebo ATP. ATP je energetická „mena“ bunky. ATP sa používa na ukladanie energie, kým ju bunka nepotrebuje.
Keď bunka potrebuje ATP, môže na uvoľnenie 31 kJ energie použiť hydrolýzu ATP z ATP na ADP (adenozíndifosfát). To sa dá použiť na niečo v bunke. Napríklad spojenie alanínu a glycínu (dvoch aminokyselín) za vzniku dipeptidu vyžaduje 29 kJ voľnej energie. Nejde teda o spontánny proces.
Ak však enzým spája hydrolýzu ATP s tvorbou dipeptidu, môže sa reakcia uskutočniť spontánne, pretože zmena čistej voľnej energie je potom -2 kJ.
Anabolizmus: príklad
Odkiaľ beriete energiu? Odkiaľ pochádza glukóza? No, to pochádza z rastlín! Rastliny vyrábajú cukor procesom fotosyntézy. Rastliny využívajú ľahkú energiu na premenu oxidu uhličitého na cukor:
Táto reakcia je v podstate opakom bunkového dýchania. Rastliny časť tejto glukózy ukladajú a časť z nej môžu používať na výrobu vlastnej ATP. Keď budete jesť šalát, vaše telo nakoniec použije cukry v tejto potravine, aby ho nakoniec rozložilo a vytvorilo ATP.
