Главное отличие - анаболизм против катаболизма

Анаболизм и катаболизм - это совокупность метаболических процессов, которые вместе идентифицируются как метаболизм. Анаболизм - это набор реакций, участвующих в синтезе сложных молекул, начиная с небольших молекул внутри тела. Катаболизм - это набор реакций, участвующих в расщеплении сложных молекул, таких как белки, гликоген и триглицериды, на простые молекулы или мономеры, такие как аминокислоты, глюкоза и жирные кислоты соответственно. В главное отличие между анаболизмом и катаболизмом заключается в том, что анаболизм - это конструктивный процесс, а катаболизм - это деструктивный процесс.

В этой статье объясняется,

1. Что такое анаболизм - Определение, процессы, этапы, функции 2. Что такое катаболизм - Определение, процессы, этапы, функции 3. В чем разница между анаболизмом и катаболизмом?

Что такое анаболизм

Набор реакций, при которых синтезируются сложные молекулы, начиная с небольших молекул, известен как анаболизм. Таким образом, анаболизм - это конструктивный процесс. Анаболические реакции требуют энергии в виде АТФ. Они считаются эндергоническими процессами. При синтезе сложных молекул ткани и органы строятся поэтапно. Эти сложные молекулы необходимы для роста, развития и дифференциации клеток. Они увеличивают мышечную массу и минерализуют кости. Многие гормоны, такие как инсулин, гормон роста и стероиды, участвуют в процессе анаболизма.

В анаболизм вовлечены три стадии. На первом этапе производятся такие предшественники, как моносахариды, нуклеотиды, аминокислоты и изопреноиды. Во-вторых, эти предшественники активируются с помощью АТФ в активную форму. В-третьих, эти реактивные формы собраны в сложные молекулы, такие как полисахариды, нуклеиновые кислоты, полипептиды и липиды.

Организмы можно разделить на две группы в зависимости от их способности синтезировать сложные молекулы из простых предшественников. Некоторые организмы, такие как растения, могут синтезировать сложные молекулы в клетке, начиная с одного предшественника углерода, такого как диоксид углерода. Их называют автотрофами. Гетеротрофы используют промежуточно сложные молекулы, такие как моносахариды и аминокислоты, для синтеза полисахаридов и полипептидов соответственно. С другой стороны, в зависимости от источника энергии организмы можно разделить на две группы: фототрофы и хемотрофы. Фототрофы получают энергию от солнечного света, а хемотрофы получают энергию от окисления неорганических соединений.

Фиксация углерода из углекислого газа достигается либо фотосинтезом, либо хемосинтезом. У растений фотосинтез происходит через световую реакцию и цикл Кальвина. Во время фотосинтеза образуется глицерат-3-фосфат, гидролизующий АТФ. Глицерат-3-фосфат позже превращается в глюкозу в результате глюконеогенеза. Фермент гликозилтрансфераза полимеризует моносахариды с образованием моносахаридов и гликанов. Обзор фотосинтеза показан на рисунке 1.

Рисунок 1: Фотосинтез

Во время синтеза жирных кислот ацетил-КоА полимеризуется с образованием жирных кислот. Изопреноиды и терпены - это большие липиды, синтезируемые полимеризацией изопреновых звеньев во время мевалонатного пути. Во время синтеза аминокислот некоторые организмы способны синтезировать незаменимые аминокислоты. Аминокислоты полимеризуются в полипептиды во время биосинтеза белка. Пути de novo и пути восстановления участвуют в синтезе нуклеотидов, которые затем могут быть полимеризованы с образованием полинуклеотидов во время синтеза ДНК.

Что такое катаболизм

Набор реакций, которые расщепляют сложные молекулы на небольшие единицы, известен как катаболизм. Таким образом, катаболизм - это деструктивный процесс. Катаболические реакции высвобождают энергию в форме АТФ, а также тепло. Их считают экзэргоническими процессами. Небольшие единицы молекул, образующиеся при катаболизме, могут использоваться либо в качестве предшественников в других анаболических реакциях, либо для высвобождения энергии путем окисления. Таким образом, считается, что катаболические реакции производят химическую энергию, необходимую для анаболических реакций. Некоторые клеточные отходы, такие как мочевина, аммиак, молочная кислота, уксусная кислота и диоксид углерода, также образуются во время катаболизма. Многие гормоны, такие как глюкагон, адреналин и кортизол, участвуют в катаболизме.

В зависимости от использования органических соединений в качестве источника углерода или донора электронов организмы классифицируются как гетеротрофы и органотрофы соответственно. Гетеротрофы расщепляют моносахариды, такие как промежуточные сложные органические молекулы, чтобы генерировать энергию для клеточных процессов. Органотрофы расщепляют органические молекулы, чтобы произвести электроны, которые могут быть использованы в их цепи переноса электронов, генерируя энергию АТФ.

Макромолекулы, такие как крахмал, жиры и белки из рациона, поглощаются и расщепляются на небольшие единицы, такие как моносахариды, жирные кислоты и аминокислоты, соответственно, во время пищеварения пищеварительными ферментами. Затем моносахариды используются в гликолизе для получения ацетил-КоА. Этот ацетил-КоА используется в цикле лимонной кислоты. АТФ производится путем окислительного фосфорилирования. Жирные кислоты используются для производства ацетил-КоА путем бета-окисления. Аминокислоты либо повторно используются в синтезе белков, либо окисляются до мочевины в цикле мочевины. Процесс клеточного дыхания, включающий гликолиз, цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование, показан на рисунке 2.

Рисунок 2: Клеточное дыхание

Разница между анаболизмом и катаболизмом

Определение

Анаболизм: Анаболизм - это метаболический процесс, при котором простые вещества синтезируются в сложные молекулы.

Катаболизм: Катаболизм - это метаболический процесс, при котором большие молекулы расщепляются на более мелкие.

Роль в метаболизме

Анаболизм: Анаболизм - конструктивная фаза метаболизма.

Катаболизм: Катаболизм - деструктивная фаза метаболизма.

Требования к энергии

Анаболизм: Анаболизм требует энергии АТФ.

Катаболизм: Катаболизм высвобождает энергию АТФ.

Нагревать

Анаболизм: Анаболизм - это эндергоническая реакция.

Катаболизм: Катаболизм - это экзэргоническая реакция.

Гормоны

Анаболизм: Эстроген, тестостерон, гормон роста, инсулин и др. Участвуют в анаболизме.

Катаболизм: Адреналин, кортизол, глюкагон, цитокины и др. Участвуют в катаболизме.

Использование кислорода

Анаболизм: Анаболизм анаэробный; он не использует кислород.

Катаболизм: Катаболизм - аэробный; он использует кислород.

Влияние на организм

Анаболизм: Анаболизм увеличивает мышечную массу. Формирует, ремонтирует и украшает ткани.

Катаболизм: Катаболизм сжигает жир и калории. Он использует хранящуюся пищу для выработки энергии.

Функциональность

Анаболизм: Анаболизм действует как в состоянии покоя, так и во сне.

Катаболизм: Катаболизм является функциональным при активности тела.

Преобразование энергии

Анаболизм: Кинетическая энергия преобразуется в потенциальную во время анаболизма.

Катаболизм: Потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию во время катаболизма.

Процессы

Анаболизм: Анаболизм происходит во время фотосинтеза у растений, синтеза белка, синтеза и ассимиляции гликогена у животных.

Катаболизм: Катаболизм происходит во время клеточного дыхания, пищеварения и выделения.

Примеры

Анаболизм: Синтез полипептидов из аминокислот, гликогена из глюкозы и триглицеридов из жирных кислот являются примерами анаболических процессов.

Катаболизм: Распад белков на аминокислоты, гликогена на глюкозу и триглицеридов на жирные кислоты являются примерами катаболических процессов.

Заключение

Анаболизм и катаболизм вместе можно назвать метаболизмом. Анаболизм - это конструктивный процесс, в котором используется энергия в форме АТФ. Это происходит во время таких процессов, как фотосинтез, синтез белка, синтез гликогена. Анаболизм сохраняет в организме потенциальную энергию, увеличивая массу тела. Катаболизм - это деструктивный процесс, который высвобождает АТФ, который может использоваться во время анаболизма. Он сжигает накопленные сложные молекулы, уменьшая массу тела. Основное различие между анаболизмом и катаболизмом - это тип реакций, участвующих в этих двух процессах.

Ссылки: 1. «Метаболизм». Википедия. Фонд Викимедиа, 12 марта 2017 г. Web. 16 марта 2017 г.

Изображение предоставлено: 1. «Простой обзор фотосинтеза» Дэниел Майер (mav) - исходное изображениеВекторная версия Ерпо - собственная работа (GFDL) через Commons Wikimedia2. «2503 Cellular Respiration» Колледж OpenStax - анатомия и физиология, веб-сайт Connexions. 19 июня 2013 г. (CC BY 3.0) через Commons Wikimedia.