Avainero biosynteettisten ja hajoavien reittien välillä on se, että biosynteesireitti syntetisoi monimutkaisia molekyylejä yksinkertaisemmista molekyyleistä, kun taas hajoamisreitti hajottaa monimutkaiset ja suuremmat molekyylit yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi.
Aineenvaihduntareitti on sarja entsyymien katalysoimia biokemiallisia reaktioita, jotka tapahtuvat solussa. Aineenvaihduntareittejä on kahdenlaisia: biosynteettinen tai anabolinen reitti ja hajoava tai katabolinen reitti. Nämä kaksi aineenvaihduntareittiä toimivat yhdessä, kun yhdestä reitistä vapautuvaa energiaa käyttää toinen reitti. Metaboliset reitit ovat välttämättömiä homeostaasin ylläpitämiseksi organismissa. Ne myös ylläpitävät ja säätelevät metaboliittien virtausta substraattien saatavuudesta riippuen. Näiden aineenvaihduntareittien lopputuotteet joko käytetään välittömästi loppuun, käynnistävät toisen reitin tai varastoidaan käytettäväksi tarvittaessa. Jokainen näistä aineenvaihduntareiteistä koostuu kemiallisista reaktioista, jotka liittyvät toisiinsa niiden välituotteilla. Aineenvaihduntareitit ovat yleensä yksisuuntaisia, mutta kemialliset reaktiot ovat palautuvia.
Mitä ovat biosynteettiset reitit?
Biosynteettinen reitti on sarja kemiallisia ja metabolisia reaktioita, joita entsyymit katalysoivat tietyn lopputuotteen synteesissä elävässä organismissa. Tällä reitillä yksinkertaiset yhdisteet modifioidaan ja muunnetaan useiksi muiksi yhdisteiksi tai muodostavat makromolekyylejä. Biosynteettinen reitti tunnetaan myös anabolisena reittinä, koska se sisältää makromolekyylien muodostumisen. Biosynteesiprosessiin välttämättömiä elementtejä ovat esiasteyhdisteet, kemialliset energiamolekyylit, kuten ATP, ja katalyyttiset entsyymit sekä koentsyymit, kuten NADH. Nämä alkuaineet luovat monomeerejä, jotka muodostavat makromolekyylejä.
Kuva 01: Biosynteettinen reitti
Biosynteettiset reitit koostuvat sarjasta kemiallisia reaktioita. Jotta nämä reaktiot tapahtuvat, tarvitaan useita elementtejä. Ne ovat esiasteyhdisteitä, kemiallista energiaa, katalyyttisiä entsyymejä ja koentsyymejä tai kofaktoreita. Prekursoriyhdisteet tunnetaan substraattina tai reaktion lähtömolekyylinä. Toisin sanoen niitä kutsutaan reagensseiksi. Katalyyttiset entsyymit ovat erityisiä proteiineja, jotka lisäävät reaktionopeutta alentamalla aktivaatioenergiaa. Koentsyymit tai kofaktorit auttavat kemiallista reaktiota. Metalli-ionit ja vitamiinijohdannaiset, kuten NADH tai asetyyliko-A, ja muut molekyylit, kuten ATP, toimivat koentsyymeinä tai kofaktoreina. Lopuksi kemiallinen energia löytyy suurienergisinä molekyyleinä, kuten ATP. Kemiallinen energia on tarpeen makromolekyylien, kuten polypeptidien, proteiinien, polysakkaridien, nukleiinihappojen ja lipidien, rakentamiseen. Siksi biosynteesireitti on endergoninen reitti, kun energiaa absorboidaan tai käytetään loppuun. Elävässä organismissa biosynteesireittiin osallistuvat hormonit ovat estrogeeni, testosteroni, insuliini ja kasvuhormoni.
Mitä ovat hajoavat reitit?
Hajoava reitti on sarja entsyymien katalysoimia biokemiallisia reaktioita, jotka johtavat suurten molekyylien tai polymeerien hajoamiseen. Hajoava reitti tunnetaan myös katabolisena reittinä, koska se sisältää suurempien molekyylien hajoamisen pienemmiksi yksiköiksi. Hajottavassa reitissä korkean energian fosfaattien muodossa vapautuva energia sitoutuu energiankantajiin, kuten ADP ja GDP, tuottamaan vastaavasti ATP:tä ja GTP:tä. Tämä johtaa alhaisempaan vapaaseen energiaan lopputuotteissa. Siksi hajoava reitti on eksergoninen reitti, kun vapaata energiaa vapautuu. Se tuottaa kemiallista energiaa ATP:n, GTP:n, NADPH:n, NADH:n ja FADH:n muodossa 2 monimutkaisista lähteistä, kuten hiilihydraateista, lipideistä ja proteiineista. Tällaisten kemiallisten reaktioiden lopputuotteet ovat yleensä hiilidioksidia, vettä ja ammoniakkia.
Kuva 02: Hajoava reitti
Hajottavassa reitissä polymeerien hajoamisesta vapautuvia monomeerejä käytetään hajottamaan yksinkertaisia jätetuotteita edelleen vapauttamalla energiaa. Näitä solujätteitä ovat maitohappo, hiilidioksidi, etikkahappo, ammoniakki ja urea. Tämä prosessi on yleensä hapetusprosessi. Hajoava reitti tarjoaa siksi kemiallista energiaa solujen ylläpitoon ja kasvuun. Elävässä organismissa hajoamisreittiin osallistuvia hormoneja ovat adrenaliini, kortisoli, glukagoni ja sytokiinit.
Biosynteettisten ja hajoavien reittien yhtäläisyydet
- Nämä reitit ovat aineenvaihduntareittejä.
- Molemmat polut sisältävät energiaa.
- Ne koostuvat entsyymien katalysoimista kemiallisista reaktioista.
Biosynteettisten ja hajoavien reittien välinen ero
Biosynteesireitti sisältää anaboliaa, jossa yksinkertaisemmat molekyylit tai substraatit muuttuvat suuremmiksi monimutkaisiksi molekyyleiksi, kuten polysakkarideiksi, proteiineiksi, lipideiksi ja nukleiinihapoiksi. Hajoamisreitti sisältää katabolian, jossa suuremmat monimutkaiset molekyylit hajoavat yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi, kuten monosakkarideiksi, aminohapoiksi, rasvahapoiksi ja nukleotideiksi. Joten tämä on avainero biosynteettisten ja hajoavien reittien välillä. Lisäksi biosynteettiset reitit kuluttavat energiaa, kun taas hajoavat reitit vapauttavat energiaa.
Seuraava infografiikka luettelee biosynteettisten ja hajoavien reittien väliset erot taulukkomuodossa vierekkäin vertailua varten.
Yhteenveto – Biosynteettiset vs hajoavat reitit
Biosynteettinen reitti ja hajoamisreitti osallistuvat aineenvaihduntaan. Nämä metaboliset reitit ovat sarja entsyymien katalysoimia biokemiallisia reaktioita, joita tapahtuu solussa. Biosynteettinen reitti on sarja biokemiallisia reaktioita, jotka liittyvät monimutkaisten molekyylien synteesiin pienemmistä ja yksinkertaisista molekyyleistä, jotka käyttävät kemiallista energiaa. Hajoamisreitti on sarja biokemiallisia reaktioita, jotka liittyvät monimutkaisten molekyylien hajoamiseen yksinkertaisemmiksi molekyyleiksi, jotka vapauttavat kemiallista energiaa. Aineenvaihduntareitit ovat yleensä yksisuuntaisia, mutta kemialliset reaktiot ovat palautuvia. Näin ollen tämä tiivistää eron biosynteettisten ja hajoavien reittien välillä.
