Jaké jsou různé typy metabolických cest?

Metabolické cesty zahrnují základní chemické reakce, které poskytují buňkám energii, aby zůstaly naživu a samy se opravovaly. Buněčné dýchání je centrální metabolická aktivita a působí prostřednictvím tří různých cest - glykolýzy, Krebsova cyklu a oxidační fosforylace - které vytvářejí molekuly bohaté na energii, které podporují buňky. Různé metabolické cesty se specializují na výrobu proteinů, nukleových kyselin a dalších esenciálních molekul. Toxické vedlejší produkty metabolismu jsou odstraňovány v cestě močovinového cyklu.

Existují dvě třídy metabolických reakcí: anabolismus, který využívá energii k tvorbě bílkovin a dalších buněčných složek, a katabolismus, který generuje energii rozkládáním potravy na sloučeniny bohaté na energii. Většina metabolických cest spadá do jedné z těchto kategorií. Cesty jsou katalyzovány enzymy, které regulují každou jednotlivou chemickou reakci, obvykle produkují mnoho meziproduktů a řetězové reakce v procesu. V mnoha bodech vývoje života byly stejné molekuly použity k uspokojení různých metabolických potřeb, takže stejné enzymy řídí metabolismus v mnoha různých organismech.

Buněčné dýchání přeměňuje jídlo na vysoce energetickou molekulu, adenosintrifosfát (ATP), kterou buňky využívají pro energii. Zahrnuje tři metabolické cesty. První z nich, glykolýza, je štěpení glukózy, šesti uhlíkového cukru, na dvě molekuly cukru s třemi uhlíky a na acetyl koenzym A. Glykolýza generuje dvě molekuly ATP spolu s dalšími energeticky bohatými molekulami. V anaerobním metabolismu, jako je tomu u některých bakterií a kvasinek, se glykolýza nazývá fermentací a je jedinou stupňovou formou buněčného dýchání.

U zvířat je glykolýza pouze prvním krokem buněčného dýchání. Druhou metabolickou cestou je cyklus kyseliny citronové, známý také jako Krebsův nebo TCA cyklus. To začíná, když se acetyl koenzym A z glykolýzy převede na několik chemických látek přenášejících energii a na dvě molekuly ATP. Poslední z metabolických cest v buněčném dýchání je oxidativní fosforylace, která vyžaduje kyslík a řadu molekul nesoucích elektrony, aby mohla začít. Tato cesta používá přenos elektronů z energeticky bohatých chemikálií na kyslík k podpoře produkce ATP.

Beta-oxidace je metabolická cesta, která přeměňuje mastné kyseliny na ATP. Metabolismus tuků zahrnuje jak katabolismus za vzniku ATP, tak anabolismus za vzniku fosfolipidů. Proteiny jsou rozděleny na své základní aminokyseliny mnoha různými cestami, počínaje trávením a pokračováním zpracování na buněčné úrovni. Dvě další běžné metabolické cesty jsou cyklus močoviny, který odstraňuje toxiny vytvářené metabolismem dusíku z těla, a glykogeneze, která přeměňuje glukózu na škrob pro dlouhodobé skladování.