Co je to biosyntéza?

Biosyntéza nebo biosyntetická cesta je popisem kroků chemických reakcí, ke kterým dochází, když živý organismus vytváří novou komplexní molekulu z jednodušších menších prekurzorů. Slovo „biosyntéza“ pochází ze dvou kořenových slov: „bio“, což naznačuje, že reakce probíhá v živém organismu na rozdíl od laboratoře; a „Syntéza“, která naznačuje, že jednoduché výchozí materiály jsou kombinovány do vytváření větších produktů. Shrnutím těchto chemických reakcí je cesta biosyntézy, která je rozdělena na každý krok. K úplnému popisu cesty jsou často zahrnuty mimořádné relevantní informace, jako jsou, které enzymy, koenzymy a kofaktory se v každé reakci používají.

Ne všechny molekuly používané živým organismem musí být přímo syntetizovány samotným organismem. Tyto potřebné molekuly jsou často získány místo toho z okolí. Například lidé nejsou schopni syntetizovat esenciální aminokyseliny, jako je lysin;; Tyto živiny místo toho pocházejí z potravin bohatých na bílkoviny, jako jsou fazole a ořechy stromů. Buňky obecně syntetizují pouze ty molekuly, které jsou buď vzácné, nebo nejsou snadno získány z jejich prostředí. Buňka pak kombinuje tento prekurzor s jinými malými molekulami a chemicky modifikuje produkt podél cesty. V každém kroku se substrát postupně podobá konečnému produktu. Cesta biosyntézy s více kroky může mít podél cesty desítky kroků, které podstoupí konstantní modifikaci enzymy, dokud se nevytvoří konečná sloučenina.

Studium biosyntézy může přinést mnoho praktických vhledů do léků pro lidské nemoci. Porozumění chemii lidského těla jasně pomáhá, když nemoc vyplývá z nefunkční biosyntézy. Někdy však studium bioSyntetické cesty jiných organismů mohou také objevit cenné stopy pro vývoj nových léků.

Mnoho vědců obrátilo svou pozornost ke studiu biosyntézy rostlin, zejména týkajících se přírodních produktů. Extrakty z některých rostlin mohou mít silné farmakologické účinky, které lze použít při vytváření výkonných nových léků. Například k léčbě srdečních chorob se používá digitalis, aktivní sloučenina extrahovaná z běžné lišky. Získáním porozumění dráze biosyntézy přírodního produktu mohou chemici získat vhled do toho, jak je lék syntetizován a potenciálně napodobuje jeho syntézu v laboratoři. Nakonec by biologové chtěli tyto geny klonovat a produkovat transgenní organismy, které by byly vytvořeny tak, aby produkovaly přírodní produkty při větší koncentraci a čistotě za zlomek ceny.

Biosyntetické dráhy byly objasněny pro mnoho běžných molekul, jako jsou mastné kyseliny, aminokyseliny a Nucleotidy. Mnoho cest však ještě musí být objeveno. Možná, že léky budoucnosti najdou svůj původ v biosyntetických drahách, které se dnes zkoumají.