Quels sont les différents types de voies de métabolisme?
Les voies du métabolisme incluent les réactions chimiques de base qui fournissent aux cellules l’énergie nécessaire pour rester en vie et se réparer. La respiration cellulaire est l'activité métabolique centrale. Elle opère par trois voies différentes - la glycolyse, le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative - qui forment des molécules riches en énergie qui alimentent les cellules. Différentes voies métaboliques sont spécialisées dans la fabrication de protéines, d’acides nucléiques et d’autres molécules essentielles. Les sous-produits toxiques du métabolisme sont éliminés dans la voie du cycle de l'urée.
Il existe deux classes de réactions métaboliques: l'anabolisme, qui utilise de l'énergie pour fabriquer des protéines et d'autres composants cellulaires, et le catabolisme, qui génère de l'énergie en décomposant les aliments en composés riches en énergie. La plupart des voies métaboliques appartiennent à l'une de ces catégories. Les voies sont catalysées par des enzymes qui régulent chaque réaction chimique, produisant généralement de nombreux composés intermédiaires et des réactions en chaîne au cours du processus. À de nombreuses étapes de l'évolution de la vie, les mêmes molécules ont été utilisées pour répondre à différents besoins métaboliques, de sorte que les mêmes enzymes dirigent le métabolisme dans de nombreux organismes différents.
La respiration cellulaire convertit les aliments en une molécule de haute énergie, l'adénosine triphosphate (ATP), que les cellules utilisent pour produire de l'énergie. Il comprend trois voies métaboliques. Le premier d'entre eux, la glycolyse, est la scission du glucose, un sucre à six carbones, en deux molécules d'un sucre à trois carbones et en acétylcoenzyme A. La glycolyse génère deux molécules d'ATP ainsi que d'autres molécules riches en énergie. Dans le métabolisme anaérobie, comme chez certaines bactéries et certaines levures, la glycolyse est appelée fermentation et constitue une forme de respiration cellulaire en une seule étape.
Chez l'animal, la glycolyse n'est que la première étape de la respiration cellulaire. Sa deuxième voie métabolique est le cycle de l'acide citrique, également appelé cycle de Krebs ou TCA. Cela commence lorsque l'acétyl-coenzyme A de la glycolyse est convertie en plusieurs produits chimiques porteurs d'énergie et en deux molécules d'ATP. La dernière des voies métaboliques de la respiration cellulaire est la phosphorylation par oxydation, qui nécessite un apport en oxygène et une série de molécules porteuses d'électrons. Cette voie utilise le transfert d'électrons des produits chimiques riches en énergie en oxygène pour alimenter la production d'ATP.
La bêta-oxydation est une voie métabolique qui convertit les acides gras en ATP. Le métabolisme des graisses implique à la fois un catabolisme pour former de l'ATP et un anabolisme pour produire des phospholipides. Les protéines sont décomposées en leurs acides aminés constitutifs par différentes voies, en commençant par la digestion et en poursuivant le traitement au niveau cellulaire. Le cycle de l'urée, qui élimine les toxines formées par le métabolisme de l'azote de l'organisme, et la glycogénèse, qui convertit le glucose en amidon pour le stockage à long terme, sont deux autres voies métaboliques courantes.