Wat zijn de verschillende soorten metabolisme-routes?
Metabolisme routes omvatten de chemische basisreacties die cellen de energie geven om in leven te blijven en zichzelf te herstellen. Cellulaire ademhaling is de centrale metabolische activiteit en deze werkt via drie verschillende routes - glycolyse, de Krebs-cyclus en oxidatieve fosforylering - die energierijke moleculen maken die cellen van brandstof voorzien. Verschillende metabolisme routes zijn gespecialiseerd voor de productie van eiwitten, nucleïnezuren en andere essentiële moleculen. Giftige bijproducten van de stofwisseling worden afgevoerd via het ureumcycluspad.
Er zijn twee klassen metabolismereacties: anabolisme, dat energie gebruikt om eiwitten en andere cellulaire componenten op te bouwen, en katabolisme, dat energie genereert door voedsel af te breken in energierijke verbindingen. De meeste metabole routes vallen in een van deze categorieën. Paden worden gekatalyseerd door enzymen die elke individuele chemische reactie reguleren, waarbij meestal veel tussenproducten en kettingreacties worden geproduceerd. Op veel punten in de evolutie van het leven zijn dezelfde moleculen gebruikt om aan verschillende metabolische behoeften te voldoen, dus dezelfde enzymen sturen het metabolisme in veel verschillende organismen aan.
Cellulaire ademhaling zet voedsel om in een hoog-energetische molecule, adenosine trifosfaat (ATP), die cellen gebruiken voor energie. Het omvat drie metabole routes. De eerste daarvan, glycolyse, is het splitsen van glucose, een zes-koolstof suiker, in twee moleculen van een drie-koolstof suiker en in acetyl co-enzym A. Glycolyse genereert twee moleculen ATP samen met andere energierijke moleculen. Bij anaëroob metabolisme, zoals voorkomt in sommige bacteriën en gist, wordt glycolyse fermentatie genoemd en is het een stapsgewijze vorm van cellulaire ademhaling.
Bij dieren is glycolyse slechts de eerste stap van cellulaire ademhaling. De tweede metabolisatieroute is de citroenzuurcyclus, ook bekend als de Krebs- of TCA-cyclus. Dit begint wanneer het acetylco-enzym A van glycolyse wordt omgezet in verschillende energiedragende chemicaliën en in twee ATP-moleculen. De laatste van de metabolisme routes in cellulaire ademhaling is oxidatieve fosforylering, waarvoor zuurstof en een reeks elektronen-dragende moleculen nodig zijn om te beginnen. Deze route maakt gebruik van de overdracht van elektronen van de energierijke chemicaliën naar zuurstof om de productie van ATP aan te drijven.
Beta-oxidatie is een metabolische route die vetzuren omzet in ATP. Het metabolisme van vetten omvat zowel katabolisme om ATP te vormen als anabolisme om fosfolipiden te produceren. Eiwitten worden opgedeeld in hun samenstellende aminozuren op veel verschillende paden, beginnend met de vertering en verdergaand met de verwerking op cellulair niveau. Twee andere veel voorkomende metabolisme-routes zijn de ureumcyclus, die de toxines die door stikstofmetabolisme worden gevormd uit het lichaam verwijdert, en glycogenese, die glucose omzet in zetmeel voor langdurige opslag.