Szlak metaboliczny
Szlak metaboliczny to zestaw reakcji biochemicznych, gdzie produkt jednej reakcji staje się substratem kolejnej. Reakcje te są katalizowane przez enzymy i kontrolowane hormonalnie w organizmach.
Typy szlaków metabolicznych
W komórkach występują różne szlaki metaboliczne, w tym:
- Szlaki kataboliczne: Przekształcają związki złożone w prostsze, wydobywając energię.
- Szlaki anaboliczne: Tworzą bardziej złożone związki chemiczne, wymagając energii.
- Szlaki amfiboliczne: Mogą prowadzić do syntezy prostszych lub bardziej złożonych cząsteczek w zależności od stanu energetycznego komórki.
Mapa metaboliczna
Szlaki metaboliczne często mają wspólne reakcje, co sprawia, że ich funkcjonowanie jest ze sobą powiązane. Mapa metaboliczna ilustruje te interakcje w komórkach.
Regulacja szlaków metabolicznych
Kontrola metabolizmu w komórkach zachodzi poprzez:
- Regulację ilości enzymów: Zmiany w transkrypcji genów kodujących enzymy.
- Regulację aktywności enzymów: Modyfikacje, takie jak fosforylacja, które wpływają na ich działanie.
- Kompartmentację komórki: Podział komórki na przedziały, co ogranicza dostępność substratów do reakcji.
Przenoszenie energii pomiędzy reakcjami
Reakcje chemiczne zachodzą tylko wtedy, gdy zmiana energii swobodnej jest ujemna. Przykład reakcji:
- A + B → D (ΔG°’ = -23 kJ mol−1) – reakcja zachodzi.
- D + E → F (ΔG°’ = +23 kJ mol−1) – reakcja nie zachodzi.
W szlakach anabolicznych mogą występować reakcje termodynamicznie niekorzystne, które dzięki połączeniu z reakcjami korzystnymi mogą zachodzić. Kluczowym nośnikiem energii w komórkach jest ATP, którego hydroliza uwalnia energię, umożliwiając przeprowadzanie reakcji anabolicznych oraz aktywację substratów w szlakach katabolicznych.
