अपचय कार्य, अपचय प्रक्रियाएं, उपचय के साथ अंतर

अपचय शरीर में पदार्थों के क्षरण की सभी प्रतिक्रियाओं को शामिल करता है। अपनी छोटी इकाइयों में बायोमोलेक्यूल के घटकों को "विघटित" करने के अलावा, मुख्य रूप से एटीपी के रूप में, catabolic प्रतिक्रियाएं ऊर्जा का उत्पादन करती हैं।.

कैटोबोलिक मार्ग भोजन से आने वाले अणुओं को ख़राब करने के लिए जिम्मेदार होते हैं: कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और लिपिड। इस प्रक्रिया के दौरान, बांड में निहित रासायनिक ऊर्जा को सेलुलर गतिविधियों में उपयोग करने के लिए जारी किया जाता है जिनकी आवश्यकता होती है.

अच्छी तरह से ज्ञात catabolic पथ के कुछ उदाहरण हैं: क्रेब्स चक्र, फैटी एसिड के बीटा ऑक्सीकरण, ग्लाइकोलाइसिस और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण.

कैटोबोलिज्म द्वारा उत्पन्न सरल अणुओं का उपयोग सेल द्वारा आवश्यक तत्वों के निर्माण के लिए किया जाता है, उसी प्रक्रिया द्वारा प्रदान की गई ऊर्जा का भी उपयोग करते हैं। संश्लेषण का यह मार्ग अपचयवाद विरोधी है और इसे उपचयवाद कहा जाता है.

एक जीव के चयापचय में संश्लेषण और गिरावट दोनों प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, जो एक साथ होती हैं और कोशिका के भीतर नियंत्रित होती हैं.

सूची

• 1 कार्य
• 2 कैटाबोलिक प्रक्रिया
  • २.१ यूरिया चक्र
  • २.२ क्रेब्स चक्र या साइट्रिक एसिड चक्र
  • 2.3 ग्लाइकोलाइसिस
  • 2.4 ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण
  • फैटी एसिड के 2.5 ation-ऑक्सीकरण         
• 3 अपचय का विनियमन
  • 3.1 कोर्टिसोल
  • 3.2 इंसुलिन
• उपचय के साथ 4 अंतर
  • 4.1 अणुओं का संश्लेषण और क्षरण
  • ४.२ ऊर्जा का उपयोग
• 5 संदर्भ

कार्यों

अपचय का मुख्य उद्देश्य पोषक तत्वों को ऑक्सीकरण करना है जो शरीर "ईंधन" के रूप में उपयोग करता है, जिसे कार्बोहाइड्रेट, प्रोटीन और वसा कहा जाता है। इन बायोमोलेक्यूल्स के क्षरण से ऊर्जा और अपशिष्ट उत्पाद उत्पन्न होते हैं, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी.

एंजाइमों की एक श्रृंखला, अपचय में भाग लेती है, जो कोशिका में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति को तेज करने के लिए जिम्मेदार प्रोटीन हैं.

ईंधन पदार्थ वे खाद्य पदार्थ हैं जिनका हम दैनिक उपभोग करते हैं। हमारे आहार में प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट और वसा होते हैं जो कि कैटाबोलिक पथ द्वारा अपमानित होते हैं। शरीर वसा और कार्बोहाइड्रेट का उपयोग अधिमानतः करता है, हालांकि कमी की स्थितियों में यह प्रोटीन के क्षरण का सहारा ले सकता है.

अपचय द्वारा निकाली गई ऊर्जा उल्लिखित बायोमॉलेक्यूल के रासायनिक बंधों में समाहित है.

जब हम किसी भी खाद्य पदार्थ का सेवन कर रहे होते हैं, तो हम इसे पचाना आसान बनाते हैं। यह प्रक्रिया अपचय के अनुरूप है, जहां शरीर सूक्ष्म स्तर पर कणों को "पचाने" के लिए जिम्मेदार है ताकि उनका सिंथेटिक या उपचय मार्गों द्वारा शोषण किया जा सके.

कैटाबोलिक प्रक्रिया

मार्गों या catabolic मार्गों में पदार्थों के क्षरण की सभी प्रक्रियाएं शामिल हैं। हम इस प्रक्रिया में तीन चरणों में अंतर कर सकते हैं:

- सेल (कार्बोहाइड्रेट, वसा और प्रोटीन) में पाए जाने वाले अलग-अलग बायोमोलेक्यूल को मूल इकाइयों में अपमानित किया जाता है जो उन्हें (शर्करा, फैटी एसिड और अमीनो एसिड क्रमशः बनाते हैं).

- चरण I के उत्पाद सरल घटकों को पास करते हैं, जो एसिटाइल-सीओए नामक एक सामान्य मध्यवर्ती पर परिवर्तित होते हैं.

- अंत में, यह यौगिक क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है, जहां यह कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के अणुओं को प्राप्त करने के लिए अपने ऑक्सीकरण को जारी रखता है - किसी भी अपचय प्रतिक्रिया में प्राप्त अंतिम अणु.

सबसे प्रमुख यूरिया चक्र, क्रेब्स चक्र, ग्लाइकोलाइसिस, ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन और फैटी एसिड के बीटा ऑक्सीकरण हैं। आगे हम वर्णित मार्गों में से प्रत्येक का वर्णन करेंगे:

यूरिया चक्र

यूरिया चक्र एक कैटाबोलिक मार्ग है जो माइटोकॉन्ड्रिया और यकृत कोशिकाओं के साइटोसोल में होता है। यह प्रोटीन व्युत्पन्न के प्रसंस्करण के लिए जिम्मेदार है और अंतिम उत्पाद यूरिया है.

चक्र माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स से पहले एमिनो समूह के प्रवेश के साथ शुरू होता है, लेकिन आंत में यकृत में भी प्रवेश कर सकता है.

पहली प्रतिक्रिया में एटीपी, बाइकार्बोनेट आयन (एचसीओ) का पारित होना शामिल है₃^-) और अमोनियम (एनएच)₄⁺) कार्बोमाइल फॉस्फेट में, एडीपी और पी_मैं. दूसरे चरण में कार्बोरिल फॉस्फेट और ऑर्निथिन की बाइंडिंग है जो साइट्रलाइन और पी के अणु का उत्पादन करती है।_मैं. ये प्रतिक्रियाएं माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में होती हैं.

सायटोसोल में चक्र जारी रहता है, जहां सिट्रूलिन और एस्पार्टेट को एक साथ संघनित करके एटीपी के साथ argininosuccinate, AMP और PP बनाया जाता है।_मैं. Argininosuccinate arginine और fumarate को पास करता है। एमिनो एसिड आर्जिनिन पानी के साथ मिलकर ऑर्निथिन देता है और अंत में यूरिया.

यह चक्र क्रेब्स चक्र के साथ परस्पर जुड़ा हुआ है क्योंकि मेटाबोलाइट फ्यूमरेट दोनों चयापचय मार्गों में भाग लेता है। हालांकि, प्रत्येक चक्र स्वतंत्र रूप से कार्य करता है.

इस मार्ग से संबंधित नैदानिक ​​पितलोग रोगी को प्रोटीन से भरपूर आहार लेने से रोकते हैं.

क्रेब्स चक्र या साइट्रिक एसिड चक्र

क्रेब्स चक्र एक मार्ग है जो सभी जीवों के सेलुलर श्वसन में भाग लेता है। स्थानिक रूप से, यह यूकेरियोटिक जीवों के माइटोकॉन्ड्रिया में होता है.

चक्र का अग्रदूत एक अणु है जिसे एसिटाइल कोएंजाइम ए कहा जाता है, जो एक ऑक्सालोसेटेट अणु के साथ संघनित होता है। यह संघ छह कार्बन का एक यौगिक उत्पन्न करता है। प्रत्येक क्रांति में, चक्र में कार्बन डाइऑक्साइड के दो अणु और ऑक्सालोसेटेट के एक अणु का उत्पादन होता है.

चक्र एक आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रिया से शुरू होता है जो एसोनिटेज़ द्वारा उत्प्रेरित होता है, जहां साइट्रेट सीस-एकोनाइट और पानी में गुजरता है। इसी तरह, एकोनिटेस आइसोसिट्रेट में सिस-एकोनाइट के पारित होने को उत्प्रेरित करता है.

आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा ऑक्सालोस्यूटिनेट को ऑक्सीकृत किया जाता है। यह अणु एक ही एंजाइम, आइसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा अल्फा-किटोग्लूटारेट में डीकार्बाक्सिलेट किया जाता है। अल्फा-किटोग्लूटारेट, अल्फा-किटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज की कार्रवाई से सक्सेनाइल-सीओए में जाता है.

Succinyl-CoA सुसाइड करने के लिए गुजरता है, जो succinate डिहाइड्रोजनेज द्वारा फ्यूमरेट में ऑक्सीकृत हो जाता है। बाद में fumarate l-malate को पास करता है और अंत में l-malate oxalacetate को जाता है.

चक्र को निम्नलिखित समीकरण में संक्षेपित किया जा सकता है: एसिटाइल-सीओए + 3 एनएडी⁺ + एफएडी + जीडीपी + पाई + 2 एच₂ओ → सीओए-एसएच + 3 (एनएडीएच + एच +) + एफएडीएच₂ + GTP + 2 CO₂.

ग्लाइकोलाइसिस

ग्लाइकोलाइसिस, जिसे ग्लाइकोलाइसिस भी कहा जाता है, एक महत्वपूर्ण मार्ग है जो सूक्ष्म जीवाणुओं से लेकर बड़े स्तनधारियों तक सभी जीवों में मौजूद होता है। मार्ग में 10 एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाएं होती हैं जो ग्लूकोज को पाइरुविक एसिड से नीचा दिखाती हैं.

प्रक्रिया एंजाइम हेक्सोकिनेस द्वारा ग्लूकोज अणु के फॉस्फोराइलेशन से शुरू होती है। इस चरण का विचार ग्लूकोज को "सक्रिय" करना और इसे सेल के अंदर फंसाना है, क्योंकि ग्लूकोज-6-फॉस्फेट में एक ट्रांसपोर्टर नहीं है जिसके माध्यम से यह बच सकता है.

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट आइसोमेरेस ग्लूकोज -6-फॉस्फेट को ले जाता है और इसे अपने फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट आइसोमर में पुनर्व्यवस्थित करता है। तीसरा चरण फॉस्फोफ्रक्टोकिनेस द्वारा उत्प्रेरित होता है और उत्पाद फ्रुक्टोज-1,6-बिस्फोस्फेट होता है।.

फिर, एल्डोलेज़ डायहाइड्रॉक्सीसिटोन फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट में उपरोक्त यौगिक को साफ करता है। इन दोनों यौगिकों के बीच एक संतुलन है जो कि त्रिक फॉस्फेट आइसोमेरेज़ द्वारा उत्प्रेरित है.

ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम 1,3-बीफॉस्फोग्लाइसेरेट का उत्पादन करता है जिसे फॉस्फोग्लाइसेरेट काइनेज द्वारा अगले चरण में 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट में बदल दिया जाता है। फॉस्फोग्लाइसेरेट म्यूटेज कार्बन की स्थिति को बदल देता है और 2-फॉस्फोग्लिसरेट की पैदावार देता है.

एनोलेज़ इस अंतिम मेटाबोलाइट को लेता है और इसे फॉस्फेनोलीफ्रुवेट में परिवर्तित करता है। मार्ग का अंतिम चरण पाइरूवेट किनेज द्वारा उत्प्रेरित किया जाता है और अंतिम उत्पाद पाइरूवेट है.

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण NADH या FADH से इलेक्ट्रॉनों के हस्तांतरण के लिए एटीपी के गठन की एक प्रक्रिया है₂ ऑक्सीजन तक और सेलुलर श्वसन प्रक्रियाओं का अंतिम चरण है। यह माइटोकॉन्ड्रिया में होता है और एरोबिक श्वसन वाले जीवों में एटीपी अणुओं का मुख्य स्रोत है.

इसका महत्व निर्विवाद है, क्योंकि एटीपी के 30 में से 26 अणु जो ग्लूकोज के पूर्ण ऑक्सीकरण के पानी और कार्बन डाइऑक्साइड के एक उत्पाद के रूप में उत्पन्न होते हैं, जो ऑक्सीडेटिव फास्फोरिलीकरण द्वारा होता है।.

वैचारिक रूप से, ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण जोड़े झिल्ली प्रणाली के माध्यम से प्रोटॉन के प्रवाह के साथ एटीपी के ऑक्सीकरण और संश्लेषण को जोड़ते हैं।.

इस प्रकार, NADH या FADH₂ विभिन्न मार्गों में उत्पन्न, कॉल ग्लाइकोलाइसिस या फैटी एसिड के ऑक्सीकरण का उपयोग ऑक्सीजन को कम करने के लिए किया जाता है और, इस प्रक्रिया में उत्पन्न मुक्त ऊर्जा का उपयोग एटीपी के संश्लेषण के लिए किया जाता है.

फैटी एसिड के β-ऑक्सीकरण         

Is-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं का एक सेट है जो फैटी एसिड के ऑक्सीकरण को उच्च मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करने की अनुमति देता है.

इस प्रक्रिया में दो कार्बन परमाणुओं से फैटी एसिड क्षेत्रों की आवधिक रिहाई शामिल है जब तक कि यह पूरी तरह से फैटी एसिड को नीचा नहीं करता है। अंतिम उत्पाद एसिटाइल-सीओए अणु हैं जो पूरी तरह से ऑक्सीकरण करने के लिए क्रेब्स चक्र में प्रवेश कर सकते हैं.

ऑक्सीकरण से पहले, फैटी एसिड को सक्रिय किया जाना चाहिए, जहां यह कोएंजाइम को बांधता है। कार्निटाइन ट्रांसपोर्टर माइटोकॉन्ड्रिया के मैट्रिक्स को अणुओं को बदलने के लिए जिम्मेदार है।.

इन पिछले चरणों के बाद,।-ऑक्सीकरण स्वयं NAD द्वारा ऑक्सीकरण, जलयोजन, ऑक्सीकरण की प्रक्रियाओं से शुरू होता है⁺ और थायोलिसिस.

अपचय का विनियमन

विभिन्न एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं को विनियमित करने वाली प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला होनी चाहिए, क्योंकि ये हर समय अपनी अधिकतम गति से काम नहीं कर सकते हैं। इस प्रकार, चयापचय के मार्ग को कारकों की एक श्रृंखला द्वारा नियंत्रित किया जाता है जिसमें हार्मोन, न्यूरोनल नियंत्रण, सब्सट्रेट उपलब्धता और एंजाइमी संशोधन शामिल हैं.

हर मार्ग में कम से कम एक अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया (यानी एक दिशा में एक) होनी चाहिए और यह पूरी सड़क की गति को निर्देशित करती है। यह प्रतिक्रियाओं को सेल द्वारा आवश्यक गति से काम करने की अनुमति देता है और एक ही समय में काम करने से संश्लेषण और गिरावट के रास्ते को रोकता है।.

हार्मोन विशेष रूप से महत्वपूर्ण पदार्थ हैं जो रासायनिक दूत के रूप में कार्य करते हैं। इन्हें विभिन्न अंतःस्रावी ग्रंथियों में संश्लेषित किया जाता है और रक्त प्रवाह में कार्य करने के लिए छोड़ा जाता है। कुछ उदाहरण हैं:

कोर्टिसोल

कोर्टिसोल संश्लेषण प्रक्रियाओं को कम करके और मांसपेशियों में catabolic पथ को बढ़ाकर कार्य करता है। यह प्रभाव अमीनो एसिड के रक्तप्रवाह में निकलने से होता है.

इंसुलिन

इसके विपरीत, हार्मोन हैं जो विपरीत प्रभाव डालते हैं और अपचय को कम करते हैं। इंसुलिन प्रोटीन के संश्लेषण को बढ़ाने के लिए जिम्मेदार है और एक ही समय में उनमें से अपचय को कम करता है। इस घटना में प्रोटियोलिसिस बढ़ जाता है, जो मांसपेशियों को अमीनो एसिड से बाहर निकलने की सुविधा देता है.

उपचय के साथ अंतर

उपचय और अपचयवाद एक विरोधी प्रक्रिया है जिसमें एक जीव में होने वाली चयापचय प्रतिक्रियाओं की समग्रता शामिल है.

दोनों प्रक्रियाओं में एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित कई रासायनिक प्रतिक्रियाओं की आवश्यकता होती है और सख्त हार्मोनल नियंत्रण के तहत होती हैं जो कुछ प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर या धीमा करने में सक्षम होती हैं। हालाँकि, वे निम्नलिखित मूलभूत पहलुओं में भिन्न हैं:

अणुओं का संश्लेषण और गिरावट

एनाबॉलिज्म में संश्लेषण प्रतिक्रियाएं शामिल होती हैं, जबकि कैटाबॉलिज्म अणुओं के क्षरण के लिए जिम्मेदार होता है। हालांकि ये प्रक्रियाएं उलटी हैं, वे चयापचय के नाजुक संतुलन से जुड़ी हैं.

यह कहा जाता है कि उपचय एक विचलन प्रक्रिया है, क्योंकि यह सरल यौगिकों को लेती है और उन्हें बड़े यौगिकों में बदल देती है। अपचय के विपरीत, जिसे बड़े अणुओं से कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया और पानी जैसे छोटे अणुओं को प्राप्त करके एक अभिसरण प्रक्रिया के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।.

अलग-अलग कैटोबोलिक रास्ते मैक्रोलेक्युलस लेते हैं जो भोजन बनाते हैं और इसे अपने छोटे घटकों तक कम करते हैं। दूसरी ओर, उपचय मार्ग, इन इकाइयों को लेने और फिर से अधिक विस्तृत अणुओं का निर्माण करने में सक्षम हैं.

दूसरे शब्दों में, शरीर को उन तत्वों का "कॉन्फ़िगरेशन बदलना" पड़ता है जो आवश्यक प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले भोजन को बनाते हैं.

प्रक्रिया लेगो के लोकप्रिय खेल के अनुरूप है, जहां मुख्य घटक विभिन्न प्रकार की स्थानिक व्यवस्था के साथ विभिन्न संरचनाएं बना सकते हैं.

ऊर्जा का उपयोग

कैटाबोलिज्म भोजन के रासायनिक बंधों में निहित ऊर्जा को निकालने के लिए जिम्मेदार है, इसलिए इसका मुख्य उद्देश्य ऊर्जा का उत्पादन है। यह गिरावट, ज्यादातर मामलों में, ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं द्वारा होती है.

हालांकि, यह अजीब नहीं है कि कैटोबोलिक मार्गों को अपने शुरुआती चरणों में ऊर्जा जोड़ने की आवश्यकता होती है, जैसा कि हमने ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में देखा था, जिसमें एटीपी अणुओं के व्युत्क्रम की आवश्यकता होती है.

दूसरी ओर, उपचय के हित के संयोजन को प्राप्त करने के लिए अपचय में उत्पन्न होने वाली मुक्त ऊर्जा को जोड़ने के लिए उपचय जिम्मेदार है। दोनों उपचय और अपचय दोनों कोशिका में लगातार और एक साथ होते हैं.

आमतौर पर, एटीपी ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला अणु है। यह उन क्षेत्रों में फैल सकता है जहां इसकी आवश्यकता होती है और जब अणु में निहित रासायनिक ऊर्जा को हाइड्रोलाइज किया जाता है। उसी तरह, ऊर्जा को हाइड्रोजन परमाणुओं या इलेक्ट्रॉनों के रूप में ले जाया जा सकता है.

इन अणुओं को कोएंजाइम कहा जाता है और इसमें एनएडीपी, एनएडीपीएच और एफएमएनएच शामिल हैं₂. वे प्रतिक्रियाओं को कम करके कार्य करते हैं। इसके अलावा, वे एटीपी में कम करने की क्षमता को स्थानांतरित कर सकते हैं.

संदर्भ

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