Razlika između verzija stranice "Metabolizam"

[[Datoteka:Catabolism.svg|mini|desno|300px|Uopćeni prikaz katabolizma proteina, ugljikohidrata i masti.]]

'''Metabolizam''' ([[grčki jezik|grč.]] μεταβολήσμός - ''metabolos'' = promjena) je [[biohemija|biohemijski]] proces u kojem dolazi do modifikacijemijenjanje hemijskih jedinjenja u živim organizmima i [[Ćelija (biologija)|ćelijama]]. Metabolizam se dijeli na [[anabolizam]] odnosno biosintezu (stvaranje) kompleksnih organskih molekula i na [[katabolizam]] koji je obrnuti proces od anabolizma, a to je razlaganje kompleksnihsloženih organskih jedinjenja u jednostavnije sastojke. Sveukupni biohemijski procesi u jednom organizmu se jednom rječju nazivaju metabolizam. Najveći uticaj u metabolizmu ima [[endokrini sistem]]. ToMetabolizam jepredstavlja setodređenu grupu [[Hemijska reakcija|hemijskih transformacijapromjena]] kojima se održava [[život]] u ćelijama. Ove reakcije su [[kataliza|katalizirane]] [[enzim]]ima. One omogućavaju organizmima da rastu i da se reproduciraju, održe svoje strukture i odgovore na okolinske energetske dražiutjecaje prirodne okoline. TerminNaziv metabolizam se također može odnositi i na sve hemijske reakcije koje se odvijaju u živim organizmima, uključujuću [[varenje]] i transportprenos supstanci unutar i između različith ćelija,. kadaSkup se taj skuphemijskih reakcija unutar ćelija naziva se '''intermedijarni metabolizam''' ili '''ćelijski metabolizam'''.

Ćelijski metabolizam je temelj svih životnih aktivnosti - od jednoćelijskih do najsloženijih višećelijskih oblika [[život]]a - čini mreža metaboličkih procesa, povezanih u uskladenu i dinmničnudinamičnu cjelinu organizma. Uravnotežen sistem na ovoj razini je također uvjetuslov za održavanje [[homeostaza|homeostaze]]. U tom sistemu prometa materije i energije u ćeliji, veoma su važne redukcijske i oksidacijske reakcije, koje o1nogućavaju omogućavaju preobrazbu odgovarajućih [[molekula]]. Oksidacija molekula je posljedica gubitka [[elektron]]a iz nekog od njihovih [[atom]]a, dok je redukcija suprotan proces. Oksidacija i redukcija uzajmnnouzajmno su povezane i uvjeto­vaneuslovljene reakcije, jer ako jedan atom otpušta elektrone, neki drugi ih mora primiti (pošto oni ne mogu egzistiratipostojati nezavisno).

Prelazak elektrona iz jedne molekule u drugu praćen je oslobađanjem odgovarajućih količina [[energija|energije]]. Stoga su oksidacija i redukcija posebno značajne u energetskom bilansu ćelije, kao svojevrsni pokazatelji intenziteta razgradnje postojećih supstanci ([[katabo­lizam]]) i izgradnje novih ([[anabolizam]]).<ref>Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-222-6.</ref><ref>Korene Z., Hadžiselimović R., Maslić E. (2001): Biologija za 8. razred osnovne škole. Svjetlost, Sarajevo, ISBN 9958-10-396-6.</ref>

Osnovni energetski izvori su organski spojevi. Oslobođena energija tokom oksida­cijsko-redukcijskih (redoks) procesa u ćeliji mozemože se iskoristiti jedino posredstvom posebnih molekula, koje su u stanju vezati relativno mnogo energije, a zatim je trošiti u odgo­varajućim sintetskim procesima. U tom pogledu, najznačajnije molekule su [[Adenozin trifosfat|adenozin trifosfata]] ([[ATP]]). To je [[nukleotid]]ni derivat [[adenin]]a, koji ima tri [[fosfat]]ne skupine. Otpuštanjem jedne od njih, nastaje adenozin-difosfat ([[ADP]]), uz oslobađanje značajne količine energije. Adenozin-mono­fosfat ([[AMP]]) ima malo energije, a nastaje od ADP (gubitkom jedne fosfatne skupine). Međutim, on i ADP itnajuimaju veoma jak afinitet pretnaprema [[fosfat]]noj kiselini pa je povratna reakcija brza i djelotvorna u smjeru:

Prema tomne, u vezamna fosfatne grupe i adenina deponira se odgovarajucaodgovarajuċa količina energije, koja se obrnutim slijedom reakcija vemnaveoma lahko oslobađa i iskoristavaiskorištava u celijċelij­skotnskom metabolizmu.

Pored toga, na intenzitet ćelijskog metabolizma posebno utiče prostorni ras­pored [[enzim]]a koji pokreću i usaglašavaju sve stupnjeve reakcije u ćeliji, te funkcional­nost pojedinih celijskihċelijskih [[organela]] i struktura.

[[FileDatoteka:ATP-3D-vdW.png|thumb|right|Struktura [[adenozin trifosfat]]a (ATP), centralnogsredišnjeg intermedijatoraposrednika u energijskom metabolizmu.]]

Budući da su te molekule osnova [[život]]a, metaboličke reakcije su usmjerneusmjerene na prepravljenjeprepravljanje tih molekula za konstrukcijuizgradnju sopstvenih ćelija i tkiva ili na njihovo razlaganje, pri čemu se iskorištavaju kao izvori energije, putem varenja. Te supstance mogu biti spojene u [[polimer]]e kao što su [[DNK]] i [[protein]]i, esencijalnikoje su osnovne [[makromolekula|makromolekule]] života.

!Primjeri polimernih formioblika

=== Aminokiseline i proteini ===

[[Protein]]i se sastoje od [[aminokiselina]], koje su povezane u linearne lance preko [[peptidna veza|peptidnih veza]]. Pored toga, mnogi proteini su [[enzim]]i koji [[kataliza|kataliziraju]] hemijske reakcije metabolizma. Drugi proteini imaju strukturne i/ili mehaničke funkcijeuloge, kao što su oni koji formirajuizgrađuju [[citoskelet]], sistem kojim se održava oblik ćelija.<ref>Nelson D, L., Cox M. M. (2005): Lehninger principles of biochemistry. W. H. Freeman and Comp., New York, ISBN 0-7167-4339-6.</ref> Aminokiseline također doprinose ćelijskom energetskom metabolizmu tako što služe kao izvor ugljika u cilusu limunske kiseline ([[Krebsov ciklus]]), što je osobito značajno u oskudici primarnihglavnih izvora energije, kao što je [[glukoza]] ili kad su ćelije izložene metaboličkom stresu.

[[Lipid]]i ili [[masti]] su najraznovrsnija grupa biohemijskih supstanci. Njihova glavna uloga u ćelijskoj strukturi je prisustvo u građi [[membrana|bioloških membrana]], unutrašnjih i spojnjih, kao što je [[ćelijska membrana]] ili slućžesluže kao bogat izvor energije. Lipidi se obično definirajutumače kao [[hidrofobnost|hidrofobnihidrofobne]] ili [[amfifilnost|amfifilne]] biološke molekule, iako se rastvaraju u [[organski rastvarač|organskim rastvaračima]], kao što jesu [[benzen]] ili [[hloroform]].<ref>Fahy E. et al. (2005): A comprehensive classification system for lipids. http://www.jlr.org/cgi/content/full/46/5/839. J. Lipid Res., 46 (5): 839–861.|pmid=15722563 |doi=10.1194/jlr.E400004-JLR200.</ref> [[Masti]] su grupa velikih jedinjenja − spojevi [[masna kiselina|masne kiseline]] i [[glicerol]]a. Molekula glicerola je vezana za tri masne kiseline u [[estar]]u koji se zove [[triglicerid|triacilglicerid]].<ref>Nomenclature of Lipids |publisher=IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN),http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/lipid/.</ref> Postoji nekoliko varijacija ove osnovne strukture, uključujući i alternativne, kao što je [[sfingozin]] u [[sfingolipid]]ima, i [[hidrofil|hidrofilne]] grupe kao što su [[fosfat]]i u [[fosfolipid]]ima. [[Steroid]]i, kao što je [[holesterol]] su također još jedna značajna klasa lipida.

[[FileDatoteka:Glucose Fisher to Haworth.gif|thumb|250px|right|Ravni oblik lanca se sastoji od četiri CHOH grupe, povezane u nizu, ograničene na krajevima aldehidnom grupom COH i metanol grupom CH2OH.<br> Za formirajeizgradnju prstena, aldehidna grupa se kombinira sa OH grupom narednog − posljednjeg ugljika na drugom kraju, neposredno ispred metanolne grupe.]]

[[Ugljikohidrat]]i su [[aldehid]]i ili [[keton]]i, sa nekoliko vezanih [[hidroksil]]nih grupa, koji mogu biti kao otvoreni lanci ili prstenovi. Ugljeni hidrati su najrasprostranjenijnajrasprostranjenije biološkbiološke molekule. Obavljaju brojne uloge, kao što je skladištenje i transportprenos [[energija|energije]] ([[skrob]], [[glikogen]]) i kao strukturnestrukturni komponentedijelovi ([[celuloza]] u biljkama, [[hitin]] kod životinja). Osnovne ugljikohidratne jedinice su [[monosaharid]]i, koji obuhvataju [[galaktoza|galaktozu]], [[fruktoza|fruktozu]], i [[glukoza|glukozu]]. Monosaharidi se mogu povezati u [[polisaharid]]e, na gotovo neograničen broj načina.

=== Nukleotidi ===

U [[molekula]]ma dva oblika nukleinskih kiselina – [[DNK]] i/ili [[RNK]] – zapisana je i pohranjena kompletna [[genetička informacija]] svake jedinke. To su polimeri [[nukleotid]]a, tj. [[polinukleotid]]i. Svaki nukleotid se sastoji od fosfatne grupe koja je vezanvezana za [[riboza|riboznu]] ili [[deoksiriboza|deoksiriboznideoksiriboznu]] šećernu grupu, a ova dalje za [[Dušična baza|dušikovu bazu]]. [[Nukleinske kiseline]] su nezamjenljive u pohranjivanju i realizacijiizvršenju genetičke informacije, odnosno njenunjeno interpretacijutumačenje u procesima [[transkripcija|transkripcije]] i [[protein|biosintezi proteina]]. Ta informacija je zaštićena putem mehanizma za [[Reparacija DNK|popravku DNK]] i propagiraširi se preko [[DNK replikacija|DNK replikacije]]. Mnogi [[virus]]i imaju [[RNK virus|RNK genome]], kao, primjerice, [[HIV]]. Za kreiranje DNK šifre, oni koriste [[Reverzna transkriptaza|reverznu transkripciju]] iz sopstvenog virusnog RNK [[genom]]a. Budući da može katalizirati biohemijske reakcije, RNK u [[ribozim]]ima, kao što su [[splajseosom]]i i [[ribosom]]i je slična [[enzim]]ima. Pojedinačni [[nukleotid]]i nastaju vezivanjem [[nukleobaza|nukleobaze]] za [[riboza|ribozni]] šećer. Baze su [[Heterociklično jedinjenje|heterociklični]] prstenovi koji sadrže [[dušik]], a klasificiraniauvrštena je kao [[purin]]i ili [[pirimidin]]i. U reakcijama transferaprenosa metaboličkih grupa, nukleotidi također delujudjeluju i kao koenzimi.

[[FileDatoteka:Acetyl-CoA-2D.svg|thumb|right|300px|Struktura [[koenzim]]a [[acetil-KoA]]. Prenosiva [[acetil]] gurpagrupa je vezana za atom [[sumpor]]a (na lijevoj strani strukture).]]