الاختلاف الرئيسي بين مسارات التخليق الحيوي ومسارات التدهور هو أن مسار التخليق الحيوي يصنع جزيئات معقدة من جزيئات أبسط بينما يكسر المسار التدهور الجزيئات المعقدة والأكبر إلى جزيئات أبسط.
المسار الأيضي هو سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المحفزة بالإنزيم والتي تحدث داخل الخلية. هناك نوعان من مسارات التمثيل الغذائي: مسار التخليق الحيوي أو الابتنائي والمسار التدريجي أو التقويضي. يعمل هذان المساران الأيضيان معًا حيث يتم استخدام الطاقة المنبعثة من مسار واحد بواسطة المسار الآخر. تعد مسارات التمثيل الغذائي ضرورية للحفاظ على التوازن داخل الكائن الحي.كما أنها تحافظ على تدفق المستقلبات وتنظمه اعتمادًا على توفر الركائز. يتم استخدام المنتجات النهائية لهذه المسارات الأيضية على الفور ، أو بدء مسار آخر أو تخزينها لاستخدامها عند الحاجة. يتكون كل من هذه المسارات الأيضية من تفاعلات كيميائية مترابطة بواسطة منتجاتها الوسيطة. عادة ما تكون المسارات الأيضية أحادية الاتجاه ولكن التفاعلات الكيميائية قابلة للانعكاس.
ما هي مسارات التخليق الحيوي؟
مسار التخليق الحيوي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية والاستقلابية التي تحفزها الإنزيمات في تخليق منتج نهائي محدد في كائن حي. في هذا المسار ، يتم تعديل المركبات البسيطة وتحويلها إلى مركبات أخرى مختلفة أو تشكل جزيئات كبيرة. يُعرف مسار التخليق الحيوي أيضًا باسم المسار الابتنائي لأنه يتضمن تكوين الجزيئات الكبيرة. تشمل العناصر الضرورية لعملية التخليق الحيوي المركبات الأولية وجزيئات الطاقة الكيميائية مثل ATP والإنزيمات المحفزة جنبًا إلى جنب مع الإنزيمات المساعدة مثل NADH.هذه العناصر تخلق مونومرات تشكل جزيئات كبيرة.
الشكل 01: مسار التخليق الحيوي
تتكون مسارات التخليق الحيوي من سلسلة من التفاعلات الكيميائية. لكي تحدث ردود الفعل هذه ، هناك عدة عناصر ضرورية. وهي مركبات طليعية ، طاقة كيميائية ، إنزيمات محفزة وإنزيمات مساعدة أو عوامل مساعدة. تُعرف مركبات السلائف بالركيزة أو جزيء البداية في التفاعل. بمعنى آخر ، يطلق عليهم المتفاعلات. الإنزيمات التحفيزية هي بروتينات خاصة تزيد من معدل التفاعل عن طريق خفض طاقة التنشيط. تساعد الإنزيمات المساعدة أو العوامل المساعدة في التفاعل الكيميائي. تعمل أيونات المعادن ومشتقات الفيتامينات مثل NADH أو acetyl co-A وجزيئات أخرى مثل ATP كإنزيمات مشتركة أو عوامل مساعدة. أخيرًا ، تم العثور على الطاقة الكيميائية كجزيئات عالية الطاقة مثل ATP.الطاقة الكيميائية ضرورية لبناء الجزيئات الكبيرة مثل عديد الببتيدات والبروتينات والسكريات والأحماض النووية والدهون. لذلك ، فإن مسار التخليق الحيوي هو مسار إندرجوني حيث يتم امتصاص الطاقة أو استهلاكها. في الكائن الحي ، الهرمونات المشاركة في مسار التخليق الحيوي هي هرمون الاستروجين والتستوستيرون والأنسولين وهرمون النمو.
ما هي المسارات المتدهورة؟
المسار التدهور هو سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المحفزة بالإنزيم والتي تؤدي إلى انهيار الجزيئات الكبيرة أو البوليمرات. يُعرف المسار التدريجي أيضًا باسم المسار التقويضي لأنه يتضمن تفكك الجزيئات الأكبر إلى وحدات أصغر. في مسار التدهور ، يتم إطلاق الطاقة في شكل روابط فوسفات عالية الطاقة مع ناقلات الطاقة مثل ADP و الناتج المحلي الإجمالي لإنتاج ATP و GTP ، على التوالي. ينتج عن هذا طاقة حرة أقل في المنتجات النهائية. لذلك ، فإن المسار التدهور هو مسار طارد للطاقة حيث يتم إطلاق الطاقة المجانية.ينتج طاقة كيميائية في شكل ATP و GTP و NADPH و NADH و FADH2من مصادر معقدة مثل الكربوهيدرات والدهون والبروتينات. عادة ما تكون النواتج النهائية لهذه التفاعلات الكيميائية هي ثاني أكسيد الكربون والماء والأمونيا.
الشكل 02: مسار التدهور
في مسار التدهور ، يتم استخدام المونومرات التي يتم إطلاقها من تكسير البوليمرات لتقليل منتجات النفايات البسيطة بشكل أكبر عن طريق إطلاق الطاقة. هذه النفايات الخلوية هي حمض اللاكتيك وثاني أكسيد الكربون وحمض الخليك والأمونيا واليوريا. هذه العملية هي عادة عملية أكسدة. وبالتالي ، فإن المسار التدريجي يوفر طاقة كيميائية لصيانة الخلايا ونموها. في الكائن الحي ، الهرمونات التي تدخل في مسار التدهور هي الأدرينالين والكورتيزول والجلوكاجون والسيتوكينات.
أوجه التشابه بين مسارات التخليق الحيوي والتحلل
- هذه المسارات هي مسارات التمثيل الغذائي.
- كلا المسارين يشتمل على الطاقة.
- تتكون من تفاعلات كيميائية تحفزها الإنزيمات.
الفرق بين مسارات التخليق الحيوي والتحلل
يتضمن مسار التخليق الحيوي الابتنائية حيث تتحول الجزيئات أو الركائز الأبسط إلى جزيئات معقدة أكبر مثل السكريات والبروتينات والدهون والأحماض النووية. يتضمن المسار التدهور الهدم حيث تنقسم الجزيئات المعقدة الأكبر إلى جزيئات أبسط مثل السكريات الأحادية والأحماض الأمينية والأحماض الدهنية والنيوكليوتيدات. إذن ، هذا هو الاختلاف الرئيسي بين مسارات التخليق الحيوي والمسارات المتدهورة. علاوة على ذلك ، تستهلك مسارات التخليق الحيوي الطاقة بينما تطلق المسارات المتدهورة الطاقة.
يسرد الرسم البياني التالي الاختلافات بين المسارات التخليقية الحيوية والمسارات التدهور في شكل جدول للمقارنة جنبًا إلى جنب.
ملخص - التخليق الحيوي مقابل المسارات المتدهورة
يشارك المسار الحيوي والمسار التدريجي في عملية التمثيل الغذائي. هذه المسارات الأيضية عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المحفزة بالإنزيم والتي تحدث داخل الخلية. مسار التخليق الحيوي عبارة عن سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المشاركة في تخليق جزيئات معقدة من جزيئات أصغر وبسيطة باستخدام طاقة كيميائية. المسار التحلل هو سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية التي تشارك في تفكك الجزيئات المعقدة إلى جزيئات أبسط تطلق طاقة كيميائية. عادة ما تكون المسارات الأيضية أحادية الاتجاه ولكن التفاعلات الكيميائية قابلة للعكس. وبالتالي ، هذا يلخص الفرق بين مسارات التخليق الحيوي والتدهور.
