동화 작용 : 기능, 과정, 이화 작용과의 차이점 - 생물학 - 2026

동화가 작은 것과 큰 분자의 형성 반응을 포함 대사의 부문이다. 이러한 일련의 반응이 발생하려면 에너지 원이 필요하며 일반적으로 ATP (아데노신 삼인산)입니다.

동화 작용과 그 대사 역작용 인 이화 작용은 주로 호르몬에 의해 조정되고 조절되는 대사 경로 또는 경로라고하는 일련의 반응으로 분류됩니다. 모든 작은 단계가 제어되어 점진적인 에너지 전달이 발생합니다.

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단백 동화 과정은 아미노산, 지방산, 뉴클레오타이드 및 당 단량체와 같은 생체 분자를 구성하는 기본 단위를 취하고 최종 에너지 생산자로서 단백질, 지질, 핵산 및 탄수화물과 같은 더 복잡한 화합물을 생성 할 수 있습니다.

풍모

신진 대사는 신체 내에서 발생하는 모든 화학 반응을 포함하는 용어입니다. 세포는 합성 및 분해 반응이 지속적으로 발생하는 미세한 공장과 유사합니다.

신진 대사의 두 가지 목표는 첫 번째는 음식에 저장된 화학 에너지를 사용하는 것이고 두 번째는 신체에서 더 이상 기능하지 않는 구조 나 물질을 대체하는 것입니다. 이러한 이벤트는 각 유기체의 특정 요구에 따라 발생하며 호르몬이라고하는 화학 메신저가 지시합니다.

에너지는 주로 우리가 음식에서 섭취하는 지방과 탄수화물에서 나옵니다. 결핍이 발생하면 신체는 단백질을 사용하여 결핍을 보충 할 수 있습니다.

또한 재생 과정은 동화 작용과 밀접한 관련이 있습니다. 조직의 재생은 건강한 신체를 유지하고 제대로 작동하기위한 필수 조건입니다. 동화 작용은 기능을 유지하는 모든 세포 화합물을 생성합니다.

대사 과정 사이의 세포에는 미묘한 균형이 있습니다. 큰 분자는 이화 반응에 의해 가장 작은 구성 요소로 분해 될 수 있으며, 동화 작용을 통해 작은 것에서 큰 것까지의 역 과정이 발생할 수 있습니다.

단백 동화 과정

동화 작용은 일반적으로 세포 구성 요소의 "구성"또는 합성을 담당하는 효소 (화학 반응 속도를 몇 배로 가속화하는 작은 단백질 분자)에 의해 촉매되는 모든 반응을 포함합니다.

단백 동화 경로의 개요에는 다음 단계가 포함됩니다. 크렙스주기에서 매개체로 참여하는 단순한 분자는 아 민화되거나 화학적으로 아미노산으로 변환됩니다. 이들은 나중에 더 복잡한 분자로 조립됩니다.

이러한 과정에는 이화 작용에서 나오는 화학 에너지가 필요합니다. 가장 중요한 단백 동화 과정 중에는 지방산 합성, 콜레스테롤 합성, 핵산 합성 (DNA 및 RNA), 단백질 합성, 글리코겐 합성 및 아미노산 합성이 있습니다.

신체에서 이러한 분자의 역할과 합성 경로는 아래에 간략하게 설명됩니다.

지방산 합성

지질은 산화 될 때 많은 양의 에너지, 특히 트리 아실 글리세롤 분자를 생성 할 수있는 고도로 이질적인 생체 분자입니다.

지방산은 전형적인 지질입니다. 그들은 탄화수소로 만들어진 머리와 꼬리로 구성됩니다. 꼬리에 이중 결합이 있는지 여부에 따라 불포화되거나 포화 될 수 있습니다.

지질은 예비 물질로 참여하는 것 외에도 모든 생물학적 막의 필수 구성 요소입니다.

지방산은 아세틸 -CoA와 중탄산염에서 파생 된 말로 닐 -CoA라는 전구체 분자로부터 세포의 세포질에서 합성됩니다. 이 분자는 지방산의 성장을 시작하기 위해 세 개의 탄소 원자를 제공합니다.

말로 닐 형성 후, 합성 반응은 4 가지 필수 단계로 계속됩니다.

-아세틸 -ACP와 말로 닐 -ACP의 응축, 아세토 아세틸 -ACP를 생성하고 이산화탄소를 폐기물로 방출하는 반응.

-두 번째 단계는 NADPH에 의해 아세토 아세틸 -ACP를 D-3- 하이드 록시 부티 릴 -ACP로 환원하는 것입니다.

-이전 생성물 (D-3-hydroxybutyryl-ACP)을 crotonyl-ACP로 전환하는 후속 탈수 반응이 발생합니다.

-마지막으로 crotonyl-ACP는 환원되고 최종 제품은 butyryl-ACP입니다.

콜레스테롤 합성

콜레스테롤은 전형적인 17- 탄소 스테 란 핵을 가진 스테롤입니다. 담즙산, 다른 호르몬 (성 호르몬 포함)과 같은 다양한 분자의 전구체로 기능하고 비타민 D 합성에 필수적이기 때문에 생리학에서 다른 역할을합니다.

합성은 주로 간 세포에서 세포의 세포질에서 발생합니다. 이 단백 동화 경로는 세 단계로 구성됩니다. 먼저 이소프렌 단위가 형성된 다음 단위의 점진적 동화가 일어나 스쿠알렌을 생성하고, 이것이 라노 스테롤로 전달되고 마지막으로 콜레스테롤이 얻어집니다.

이 경로에서 효소의 활성은 주로 호르몬 인슐린 : 글루카곤의 상대적 비율에 의해 조절됩니다. 이 비율이 증가함에 따라 경로의 활동은 비례 적으로 증가합니다.

뉴클레오티드 합성

핵산은 DNA와 RNA이며 첫 번째는 살아있는 유기체의 발달 및 유지에 필요한 모든 정보를 포함하고 두 번째는 DNA의 기능을 보완합니다.

DNA와 RNA는 모두 기본 단위가 뉴클레오티드 인 폴리머의 긴 사슬로 구성됩니다. 차례로 뉴클레오티드는 설탕, 인산염 그룹 및 질소 염기로 구성됩니다. 퓨린과 피리 미딘의 전구체는 리보스 -5- 포스페이트입니다.

퓨린과 피리 미딘은 특히 이산화탄소, 글리신, 암모니아와 같은 전구체로부터 간에서 생성됩니다.

핵산 합성

뉴클레오티드는 생물학적 기능을 수행하기 위해 긴 DNA 또는 RNA 사슬로 연결되어야합니다. 이 과정에는 반응을 촉매하는 일련의 효소가 포함됩니다.

동일한 서열을 가진 더 많은 DNA 분자를 생성하기 위해 DNA를 복사하는 효소는 DNA 중합 효소입니다. 이 효소는 de novo 합성을 시작할 수 없으므로 프라이머라고하는 작은 DNA 또는 RNA 조각이 참여해야하므로 사슬이 형성됩니다.

이 이벤트에는 추가 효소의 참여가 필요합니다. 예를 들어, helicase는 중합 효소가 작용할 수 있고 topoisomerase가 DNA를 얽히거나 풀어서 DNA의 토폴로지를 수정할 수 있도록 DNA 이중 나선을 여는 데 도움이됩니다.

유사하게, RNA 중합 효소는 DNA 분자에서 RNA 합성에 참여합니다. 이전 프로세스와 달리 RNA 합성에는 언급 된 프라이머가 필요하지 않습니다.

단백질 합성

단백질 합성은 모든 살아있는 유기체에서 중요한 사건입니다. 단백질은 물질을 운반하거나 구조적 단백질의 역할을하는 것과 같은 다양한 기능을 수행합니다.

생물학의 중심 "교리"에 따르면, DNA가 메신저 RNA로 복사 된 후 (이전 섹션에서 설명했듯이), 이는 차례로 리보솜에 의해 아미노산 중합체로 번역됩니다. RNA에서 각 삼중 선 (3 개의 뉴클레오티드)은 20 개의 아미노산 중 하나로 해석됩니다.

합성은 리보솜이 발견되는 세포의 세포질에서 발생합니다. 이 프로세스는 활성화, 시작, 연장 및 종료의 네 단계로 이루어집니다.

활성화는 특정 아미노산이 해당 전달 RNA에 결합하는 것으로 구성됩니다. 개시는 "개시 인자"에 의해 지원되는 메신저 RNA의 3 '말단 부분에 리보솜의 결합을 포함한다.

신장은 RNA 메시지에 따라 아미노산 추가를 포함합니다. 마지막으로이 과정은 종료 콘돔 (UAA, UAG 또는 UGA)이라고하는 메신저 RNA의 특정 시퀀스로 중지됩니다.

글리코겐 합성

글리코겐은 반복되는 포도당 단위로 구성된 분자입니다. 그것은 에너지 비축 물질로 작용하며 대부분 간과 근육에 풍부합니다.

합성 경로를 글리코겐 생성이라고하며 효소 글리코겐 합성 효소, ATP 및 UTP의 참여가 필요합니다. 이 경로는 포도당을 포도당 -6- 인산으로 인산화 한 다음 포도당 -1 인산으로의 인산화로 시작됩니다. 다음 단계는 UDP- 포도당과 무기 인산염을 생성하기 위해 UDP를 추가하는 것입니다.

UDP- 포도당 분자는 알파 1-4 결합을 통해 포도당 사슬에 추가되어 UDP 뉴클레오타이드를 방출합니다. 가지가 발생하는 경우 알파 1-6 결합에 의해 형성됩니다.

아미노산 합성

아미노산은 단백질을 구성하는 단위입니다. 자연에는 단백질의 최종 특성을 결정하는 고유 한 물리적 및 화학적 특성을 가진 20 가지 유형이 있습니다.

모든 유기체가 20 가지 유형을 모두 합성 할 수있는 것은 아닙니다. 예를 들어 인간은 11 개만 합성 할 수 있고 나머지 9 개는 식단에 포함시켜야합니다.

각 아미노산에는 자체 경로가 있습니다. 그러나 이들은 알파-케 토글 루타 레이트, 옥 살로 아세테이트, 3- 포스 포 글리세 레이트, 피루 베이트와 같은 전구체 분자에서 유래합니다.

동화 작용 조절

앞에서 언급했듯이 신진 대사는 호르몬이라고 불리는 물질에 의해 조절되며 선 또는 상피 조직에서 분비됩니다. 이들은 메신저 역할을하며 화학적 성질은 상당히 이질적입니다.

예를 들어 인슐린은 췌장에서 분비되는 호르몬으로 신진 대사에 큰 영향을 미칩니다. 고 탄수화물 식사 후 인슐린은 동화 경로의 자극제 역할을합니다.

따라서 호르몬은 지방이나 글리코겐과 같은 저장 물질의 합성을 허용하는 과정을 활성화시키는 역할을합니다.

유년기, 청소년기, 임신 중 또는 근육 성장에 초점을 맞춘 훈련 중과 같이 동화 과정이 우세한 삶의 기간이 있습니다.

이화 작용과의 차이점

우리 몸, 특히 세포 내에서 발생하는 모든 화학 과정과 반응은 전 세계적으로 신진 대사로 알려져 있습니다. 고도로 통제 된 일련의 이벤트 덕분에 우리는 체온을 성장, 발달, 재생산 및 유지할 수 있습니다.

합성 대 분해

신진 대사는 생체 분자 (단백질, 탄수화물, 지질 또는 지방 및 핵산)를 사용하여 살아있는 시스템의 모든 필수 반응을 유지하는 것을 포함합니다.

이러한 분자를 얻는 것은 우리가 매일 먹는 음식에서 나오며 우리 몸은 소화 과정에서 이들을 더 작은 단위로 "분해"할 수 있습니다.

예를 들어, 단백질 (예 : 육류 또는 계란에서 나올 수 있음)은 주요 구성 요소 인 아미노산으로 분해됩니다. 같은 방식으로 우리는 탄수화물을 더 작은 단위의 당, 일반적으로 우리 몸에서 가장 많이 사용하는 탄수화물 중 하나 인 포도당으로 처리 할 수 ​​있습니다.

우리 몸은 아미노산, 당, 지방산 등의 작은 단위를 사용하여 우리 몸에 필요한 구성으로 새로운 더 큰 분자를 만들 수 있습니다.

분해되고 에너지를 얻는 과정을 이화 작용이라고하며, 더 복잡한 새로운 분자의 형성은 동화 작용입니다. 따라서 합성 과정은 동화 작용 및 분해 과정과 관련이 있습니다.

니모닉 규칙으로 우리는 catabolism이라는 단어에서 "c"를 사용하고 "cut"이라는 단어와 관련시킬 수 있습니다.

에너지 사용

단백 동화 과정은 에너지를 필요로하는 반면 분해 과정은 주로 세포의 에너지 통화로 알려진 ATP 형태로이 에너지를 생성합니다.

이 에너지는 이화 과정에서 비롯됩니다. 우리가 카드 한 벌을 가지고 있다고 상상해 봅시다. 모든 카드를 깔끔하게 쌓아 놓고 바닥에 던지면 자연스럽게 (이화 작용과 유사합니다).

그러나 우리가 그것들을 다시 주문하고 싶다면 우리는 시스템에 에너지를 가하고 땅에서 그것들을 모아야합니다 (단백 동화와 유사 함).

어떤 경우에는 이화 작용 경로가 프로세스를 시작하기위한 첫 번째 단계에서 "에너지 주입"이 필요합니다. 예를 들어 해당 과정 또는 해당 과정은 포도당의 분해입니다. 이 경로를 시작하려면 두 개의 ATP 분자를 사용해야합니다.

동화 작용과 이화 작용 사이의 균형

건강하고 적절한 신진 대사를 유지하려면 동화 작용과 이화 작용 사이에 균형이 있어야합니다. 동화 작용의 과정이 이화 작용의 과정을 초과하는 경우 합성 이벤트가 우세합니다. 대조적으로, 신체가 필요 이상으로 더 많은 에너지를받을 때, 이화 경로가 우세합니다.

신체가 역경을 겪고이를 질병 또는 장기 단식 기간이라고 부르면 신진 대사는 분해 경로에 초점을 맞추고 이화 상태로 들어갑니다.

출처 : Wikimedia Commons의 Alejandro Porto 작성

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