Определение пластического обмена: синтез белка и углеводов

Определение пластического обмена

Как правильно называется пластический обмен и что такое пластический обмен?

Результат пластического обмена веществ или анаболизма — образование высокомолекулярных соединений.

Обмен веществ наблюдается у любого живого организма: он фундаментальный и состоит из двух сторон. Один из них — синтез (анаболизм), а другой — распад высокомолекулярных соединений (катаболизм).

Протекающие в зеленых растениях процессы анаболизма (при пластическом обмене происходит поглощение энергии — фотосинтез), крайне важны для поддержания жизни на планете. Такие химические реакции включают в себя системы синтеза аминокислот, нуклеотидов, моносахаридов, жирных кислот, АТФ, макромолекул и нуклеиновых кислот.

В процессе пластического обмена у организма появляется возможность для построения свойственных ему белков, жиров и углеводов, регуляции процесса создания новых клеток, межклеточного вещества и различных органелл.

В ходе пластического обмена происходит:

• обеспечение клетки строительным материалом;
• обеспечение клетки органическими веществами.

У гетеротрофов и автотрофов наблюдаются различия в системе пластического обмена. Автотрофы в построении необходимых веществ используют органику, полученную из неорганического углерода CO₂. В основе этого получения лежат такие процессы как фото- и хемосинтез. У автотрофов нет необходимости в органических веществах, поскольку они сами же их и создают.

Гетеротрофы же постоянно нуждаются в органических веществах, поступающих извне. У разных организмов эта потребность выражается в разной степени.

Система образования органических молекул дает возможность понять суть gkfcnbxtcrbq j,vtyf как фундаментального физиологического процесса. Обратимся к ней.

Синтез белка

Синтез белка осуществляется в цитоплазме клетки. Белки имеют в составе аминокислоты — их насчитывается 20. В основе синтеза белка лежит матричный принцип.

Выделяют несколько этапов пластического обмена или матричного синтеза:

• трансляцию или создание цепи, которая состоит из полипептидов, как этап пластического обмена;
• фолдинг или создание трехмерной полипептидной структуры;
• модификацию химических веществ;
• транспорт полученной структуры в место, где происходит «сборка» молекулы белка.

Для трансляции характерен подбор последовательности триплетов нуклеотидов (и-РНК) на основе принципа соответствия в пептидной цепочке при помощи рибосомы. Рибосома состоит из двух субъединиц, делящихся на белковую и рибонуклеотидную части. Доставка аминокислот к рибосомам происходит при помощи молекул т-РНК.

Один из ее участков содержит триплет — антикодон: он связывается с кодоном по принципу комплементарности. После этого комплекс связывается с рибосомой и переносится при участии т-РНК на растущую полипептидную цепь.

Весь этот процесс невозможен без огромных энергетических затрат:

• активация процесса трансляции происходит при помощи одной молекулы АТФ;
• активация любой аминокислоты, обеспечивающей прикрепление к молекуле т-РНК, происходит при участии двух макроэргических связей. Происходит разложение АТФ до АМФ и пирофосфата;
• связь аминокислоты, т-РНК и А-сайта рибосомы обеспечивается одной молекулой АТФ;
• транслокация рибосом после образования ими необходимой пептидной связи ₂происходит также при помощи одной молекулы АТФ;
• терминация трансляции также происходит при участии одной молекулы АТФ.

Как итог — каждая аминокислота, содержащаяся в белковой молекуле, включает в себя 4 макроэргические связи. Эти энергетические потребности компенсируются точностью и необратимостью образования цепи полипептидов.

Синтез углеводов

Реакции протекают в печени, почках, эпителии тонкого кишечника. В общем и целом, реакции представляют собой гликолиз, который осуществляется в цитоплазме. Однако часть реакций протекает в митохондриях и эндоплазматической сети.

Представим уравнение глюконеогенеза:

4 АТФ + 2 ГТФ + 2 пируват + 2Н+ + 4H₂O +2 НАДН = С₆H₁₂O + АДФ + 6 Ф + 2 НАД+.

Реакция синтеза гликогена из глюкозы протекает в цитоплазме мышечных тканей и клеток печени.

Синтез же жирных кислот осуществляется в ПЖК. Он является многоступенчатым. Катализатор в виде единого полиферментного комплекса, который представлен рядом белковых субъединиц — обязательное условие протекание данного синтеза. В каждом из циклов процесса синтеза жирных кислот происходит деление молекулы на 2 атома углерода.

Синтез нуклеотидов осуществляется в цитоплазме: его реализует любая активная клетка организма. Этот процесс тоже многоэтапный, а каждый из этапов — сложный. В ходе этих этапов происходит образование гетероциклических азотистых оснований из нециклических молекул и ионов (аминокислоты, гидрокарбонат-ион).

Как видно, анаболизм подразумевает систему создания всех жизненно важных веществ для любой из клеток организма. Важно следить за возможными нарушениями анаболизма: это позволит сохранить клеточную систему здоровой и способной полноценно поддерживать собственный гомеостаз.

В случае нарушений обмена веществ страдает не только здоровье человека: становится невозможным существование любой живой системы.