Метаболизм
Метаболи́зм (грек. μεταβολή — «әүерелеү, үҙгәреү»), йәки матдәләр алмашыныу — тере организмда тереклекте һаҡлау өсөн зарур химик реакциялар. Был процесстар организмға үҫергә һәм үрсергә, үҙ структураларын һаҡларға һәм тышҡы тәьҫиргә яуап бирергә мөмкинлек бирә.
Метаболизм ғәҙәттә ике ҡапма-ҡаршы процестан тора:
- катаболизм (энергетик алмашыныу) барышында ҡатмарлы органик матдәләр ябай матдәләргә тарҡалалар;был процесс барышында энергия бүленеп сыға.
- анаболизм (пластик алмашыныу) процессы барышында энергия сарыф ителеп аҡһым, шәкәр, май һәм нуклеин кислотаһы кеүек матдәләр барлыҡҡа килә.
Туҡланыу процессында организмға матдәлер килә. Уларҙы эшкәртеп, йәғни бик ябай өлөштәргә тарҡатып, организм тарафынан үҙлештерелеп, үҫеш өсөш төҙөлөш материалы ала. Был процесс тотороҡһоҙ барһын өсөн энергия кәрәк. Аҙыҡ энергия сығанағы булып тора.
Матдәләр алмашыныуы энергия әүерелеүе менән бәйләнгән. Аҙыҡтың ҡатмарлы матдәләре ябайҙарға тиклем тарҡалыуы һәм үҙләштерелеүе энергия бүленеү менән бергә бара. Матдәләр алмашаныуҙың барлыҡ реакциялары һәм энергияның әүерелеүе реакцияны тиҙләтеүсе катализаторҙар — ферменттар ҡатнашлығында бара. Аш һеңдереү ферменттары төкөрөктә, ашҡаҙан һутында, аш һеңдереү биҙҙәренең бүлендектәрендә була.
Катаболизм
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Катаболизм тип шәкәр, май, аминокислота кеүек ҙур молекулаларҙың тарҡалыу метаболик процессын атайҙар.
Катаболизм процессында анаболизм (биосинтез) өсөн ябайыраҡ органик молекулалар барлыҡҡа килә. Шулай уҡ, энергия сығымдары талап иткән барлыҡ процестар өсөн кәрәк булған АТФ синтезлана.
АТФ (аденозинтрифосфат) — күҙәнәкте энергия менән тәьмин итеүҙә берҙәм һәм универсаль сығанаҡ, «аккумулятор»
Метаболизм төрө буйынса организмдарҙы энергия алыу сығанағына нигеҙләнеп классификацияларға була.
Хайуандарҙа был реакциялар ҡатмарлы органик молекулаларҙы углерод оксиды һәм һыуға тиклем тарҡатыу менән бәйле. Фотосинтезлаусы организмдарҙа — электрон күсереү энергия әүерелдермәй, был ысул энергия һаҡлау ысулы[1].
Анаболизм
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]Анаболизм — ҡатмарлы молекулалар биосинтезенда энергия сарыф итеп үткәрелгән метаболик процесстар. Күҙәнәк структураһына ингән ҡатмарлы молекулалар эҙмә-эҙлекле ябайыраҡ төҙөлөшлө молекулаларҙан төҙөлә.
Анаболизм өс этаптан тора, һәр этабы махсус ферменттар ярҙамында башҡарыла.
- Беренсе этапта ябай төҙөлөшлө аминокислоталар, моносахаридтар, терпеноидтар һәм нуклеотидтар синтезлана.
- Икенсе этапта АТР энергияһын сарыф итеп актив формаға күсә.
- Өсөнсө этапта мономерҙар, аҡһым, полисахарид, май һәм нуклеин кислотаһы кеүек ҡатмарлы молекулаларҙа берләшә.
Тарихы
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]
Биологияға «метаболизм» терминын беренсе тапҡыр 1840 йылда Теодор Шванн кереткән, әммә был термин ҡиң ҡулланылмай.
1870 йылдарҙы Майкл Фостерҙың физиология буйынса ҡулланмаһы сыҡҡас, термин күпселек телдәрҙә ҡулланыла башлай[2].
Метаболизмды өйрәнеү бер нисә быуат дауам итә. Өйрәнеү хайуандар организмдағы метаболик реакцияларҙы өйрәнеүҙән башлана.
Матдәләр алмашыныу төшөнсәһе беренсе тапҡыр Ибн әл-Нәфис (1213—1288) хеҙмәттәрендә күренә, ул «кәүҙә һәм уның өлөштәре даими рәүештә тарҡалыу һәм туҡланыу хәлендә тора, даими рәүештә үҙгәрештәр кисерә» тип яҙа[3].
Метаболизм буйынса иң беренсе эксперимент тураһында 1614 йылда Санторио итал. Ars de statica medicina[4] тигән китабында яҙған. Ул үҙен ашағанға тиклем, ашағандан һуң, йоҡоға тиклем һәм йоҡонан һуң, һыу эскәнгә тиклем һәм һыу эскәндән һуң, һейҙек бүлеп сығарғандан һуң үлсәп ҡараған. Ул ашаған аҙығының ауырлығы етмәүенә иғтибар итә, ул быны боҫҡа әүерелгән тип аңлата.
Тәүге тикшеренеүҙәрҙә метаболик реакция булыуын асыҡлай алмай, йәнле туҡыма менән «тере көс» (витализм) идара итә тип иҫәпләй[5].
XIX быуатта Луи Пастер шәкәрҙе әсетке ярҙамында спиртҡа тиклем әсеткәндә, әсеү процессы ферменттар ярҙамында башҡарыла тип иҫбат итә. «Алкогольгә тиклем әсеү — махсус күҙәнәктәр ярҙамында башҡарыла, был процесс күҙәнәктең үлеме һәм тарҡалыуы менән бәйләнмәгән» тип яҙа Пастер[6]. Был реакция һәм 1828 йылда Фридрих Вёлер асҡан мочевина синтезы реакцияһы[7] күҙәнәктәге органик реакцияларҙың химиялағы башҡа реакцияларҙан айырмаһы булмауын иҫбат итә.
XX быуат башында Эдуард Бухнер ферменттар булыуын асҡас биохимия фән булараҡ үҫеш ала[8].
Ханс Адольф Кребс XX быуаттаң иң уңышлы биохимигы булып танылған[9][10].
Хәҙерге биохимик тикшеренеүҙәрҙә, хроматография, рентгеноструктура анализы, ЯМР-спектроскопия, электронлы микроскопия һәм классик молекуляр динамика ысулы кеүек яңы ысулдар ҡулланыла. Был алымдар күҙәнәктә барған метаболик реакцияларҙы ентекләп өйрәнергә мөмкинлек бирә.
Иҫкәрмәләр
[үҙгәртергә | сығанаҡты үҙгәртеү]- ↑ Nelson N, Ben-Shem A (2004). «The complex architecture of oxygenic photosynthesis». Nat Rev Mol Cell Biol 5 (12): 971–82. DOI:10.1038/nrm1525. PMID 15573135.
- ↑ Фельдман Г.Э. Майкл Фостер. — Ленинград: Наука, 1986. — С. 52.
- ↑ Dr. Abu Shadi Al-Roubi (1982), «Ibn Al-Nafis as a philosopher», Symposium on Ibn al Nafis, Second International Conference on Islamic Medicine: Islamic Medical Organization, Kuwait (cf. Ibnul-Nafees As a Philosopher, Encyclopedia of Islamic World [1]).
- ↑ Eknoyan G (1999). «Santorio Sanctorius (1561–1636) - founding father of metabolic balance studies». Am J Nephrol 19 (2): 226–33. DOI:10.1159/000013455. PMID 10213823.
- ↑ Williams, H. S. (1904) A History of Science: in Five Volumes. Volume IV: Modern Development of the Chemical and Biological Sciences Harper and Brothers (New York) Retrieved on 2007-03-26
- ↑ Dubos J. (1951). «Louis Pasteur: Free Lance of Science, Gollancz. Quoted in Manchester K. L. (1995) Louis Pasteur (1822–1895)—chance and the prepared mind». Trends Biotechnol 13 (12): 511–515. DOI:10.1016/S0167-7799(00)89014-9. PMID 8595136.
- ↑ Kinne-Saffran E, Kinne R (1999). «Vitalism and synthesis of urea. From Friedrich Wöhler to Hans A. Krebs». Am J Nephrol 19 (2): 290–4. DOI:10.1159/000013463. PMID 10213830.
- ↑ Eduard Buchner’s 1907 Nobel lecture at http://nobelprize.org Accessed 2007-03-20
- ↑ Kornberg H (2000). «Krebs and his trinity of cycles». Nat Rev Mol Cell Biol 1 (3): 225–8. DOI:10.1038/35043073. PMID 11252898.
- ↑ Krebs HA, Henseleit K (1932). «Untersuchungen über die Harnstoffbildung im tierkorper». Z. Physiol. Chem. 210: 33–66. Krebs H, Johnson W (April 1937). «Metabolism of ketonic acids in animal tissues». Biochem J 31 (4): 645–60. PMID 16746382.