Põhiline erinevus biosünteesi ja lagunemisradade vahel on see, et biosünteesirada sünteesib keerukamaid molekule lihtsamatest molekulidest, samas kui lagunemisrada lagundab keerulised ja suuremad molekulid lihtsamateks molekulideks.
Ainevahetusrada on ensüümide katalüüsitud biokeemiliste reaktsioonide jada, mis toimub rakus. On kahte tüüpi metaboolseid teid: biosünteetiline ehk anaboolne rada ja degradatiivne ehk kataboolne rada. Need kaks metaboolset rada töötavad koos, kuna ühest rajast vabanevat energiat kasutab teine rada. Metaboolsed rajad on vajalikud homöostaasi säilitamiseks organismis. Samuti säilitavad ja reguleerivad nad metaboliitide voogu sõltuv alt substraatide saadavusest. Nende metaboolsete radade lõppsaadused kas kasutatakse kohe ära, käivitatakse teine rada või säilitatakse vajaduse korral kasutamiseks. Kõik need metaboolsed rajad koosnevad keemilistest reaktsioonidest, mis on omavahel seotud nende vaheproduktidega. Ainevahetusteed on tavaliselt ühesuunalised, kuid keemilised reaktsioonid on pöörduvad.
Mis on biosünteesirajad?
Biosünteesirada on keemiliste ja metaboolsete reaktsioonide jada, mida katalüüsivad ensüümid konkreetse lõpp-produkti sünteesil elusorganismis. Sel teel lihtsaid ühendeid muudetakse ja muudetakse mitmesugusteks muudeks ühenditeks või moodustuvad makromolekulid. Biosünteesi rada on tuntud ka kui anaboolne rada, kuna see hõlmab makromolekulide moodustumist. Biosünteesiprotsessi jaoks vajalikud elemendid hõlmavad prekursorühendeid, keemilisi energiamolekule nagu ATP ja katalüütilisi ensüüme koos kaasensüümidega, nagu NADH. Need elemendid loovad monomeere, mis moodustavad makromolekule.
Joonis 01: Biosünteesirada
Biosünteesirajad koosnevad reast keemilistest reaktsioonidest. Nende reaktsioonide toimumiseks on vaja mitut elementi. Need on prekursorühendid, keemiline energia, katalüütilised ensüümid ja kaasensüümid või kofaktorid. Prekursorühendeid tuntakse reaktsiooni substraadi või lähtemolekulina. Teisisõnu nimetatakse neid reaktiivideks. Katalüütilised ensüümid on spetsiaalsed valgud, mis suurendavad reaktsiooni kiirust, vähendades aktiveerimisenergiat. Kaasensüümid või kofaktorid aitavad keemilist reaktsiooni. Metalliioonid ja vitamiiniderivaadid nagu NADH või atsetüülko-A ja muud molekulid, nagu ATP, toimivad kaasensüümide või kofaktoritena. Lõpuks leitakse keemilist energiat kõrge energiaga molekulidena, nagu ATP. Keemiline energia on vajalik selliste makromolekulide nagu polüpeptiidid, valgud, polüsahhariidid, nukleiinhapped ja lipiidid konstrueerimiseks. Seetõttu on biosünteesirada endergooniline rada, kuna energia neeldub või kulub ära. Elusorganismis osalevad biosünteesirajas hormoonid östrogeen, testosteroon, insuliin ja kasvuhormoon.
Mis on degradatiivsed rajad?
Lagunemisrada on ensüümide katalüüsitud biokeemiliste reaktsioonide jada, mille tulemuseks on suurte molekulide või polümeeride lagunemine. Lagunemise rada on tuntud ka kui kataboolne rada, kuna see hõlmab suuremate molekulide lagunemist väiksemateks ühikuteks. Degradatiivsel teel seob suure energiasisaldusega fosfaatsideme kujul vabanev energia energiakandjatega nagu ADP ja GDP, et toota vastav alt ATP ja GTP. Selle tulemuseks on lõpptoodetes väiksem vaba energia. Seetõttu on degradatiivne rada vaba energia vabanemisel eksergooniline rada. See toodab keemilist energiat ATP, GTP, NADPH, NADH ja FADH2 kujul komplekssetest allikatest nagu süsivesikud, lipiidid ja valgud. Selliste keemiliste reaktsioonide lõppsaadused on tavaliselt süsinikdioksiid, vesi ja ammoniaak.
Joonis 02: Degradatsioonitee
Lagundamise teel kasutatakse polümeeride lagunemisel eralduvaid monomeere lihtsate jääkainete edasiseks lagundamiseks energia vabastamise teel. Need rakulised jäätmed on piimhape, süsinikdioksiid, äädikhape, ammoniaak ja uurea. See protsess on tavaliselt oksüdatsiooniprotsess. Lagunemisrada annab seega keemilist energiat rakkude säilitamiseks ja kasvuks. Elusorganismis on lagunemisrajaga seotud hormoonid adrenaliin, kortisool, glükagoon ja tsütokiinid.
Biosünteesi ja lagunemisteede sarnasused
- Need rajad on metaboolsed teed.
- Mõlemad teed hõlmavad energiat.
- Need koosnevad ensüümide poolt katalüüsitavatest keemilistest reaktsioonidest.
Erinevus biosünteesi ja lagunemisradade vahel
Biosünteesirada hõlmab anabolismi, kus lihtsamad molekulid või substraadid muunduvad suuremateks kompleksmolekulideks, nagu polüsahhariidid, valgud, lipiidid ja nukleiinhapped. Degradatsioonirada hõlmab katabolismi, kus suuremad kompleksmolekulid lagunevad lihtsamateks molekulideks, nagu monosahhariidid, aminohapped, rasvhapped ja nukleotiidid. Niisiis, see on peamine erinevus biosünteetiliste ja lagunevate radade vahel. Lisaks kulutavad biosünteesirajad energiat, samal ajal kui lagunemisrajad vabastavad energiat.
Järgmine infograafik loetleb kõrvuti võrdlemiseks tabelina erinevused biosünteetiliste ja lagunevate radade vahel.
Kokkuvõte – biosünteesi vs lagunemisrajad
Biosünteesirada ja lagunemisrada on seotud ainevahetusega. Need metaboolsed rajad on rida ensüümide katalüüsitud biokeemilisi reaktsioone, mis toimuvad rakus. Biosünteesirada on biokeemiliste reaktsioonide jada, mis on seotud keerukate molekulide sünteesiga väiksematest ja lihtsatest molekulidest, kasutades keemilist energiat. Degradatsioonirada on biokeemiliste reaktsioonide jada, mis on seotud keerukate molekulide lagunemisega lihtsamateks molekulideks, mis vabastavad keemilist energiat. Ainevahetusteed on tavaliselt ühesuunalised, kuid keemilised reaktsioonid on pöörduvad. Seega võtab see kokku erinevuse biosünteesi ja lagunemisradade vahel.
