Belangrijkste verschil - Anabolisme versus katabolisme

Anabolisme en katabolisme zijn de sets van metabolische processen, die gezamenlijk worden geïdentificeerd als metabolisme. Anabolisme is de reeks reacties die betrokken zijn bij de synthese van complexe moleculen, beginnend bij de kleine moleculen in het lichaam. Katabolisme is de reeks reacties die betrokken zijn bij de afbraak van complexe moleculen zoals eiwitten, glycogeen en triglyceriden in eenvoudige moleculen of de monomeren zoals respectievelijk aminozuren, glucose en vetzuren. De grootste verschil tussen anabolisme en katabolisme is dat: anabolisme is een constructief proces en het katabolisme is een destructief proces.

Dit artikel legt uit,

1. Wat is anabolisme? - Definitie, processen, fasen, functie 2. Wat is katabolisme? - Definitie, processen, fasen, functie 3. Wat is het verschil tussen anabolisme en katabolisme?

Wat is anabolisme?

De reeks reacties die complexe moleculen synthetiseert, uitgaande van kleine moleculen, staat bekend als anabolisme. Anabolisme is dus een constructief proces. Anabole reacties vereisen energie in de vorm van ATP. Ze worden beschouwd als endergonische processen. De synthese van complexe moleculen bouwt weefsels en organen op door een stapsgewijs proces. Deze complexe moleculen zijn nodig voor de groei, ontwikkeling en differentiatie van cellen. Ze vergroten de spiermassa en mineraliseren de botten. Veel hormonen zoals insuline, groeihormoon en steroïden zijn betrokken bij het proces van anabolisme.

Er zijn drie stadia betrokken bij anabolisme. Tijdens de eerste fase worden voorlopers zoals monosachariden, nucleotiden, aminozuren en isoprenoïden geproduceerd. Ten tweede worden deze voorlopers geactiveerd met behulp van ATP in een actieve vorm. Ten derde worden deze reactieve vormen samengevoegd tot complexe moleculen zoals polysachariden, nucleïnezuren, polypeptiden en lipiden.

Organismen kunnen in twee groepen worden verdeeld, afhankelijk van hun vermogen om complexe moleculen te synthetiseren uit eenvoudige voorlopers. Sommige organismen zoals planten kunnen complexe moleculen in de cel synthetiseren, uitgaande van een enkele koolstofvoorloper zoals koolstofdioxide. Ze staan ​​​​bekend als autotrofen. Heterotrofen gebruiken intermediair complexe moleculen zoals monosachariden en aminozuren om respectievelijk polysachariden en polypeptiden te synthetiseren. Aan de andere kant kunnen organismen, afhankelijk van de energiebron, in twee groepen worden verdeeld als fototrofen en chemotrofen. Fototrofen halen energie uit het zonlicht, terwijl chemotrofen energie halen uit de oxidatie van anorganische verbindingen.

Koolstoffixatie uit koolstofdioxide wordt bereikt door fotosynthese of chemosynthese. In planten vindt fotosynthese plaats door lichtreactie en Calvin-cyclus. Tijdens de fotosynthese wordt glyceraat 3-fosfaat geproduceerd, waardoor ATP wordt gehydrolyseerd. Glyceraat 3-fosfaat wordt later omgezet in glucose door gluconeogenese. Het enzym glycosyltransferase polymeriseert de monosachariden om monosachariden en glycanen te produceren. Een overzicht van fotosynthese is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1: Fotosynthese

Tijdens de vetzuursynthese wordt acetyl-CoA gepolymeriseerd om vetzuren te vormen. Isoprenoïden en terpenen zijn grote lipiden die worden gesynthetiseerd door de polymerisatie van isopreeneenheden tijdens de mevalonaatroute. Tijdens de aminozuursynthese zijn sommige organismen in staat essentiële aminozuren te synthetiseren. Aminozuren worden gepolymeriseerd tot polypeptiden tijdens eiwitbiosynthese. De novo en salvage-routes zijn betrokken bij de synthese van nucleotiden, die vervolgens kunnen worden gepolymeriseerd om polynucleotiden te vormen tijdens DNA-synthese.

Wat is katabolisme?

De reeks reacties die complexe moleculen in kleine eenheden afbreekt, staat bekend als katabolisme. Katabolisme is dus een destructief proces. Bij katabole reacties komt energie vrij in de vorm van ATP en warmte. Ze worden beschouwd als exergonische processen. De kleine eenheden van moleculen die bij het katabolisme worden geproduceerd, kunnen ofwel worden gebruikt als voorlopers in andere anabole reacties of om energie vrij te maken door oxidatie. Zo wordt aangenomen dat katabole reacties chemische energie produceren die nodig is voor de anabole reacties. Sommige cellulaire afvalstoffen zoals ureum, ammoniak, melkzuur, azijnzuur en koolstofdioxide worden ook geproduceerd tijdens katabolisme. Veel hormonen zoals glucagon, adrenaline en cortisol zijn betrokken bij katabolisme.

Afhankelijk van het gebruik van organische verbindingen als koolstofbron of elektronendonor, worden organismen geclassificeerd als respectievelijk heterotrofen en organotrofen. Heterotrofen breken monosachariden af ​​zoals intermediaire complexe, organische moleculen om de energie voor cellulaire processen te genereren. Organotrofen breken organische moleculen af ​​om elektronen te produceren, die kunnen worden gebruikt in hun elektronentransportketen, waarbij ATP-energie wordt gegenereerd.

Macromoleculen zoals zetmeel, vetten en eiwitten uit de voeding worden tijdens de vertering door spijsverteringsenzymen opgenomen en afgebroken tot kleine eenheden zoals monosachariden, vetzuren en aminozuren. Monosachariden worden vervolgens gebruikt in de glycolyse om acetyl-CoA te produceren. Dit acetyl-CoA wordt gebruikt in de citroenzuurcyclus. ATP wordt geproduceerd door de oxidatieve fosforylering. Vetzuren worden gebruikt om acetyl-CoA te produceren door bèta-oxidatie. Aminozuren worden ofwel hergebruikt bij de synthese van eiwitten of geoxideerd tot ureum in de ureumcyclus. Het proces van cellulaire ademhaling, dat glycolyse, citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylering bevat, wordt getoond in figuur 2.

Figuur 2: Cellulaire ademhaling

Verschil tussen anabolisme en katabolisme

Definitie

anabolisme: Anabolisme is het metabolische proces waarbij eenvoudige stoffen worden gesynthetiseerd tot complexe moleculen.

katabolisme: Katabolisme is het metabolische proces dat grote moleculen afbreekt in kleinere moleculen.

Rol in het metabolisme

anabolisme: Anabolisme is de constructieve fase van het metabolisme.

katabolisme: Katabolisme is de destructieve fase van het metabolisme.

Energiebehoefte

anabolisme: Anabolisme vereist ATP-energie.

katabolisme: Bij katabolisme komt ATP-energie vrij.

Warmte

anabolisme: Anabolisme is een endergonische reactie.

katabolisme: Katabolisme is een exergonische reactie.

Hormonen

anabolisme: Oestrogeen, testosteron, groeihormoon, insuline, enz. Zijn betrokken bij anabolisme.

katabolisme: Adrenaline, cortisol, glucagon, cytokinen, enz. zijn betrokken bij katabolisme.

Zuurstofgebruik

anabolisme: Anabolisme is anaëroob; het gebruikt geen zuurstof.

katabolisme: Katabolisme is aëroob; het maakt gebruik van zuurstof.

Effect op het lichaam

anabolisme: Anabolisme vergroot de spiermassa. Het vormt, repareert en verzorgt de weefsels.

katabolisme: Katabolisme verbrandt vet en calorieën. Het gebruikt het opgeslagen voedsel om energie op te wekken.

Functionaliteit

anabolisme: Anabolisme is functioneel bij rusten of slapen.

katabolisme: Katabolisme is functioneel bij lichaamsactiviteiten.

Energieconversie

anabolisme: Kinetische energie wordt tijdens anabolisme omgezet in potentiële energie.

katabolisme: Potentiële energie wordt tijdens katabolisme omgezet in kinetische energie.

Processen

anabolisme: Anabolisme treedt op tijdens fotosynthese in planten, eiwitsynthese, glycogeensynthese en assimilatie bij dieren.

katabolisme: Katabolisme vindt plaats tijdens cellulaire ademhaling, spijsvertering en uitscheiding.

Voorbeelden

anabolisme: De synthese van polypeptiden uit aminozuren, glycogeen uit glucose en triglyceriden uit vetzuren zijn voorbeelden voor de anabole processen.

katabolisme: De afbraak van eiwitten tot aminozuren, glycogeen tot glucose en triglyceriden tot vetzuren zijn voorbeelden van katabole processen.

Conclusie

Anabolisme en katabolisme kunnen gezamenlijk het metabolisme worden genoemd. Anabolisme is een constructief proces waarbij energie wordt gebruikt in de vorm van ATP. Het komt voor tijdens processen zoals fotosynthese, eiwitsynthese, glycogeensynthese. Anabolisme slaat de potentiële energie in het lichaam op, waardoor de lichaamsmassa toeneemt. Katabolisme is een destructief proces waarbij de ATP vrijkomt die tijdens het anabolisme kan worden gebruikt. Het verbrandt de opgeslagen complexe moleculen, waardoor de lichaamsmassa wordt verminderd. Het belangrijkste verschil tussen anabolisme en katabolisme is het type reacties dat bij de twee processen betrokken is.

Referenties:1. "Metabolisme." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 12 maart 2017. Web. 16 maart 2017.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "Eenvoudig overzicht van fotosynthese" door Daniel Mayer (mav) - originele imageVector-versie door Yerpo - Eigen werk (GFDL) via Commons Wikimedia2. "2503 Cellular Respiration" door OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-website. 19 juni 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia