Definição de catabolismo
O catabolismo é a parte do metabolismo responsável por quebrar moléculas complexas em moléculas menores. A outra parte do metabolismo, o anabolismo, constrói moléculas simples em outras mais complexas. Durante a energia do catabolismo, é liberada das ligações das grandes moléculas sendo quebradas. Normalmente, essa energia é então armazenada nas ligações do trifosfato de adenosina (ATP). O catabolismo aumenta a concentração de ATP na célula, à medida que quebra os nutrientes e os alimentos. O ATP, em concentrações tão altas, torna -se muito mais provável que desista de sua energia na liberação de um fosfato. O anabolismo usa então essa energia para combinar precursores simples em moléculas complexas que aumentam a célula e armazenam energia para a divisão celular.
Muitas vias no catabolismo têm versões semelhantes no anabolismo. Por exemplo, grandes moléculas de gordura nos alimentos de um organismo devem ser divididas nos pequenos ácidos graxos dos quais é composto. Então, para o organismo armazenar energia para o inverno, grandes moléculas de gordura devem ser criadas e armazenadas. As reações catabólicas quebram as gorduras, e os caminhos anabólicos as reconstruem. Essas vias metabólicas geralmente usam as mesmas enzimas. Para diminuir a chance de que os caminhos desfazem o progresso um do outro, os caminhos geralmente inibem um ao outro e são separados em diferentes organelas nos eucariotos.
Exemplos de catabolismo
Carboidratos e catabolismo lipídico
Quase todos os organismos usam a glicose de açúcar como fonte de energia e cadeias de carbono. A glicose é armazenada por organismos em moléculas maiores chamadas polissacarídeos. Esses polissacarídeos podem ser amidos, glicogênio ou outros açúcares simples, como sacarose. Quando as células de um animal precisam de energia, ele envia sinais para as partes do corpo que armazenam glicose ou consome alimentos. A glicose é liberada dos carboidratos por enzimas especiais, na primeira parte do catabolismo. A glicose é então distribuída no corpo, para outras células usarem como energia. A glicólise da via catabólica quebra ainda mais a glicose, liberando energia armazenada no ATP. Da glicose, são feitas moléculas de piruvato. Outras vias catabólicas criam acetato, que é uma molécula intermediária metabólica essencial. O acetato pode se tornar uma grande variedade de moléculas, de fosfolipídios, moléculas de pigmento, hormônios e vitaminas.
As gorduras, que são grandes moléculas lipídicas, também são degradadas pelo metabolismo para produzir energia e criar outras moléculas. Semelhante aos carboidratos, os lipídios são armazenados em moléculas grandes, mas podem ser divididos em ácidos graxos individuais. Esses ácidos graxos são então convertidos através da oxidação beta em acetato. Novamente, o acetato pode ser usado pelo anabolismo, para produzir moléculas maiores ou como parte do ciclo do ácido cítrico, que impulsiona a respiração e a produção de ATP. Os animais usam gorduras para armazenar grande quantidade de energia para uso futuro. Ao contrário de amidos e carboidratos, os lipídios são hidrofóbicos e excluem a água. Dessa forma, muita energia pode ser armazenada sem o peso pesado da água diminuindo o organismo.
A maioria da via catabólica é convergente, pois terminam na mesma molécula. Isso permite que os organismos consumam e armazenem energia em uma variedade de formas diferentes, enquanto ainda conseguem produzir todas as moléculas necessárias nas vias anabólicas. Outras vias catabólicas, como o catabolismo de proteínas discutidas abaixo, criam diferentes moléculas intermediárias são precursores, conhecidos como aminoácidos, para construir novas proteínas.
Catabolismo de proteínas
Todas as proteínas no mundo conhecido são formadas dos mesmos 20 aminoácidos. Isso significa que as proteínas em plantas, animais e bactérias são apenas combinações diferentes dos 20 aminoácidos. Quando um organismo consome um organismo menor, toda a proteína nesse organismo deve ser digerida no catabolismo. As enzimas conhecidas como proteinases quebram as ligações entre os aminoácidos em cada proteína, até que os ácidos estejam completamente separados. Uma vez separados, os aminoácidos podem ser distribuídos às células do corpo. De acordo com o DNA do organismo, os aminoácidos serão recombinados em novas proteínas.
Se nenhuma fonte de glicose estiver presente ou houver muitos aminoácidos, as moléculas entrarão em outras vias catabólicas para serem divididas em esqueletos de carbono. Essas pequenas moléculas podem ser combinadas na gluconeogênese para criar uma nova glicose, que as células podem usar como energia ou armazenar em moléculas grandes. Durante a fome, as proteínas celulares podem passar pelo catabolismo para permitir que um organismo sobreviva em seus próprios tecidos até que mais alimentos sejam encontrados. Dessa forma, os organismos podem viver com apenas pequenas quantidades de água por momentos extremamente longos. Isso os torna muito mais resistentes à mudança de condições ambientais.
Termos de biologia relacionados
- Anabolismo – a parte do metabolismo que constrói grandes moléculas a partir de menores.
- Metabolismo-O anabolismo e o catabolismo combinaram, ou todas as reações enzimáticas acionadas por uma célula.
- Caminho metabólico – reações químicas consecutivas organizadas dentro das células.
- Caminho Catabólico – Uma única série de reações que dividem uma molécula específica.
Questionário
1. O fermento é um único organismo de célula usado para criar álcool. Em um ambiente com pouco ou nenhum oxigênio, o fermento cria álcool como um subproduto da liberação de energia da glicose. A produção de álcool faz parte de uma via anabólica, via catabólica ou nenhum? A. Caminho Anabólico B. Caminho Catabólico C. Nem
Resposta à pergunta nº 1
B está correto. Embora o álcool seja um subproduto, ocorre durante o catabolismo da glicose. Como todas as células, o fermento deve usar glicose para energia. Sem oxigênio, o fermento desenvolveu uma via catabólica conhecida como fermentação na qual a energia ainda pode ser colhida, mas sem oxigênio. Em vez disso, os álcoois são criados e liberados no meio ambiente. Cervejarias, vinhedos e destilarias usam esse truque elegante de glicose para criar álcool a partir de açúcares. Diferentes fontes de açúcar produzem bebidas com gostos diferentes. O vinho usa o açúcar de uvas, a cerveja usa os amidos de cevada e outros espíritos usam uma variedade de açúcares diferentes, como batatas em vodka e arroz em saquê.
2. Os carnívoros podem produzir toda a glicose de que precisam da proteína animal. Os herbívoros obtêm toda a glicose de que precisam das plantas. Por que os carnívoros não podem comer plantas ou os herbívoros obrigatórios comeram carne para obter sua energia? R. Eles não sabem como. B. Eles não produzem as enzimas necessárias. C. Eles podem! Um onívoro é apenas um predador que aprendeu a comer plantas.
Resposta à pergunta nº 2
B está correto. Carnívoros obrigatórios só podem comer carne porque não possuem as vias catabólicas necessárias que quebram as plantas. A evolução, selecionando contra caminhos não utilizados e ineficientes, seleciona os organismos que preenchem certos nichos. Se esse nicho oferecer muito pouco material vegetal, o catabolismo muda e certas vias são perdidas. Assim, mesmo se você ensinasse um carnívoro a comer e reunir plantas, seu corpo não poderá processar os nutrientes. Da mesma forma, um herbívoro só pode obter nutrientes dos materiais vegetais. Os onívoros evoluíram em um nicho que requer energia de ambas as fontes a serem utilizadas. Nesses animais, o catabolismo é capaz de digerir os dois tipos de comida.
3. As bactérias, sem compartimentos especializados em suas células, devem regular o anabolismo e o catabolismo para trabalhar juntos. Um cientista acrescenta um produto químico às bactérias que desligam o anabolismo, permitindo permanentemente apenas o catabolismo. O que acontecerá com a célula? A. vai morrer. B. vai crescer. C. produzirá muita energia.
Resposta à pergunta nº 3
A está correto. Embora o catabolismo produza muita energia, ele acabará por ficar sem moléculas para quebrar, e a energia parará. A célula não seria capaz de crescer sem o anabolismo criando novas moléculas. Assim, mesmo que a célula possa fornecer energia, sem o processo que repare e adicionar à célula, ela acabará desmoronando. Tanto o anabolismo quanto o catabolismo são necessários para criar um metabolismo em funcionamento em um organismo.
Última atualização em 19 de agosto de 2022