Trao đổi chất đề cập đến tất cả các phản ứng hóa học diễn ra bên trong tế bào sống. Vô số phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào và chịu trách nhiệm cho tất cả các hành động của sinh vật. Các phản ứng này cùng nhau tạo nên sự trao đổi chất của một sinh vật.
Các chất hóa học tham gia vào các phản ứng này được gọi là chất chuyển hóa.
Trong tất cả các phản ứng:
Khi một phản ứng hóa học xảy ra, năng lượng được lấy vào hoặc giải phóng. Điều này phụ thuộc vào độ bền tương đối của trái phiếu bị phá vỡ và trái phiếu được hình thành.
Trong một phản ứng gắng sức , năng lượng được giải phóng ra môi trường xung quanh. Các liên kết được hình thành mạnh hơn các liên kết bị phá vỡ.
Trong một phản ứng endergonic , năng lượng được hấp thụ từ môi trường xung quanh. Các liên kết được hình thành yếu hơn liên kết bị phá vỡ.
Hai loại phản ứng trao đổi chất diễn ra trong tế bào:
Phản ứng đồng hóa sử dụng hết năng lượng. Họ là endergonic. Trong phản ứng đồng hóa các phân tử nhỏ tham gia tạo thành các phân tử lớn hơn. Ví dụ,
Phản ứng dị hóa sinh ra năng lượng. Họ là những người gắng sức. Trong một phản ứng dị hóa các phân tử lớn bị chia nhỏ thành những phân tử nhỏ hơn. Ví dụ
Trong quá trình hô hấp, glucose được kết hợp với oxy và giải phóng năng lượng có thể sử dụng được, carbon dioxide và nước. Năng lượng có thể sử dụng này được lưu trữ trong một hợp chất gọi là ATP (adenosine triphosphate). ATP là phân tử năng lượng được sử dụng bởi tất cả các tế bào của sinh vật để cung cấp năng lượng cho các phản ứng thứ cấp giúp chúng ta sống sót. ATP là một nucleotide năng lượng hóa học liên kết giữa quá trình dị hóa và đồng hóa.
Con đường lưỡng tính - Con đường sinh hóa phục vụ cho cả quá trình đồng hóa và dị hóa được gọi là con đường lưỡng phân. Một ví dụ quan trọng của con đường lưỡng phân là chu trình Krebs, chu trình này liên quan đến cả quá trình dị hóa carbohydrate và axit béo và tổng hợp các tiền chất đồng hóa để tổng hợp axit amin.
Tất cả các con đường trao đổi chất phải được điều chỉnh và kiểm soát để ngăn chặn sự tích tụ của một sản phẩm cuối cùng không cần thiết. Tế bào có thể kiểm soát con đường trao đổi chất bằng cách có hoặc không có một loại enzym cụ thể. Enzyme là những phân tử protein đặc biệt có chức năng tạo điều kiện hoặc nói cách khác là đẩy nhanh hầu hết các phản ứng hóa học trong tế bào. Chúng chỉ đơn giản là chất xúc tác sinh học.
Các hóa chất khác nhau có thể ảnh hưởng đến hoạt động của enzym. Các chất ức chế có thể được sử dụng để ngăn một enzym liên kết với cơ chất của nó. Kết quả là, chất ức chế có thể trực tiếp kiểm soát sự tiến triển của con đường trao đổi chất.
Có ba loại ức chế:
Một. Sự ức chế cạnh tranh - Điều này xảy ra khi một phân tử chất ức chế liên kết với vị trí hoạt động của enzym và ngăn không cho cơ chất liên kết. Chúng có thể cạnh tranh với chất nền vì chúng có hình dạng phân tử tương tự nhau. Ví dụ: sarin
NS. Ức chế không cạnh tranh - Điều này xảy ra khi chất ức chế không liên kết với vị trí hoạt động nhưng liên kết với một phần khác của enzym và thay đổi hình dạng vị trí hoạt động. Điều này làm ngừng liên kết cơ chất với enzym và giảm thời gian phản ứng. Sự ức chế không cạnh tranh không thể đảo ngược bằng cách tăng nồng độ cơ chất. Ví dụ: xyanua, thủy ngân và bạc.
NS. Ức chế phản hồi - Một cách khác mà một con đường trao đổi chất có thể được kiểm soát là bằng cách ức chế phản hồi. Đây là khi sản phẩm cuối cùng trong con đường trao đổi chất liên kết với một enzym ở đầu con đường. Quá trình này ngăn chặn con đường trao đổi chất và do đó ngăn cản quá trình tổng hợp thêm sản phẩm cuối cùng cho đến khi nồng độ sản phẩm cuối cùng giảm. Nồng độ của sản phẩm cuối cùng càng cao, con đường trao đổi chất ngừng lại càng nhanh.
