Метаболизм

Метаболи́зм (юнан. 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.

Аденозинтрифосфат структураһы — энергия алмашыуҙа төп аралашаусы

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

Төп мәҡәлә: Катаболизм

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

Төп мәҡәлә: Анаболизм

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

Санторио үҙен ашағанға тиклем һәм ашағандан һуң үлсәп ҡарай, Ars de statica medicina, 1614 йылда нәшер ителгән

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.