Verschil tussen anabolisme en katabolisme

Belangrijkste verschil - Anabolisme versus katabolisme

Anabolisme en katabolisme zijn de sets met metabolische processen, die gezamenlijk worden geïdentificeerd als metabolisme. Anabolisme is de reeks reacties die betrokken zijn bij de synthese van complexe moleculen, te beginnen 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 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. Aldus is anabolisme 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 middel van een stapsgewijs proces. Deze complexe moleculen zijn nodig voor de groei, ontwikkeling en differentiatie van cellen. Ze verhogen de spiermassa en mineraliseren de botten. Veel hormonen zoals insuline, groeihormoon en steroïden zijn betrokken bij het proces van anabolisme.

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

Organismen kunnen in twee groepen worden verdeeld, afhankelijk van hun vermogen om complexe moleculen uit eenvoudige voorlopers te synthetiseren. Sommige organismen zoals planten kunnen complexe moleculen in de cel synthetiseren, te beginnen met een enkele koolstofvoorloper zoals koolstofdioxide. Ze staan ​​bekend als autotrophs. Heterotrofen maken gebruik van intermediair complexe moleculen zoals monosacchariden en aminozuren om respectievelijk polysacchariden en polypeptiden te synthetiseren. Aan de andere kant, afhankelijk van de energiebron, kunnen organismen worden verdeeld in twee groepen als fototrofen en chemotrofen. Fototropen verkrijgen energie uit het zonlicht, terwijl chemotrofen energie verkrijgen van de oxidatie van anorganische verbindingen. 

Koolstoffixatie van koolstofdioxide wordt bereikt door fotosynthese of chemosynthese. In planten vindt fotosynthese plaats door middel van een lichte reactie en een Calvincyclus. Tijdens fotosynthese wordt glyceraat 3-fosfaat geproduceerd, dat ATP hydrolyseert. Glyceraat 3-fosfaat wordt later omgezet in glucose door gluconeogenese. Het enzym glycosyltransferase polymeriseert de monosacchariden om monosacchariden en glycanen te produceren. Een overzicht van fotosynthese is te zien in Figuur 1.

Figuur 1: Fotosynthese

Tijdens vetzuursynthese wordt acetyl-CoA gepolymeriseerd om vetzuren te vormen. Isoprenoïden en terpenen zijn grote lipiden die worden gesynthetiseerd door de polymerisatie van isopreeneenheden tijdens het mevalonaatsysteem. Tijdens de aminozuursynthese zijn sommige organismen in staat om essentiële aminozuren te synthetiseren. Aminozuren worden gepolymeriseerd tot polypeptiden tijdens eiwitbiosynthese. De novo en salvage pathways zijn betrokken bij het synthetiseren van nucleotiden, die vervolgens kunnen worden gepolariseerd om polynucleotiden te vormen tijdens de 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. Katabolische reacties geven energie vrij in de vorm van ATP en warmte. Ze worden beschouwd als exergonische processen. De kleine eenheden van moleculen geproduceerd in het katabolisme kunnen worden gebruikt als precursors in andere anabole reacties of om energie vrij te maken door oxidatie. Katabolische reacties worden dus geacht chemische energie te produceren die vereist is door de anabole reacties. Sommige cellulaire afvalstoffen zoals ureum, ammoniak, melkzuur, azijnzuur en kooldioxide worden ook geproduceerd tijdens katabolisme. Veel hormonen zoals glucagon, adrenaline en cortisol zijn betrokken bij katabolisme.

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

Macromoleculen zoals zetmeel, vetten en eiwitten uit het dieet worden opgenomen en afgebroken tot kleine eenheden zoals monosacchariden, vetzuren en aminozuren, respectievelijk tijdens de spijsvertering door spijsverteringsenzymen. Monosacchariden worden vervolgens in de glycolyse gebruikt 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 in 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 metabole proces waarbij eenvoudige stoffen worden gesynthetiseerd tot complexe moleculen.

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

De 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: Katabolisme maakt ATP-energie vrij.

Warmte

anabolisme: Anabolisme is een endergische reactie.

katabolisme: Katabolisme is een exergonische reactie.

hormonen

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

katabolisme: Adrenaline, cortisol, glucagon, cytokines, enz. Zijn betrokken bij katabolisme.

Zuurstofgebruik

anabolisme: Anabolisme is anaeroob; het maakt geen gebruik van zuurstof.

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

Effect op het lichaam

anabolisme: Anabolisme verhoogt de spiermassa. Het vormt, repareert en levert de weefsels.

katabolisme: Katabolisme verbrandt vet en calorieën. Het verbruikt het opgeslagen voedsel om energie te genereren.

functionaliteit

anabolisme: Anabolisme is functioneel bij rusten of slapen.

katabolisme: Katabolisme is functioneel bij lichaamsactiviteiten.

Energieconversie

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

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

Processen

anabolisme: Anabolisme vindt plaats tijdens fotosynthese in planten, eiwitsynthese, glycogeensynthese en assimilatie bij dieren.

katabolisme: Katabolisme treedt op 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 in aminozuren, glycogeen in glucose en triglyceriden in vetzuren zijn voorbeelden voor katabolische processen.

Conclusie

Anabolisme en katabolisme kunnen collectief worden aangeduid als het metabolisme. Anabolisme is een constructief proces dat gebruik maakt van energie 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 dat het ATP vrijmaakt dat gebruikt kan worden tijdens het anabolisme. Het verbrandt de opgeslagen complexe moleculen en vermindert de lichaamsmassa. Het belangrijkste verschil tussen anabolisme en katabolisme is het soort reacties dat betrokken is bij de twee processen. 

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

Afbeelding met dank aan:
1. "Eenvoudig fotosynthese-overzicht" door Daniel Mayer (mav) - originele imageVector-versie door Yerpo - Eigen werk (GFDL) via Commons Wikimedia
2. "2503 Cellular Respiration" door OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-website. 19 juni 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia