Загальні принципи біосинтезу - біологія

Проблема проміжного обміну, т. Е. Послідовності ферментативних реакцій, в ході яких синтезується і розщеплюється безліч найрізноманітніших сполук, настільки складна, що ми не можемо тут розглядати її в деталях. Фермент, який регулює хід кожної реакції, являє собою білкову молекулу; її структура детермінується генетично. У сукупність ферментативних реакцій, що призводять до синтезу будь-якого з'єднання, зазвичай входить один або кілька самоналагоджувальних механізмів, що регулюють і узгоджувальних між собою швидкості різних етапів даної послідовності реакцій. Можна сформулювати кілька основних принципів, яким підкоряються відбуваються в клітині процеси біосинтезу.

1. Кожна клітина зазвичай сама синтезує для себе білки, нуклеїнові кислоти, ліпіди, полісахариди та інші складні речовини, а не отримує їх готовими від інших клітин. Наприклад, що знаходиться в м'язах глікоген синтезується в м'язових клітинах, а не приноситься кров'ю з печінки.

2. Кожен етап процесу біосинтезу каталізується окремим ферментом.

3. Деякі етапи в послідовності биосинтетических реакцій не вимагають доставки енергії ззовні, хоча в цілому відбуваються в клітині процеси синтезу складних молекул потребують надходження хімічної енергії на різних етапах.

4. Початковою сировиною для процесів біосинтезу служать порівняно небагато речовини, в тому числі ацетилкофермент А, гліцин, сукцинилкофермента А, рибоза, піровиноградна кислота і гліцерин.

5. Процеси синтезу - це, як правило, не просто звернення тих процесів, в результаті яких відбувається розщеплення даної молекули; в них завжди входять один або кілька особливих етапів, відмінних від будь-якого з етапів процесу розщеплення. Оскільки ці етапи катализируются спеціальними ферментами, синтез складної молекули і її розщеплення регулюються за допомогою різних, відокремлених один від одного механізмів.

6. Процес біосинтезу - це не тільки побудова макромолекул з простих попередників, а й «збірка» з них різного роду мембран, що утворюють зовнішні кордони клітини і внутрішньоклітинних органел. При швидкому зростанні клітці доводиться витрачати більшу частину усієї вироблюваної в ній енергії на процеси біосинтезу, зокрема на біосинтез білків. У швидкому зростанні бактеріальної клітці до 90% всієї енергії, що витрачається на біосинтез, може йти на побудову білків. Навіть клітці, яка не росте, не збільшує своєї маси, доводиться витрачати значну частину своєї енергії на ту хімічну роботу, яка необхідна для здійснення процесів біосинтезу. Складові кожну клітину молекули безперервно розщеплюються і синтезуються знову; іншими словами, вони знаходяться в динамічному стані.