Unterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus
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Hauptunterschied - Anabolismus vs. Katabolismus
Anabolismus und Katabolismus sind die Mengen von Stoffwechselprozessen, die gemeinsam als Stoffwechsel identifiziert werden. Anabolismus ist eine Reihe von Reaktionen, die an der Synthese komplexer Moleküle beteiligt sind, angefangen von den kleinen Molekülen im Körper. Katabolismus ist der Satz von Reaktionen, die am Abbau komplexer Moleküle wie Proteine, Glykogen und Triglyceride in einfache Moleküle oder die Monomere wie Aminosäuren, Glukose bzw. Fettsäuren beteiligt sind. Das Hauptunterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus ist das Anabolismus ist ein konstruktiver Prozess und der Katabolismus ist ein destruktiver Prozess.
Dieser Artikel erklärt,
1. Was ist Anabolismus?
- Definition, Prozesse, Phasen, Funktion
2. Was ist Katabolismus?
- Definition, Prozesse, Phasen, Funktion
3. Was ist der Unterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus?
Was ist Anabolismus?
Die Reihe von Reaktionen, die komplexe Moleküle aus kleinen Molekülen synthetisiert, wird als Anabolismus bezeichnet. Anabolismus ist also ein konstruktiver Prozess. Anabolika benötigen Energie in Form von ATP. Sie gelten als endergonische Prozesse. Die Synthese komplexer Moleküle baut Gewebe und Organe Schritt für Schritt auf. Diese komplexen Moleküle werden für das Wachstum, die Entwicklung und die Differenzierung von Zellen benötigt. Sie erhöhen die Muskelmasse und mineralisieren die Knochen. Viele Hormone wie Insulin, Wachstumshormon und Steroide sind an dem Prozess des Anabolismus beteiligt.
Drei Phasen sind am Anabolismus beteiligt. In der ersten Stufe werden Vorläufer wie Monosaccharide, Nukleotide, Aminosäuren und Isoprenoide hergestellt. Zweitens werden diese Vorläufer unter Verwendung von ATP in eine aktive Form aktiviert. Drittens werden diese reaktiven Formen zu komplexen Molekülen wie Polysacchariden, Nukleinsäuren, Polypeptiden und Lipiden zusammengefügt.
Organismen lassen sich je nach ihrer Fähigkeit, komplexe Moleküle aus einfachen Vorläufern zu synthetisieren, in zwei Gruppen einteilen. Einige Organismen wie Pflanzen können komplexe Moleküle in der Zelle synthetisieren, ausgehend von einem einzigen Kohlenstoffvorläufer wie Kohlendioxid. Sie sind als Autotrophe bekannt. Heterotrophen verwenden intermediär komplexe Moleküle wie Monosaccharide und Aminosäuren, um Polysaccharide bzw. Polypeptide zu synthetisieren. Auf der anderen Seite können Organismen in Abhängigkeit von der Energiequelle in zwei Gruppen als Phototrophen und Chemotrophen unterteilt werden. Phototrophen erhalten Energie aus dem Sonnenlicht, während Chemotrophen Energie aus der Oxidation anorganischer Verbindungen erhalten.
Die Kohlenstofffixierung aus Kohlendioxid wird entweder durch Photosynthese oder Chemosynthese erreicht. In Pflanzen erfolgt die Photosynthese durch Lichtreaktion und Calvin-Zyklus. Während der Photosynthese wird Glycerat-3-phosphat produziert, das ATP hydrolisiert. Glycerat-3-phosphat wird später durch Gluconeogenese in Glucose umgewandelt. Das Enzym Glycosyltransferase polymerisiert die Monosaccharide, um Monosaccharide und Glycane herzustellen. Eine Übersicht über die Photosynthese finden Sie in Abbildung 1.
Abbildung 1: Photosynthese
Während der Fettsäuresynthese wird Acetyl-CoA zu Fettsäuren polymerisiert. Isoprenoide und Terpene sind große Lipide, die durch Polymerisation von Isopreneinheiten während des Mevalonat-Wegs synthetisiert werden. Während der Aminosäuresynthese können einige Organismen essentielle Aminosäuren synthetisieren. Aminosäuren werden während der Proteinbiosynthese zu Polypeptiden polymerisiert. De novo und Salvage-Pfade sind an der Synthese von Nukleotiden beteiligt, die dann während der DNA-Synthese unter Bildung von Polynukleotiden polymerisiert werden können.
Was ist Katabolismus?
Der Satz von Reaktionen, der komplexe Moleküle in kleine Einheiten zerlegt, wird als Katabolismus bezeichnet. Der Katabolismus ist also ein destruktiver Prozess. Katabolische Reaktionen setzen Energie in Form von ATP sowie Wärme frei. Sie werden als exergonische Prozesse betrachtet. Die kleinen Einheiten von Molekülen, die im Katabolismus produziert werden, können entweder als Vorläufer für andere anabole Reaktionen verwendet werden oder um Energie durch Oxidation freizusetzen. Daher wird davon ausgegangen, dass katabolische Reaktionen chemische Energie erzeugen, die von den anabolen Reaktionen benötigt wird. Einige zelluläre Abfälle wie Harnstoff, Ammoniak, Milchsäure, Essigsäure und Kohlendioxid fallen auch während des Katabolismus an. Viele Hormone wie Glucagon, Adrenalin und Cortisol sind am Katabolismus beteiligt.
In Abhängigkeit von der Verwendung organischer Verbindungen als Kohlenstoffquelle oder Elektronendonor werden Organismen als Heterotrophen bzw. Organotrophen klassifiziert. Heterotrophe bauen Monosaccharide wie Zwischenkomplexe und organische Moleküle ab, um die Energie für zelluläre Prozesse zu erzeugen. Organotrophs zerlegen organische Moleküle, um Elektronen zu erzeugen, die in ihrer Elektronentransportkette verwendet werden können, um ATP-Energie zu erzeugen.
Makromoleküle wie Stärke, Fette und Proteine aus der Nahrung werden während der Verdauung durch Verdauungsenzyme aufgenommen und in kleine Einheiten wie Monosaccharide, Fettsäuren bzw. Aminosäuren zerlegt. Monosaccharide werden dann bei der Glykolyse verwendet, um Acetyl-CoA herzustellen. Dieses Acetyl-CoA wird im Zitronensäurezyklus verwendet. ATP wird durch oxidative Phosphorylierung erzeugt. Fettsäuren werden zur Herstellung von Acetyl-CoA durch Beta-Oxidation verwendet. Aminosäuren werden entweder bei der Proteinsynthese wiederverwendet oder im Harnstoffzyklus zu Harnstoff oxidiert. Der Prozess der Zellatmung mit Glykolyse, Zitronensäurezyklus und oxidativer Phosphorylierung ist in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2: Zelluläre Atmung
Unterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus
Definition
Anabolismus: Anabolismus ist der Stoffwechselprozess, bei dem einfache Substanzen zu komplexen Molekülen synthetisiert werden.
Katabolismus: Katabolismus ist der Stoffwechselprozess, der große Moleküle in kleinere Moleküle zerlegt.
Rolle im Stoffwechsel
Anabolismus: Anabolismus ist die konstruktive Phase des Stoffwechsels.
Katabolismus: Katabolismus ist die destruktive Phase des Stoffwechsels.
Energiebedarf
Anabolismus: Anabolismus erfordert ATP-Energie.
Katabolismus: Katabolismus setzt ATP-Energie frei.
Hitze
Anabolismus: Anabolismus ist eine endergonische Reaktion.
Katabolismus: Katabolismus ist eine exergonische Reaktion.
Hormone
Anabolismus: Östrogen, Testosteron, Wachstumshormon, Insulin usw. sind am Anabolismus beteiligt.
Katabolismus: Adrenalin, Cortisol, Glucagon, Cytokine usw. sind am Katabolismus beteiligt.
Sauerstoffverwertung
Anabolismus: Anabolismus ist anaerob; es verwendet keinen Sauerstoff.
Katabolismus: Katabolismus ist aerob; es nutzt Sauerstoff.
Wirkung auf den Körper
Anabolismus: Anabolismus erhöht die Muskelmasse. Es formt, repariert und versorgt die Gewebe.
Katabolismus: Katabolismus verbrennt Fett und Kalorien. Es verbraucht die eingelagerten Lebensmittel, um Energie zu erzeugen.
Funktionalität
Anabolismus: Anabolismus funktioniert beim Ausruhen oder Schlafen.
Katabolismus: Katabolismus wirkt bei Körperaktivitäten.
Energieumwandlung
Anabolismus: Kinetische Energie wird während des Anabolismus in potentielle Energie umgewandelt.
Katabolismus: Die potentielle Energie wird während des Katabolismus in kinetische Energie umgewandelt.
Prozesse
Anabolismus: Anabolismus tritt während der Photosynthese in Pflanzen, der Proteinsynthese, der Glykogensynthese und der Assimilation bei Tieren auf.
Katabolismus: Katabolismus tritt während der Zellatmung, der Verdauung und der Ausscheidung auf.
Beispiele
Anabolismus: Die Synthese von Polypeptiden aus Aminosäuren, Glykogen aus Glucose und Triglyceriden aus Fettsäuren sind Beispiele für die anabolen Prozesse.
Katabolismus: Der Abbau von Proteinen in Aminosäuren, Glykogen in Glucose und Triglyceride in Fettsäuren sind Beispiele für katabolische Prozesse.
Fazit
Anabolismus und Katabolismus können gemeinsam als Stoffwechsel bezeichnet werden. Anabolismus ist ein konstruktiver Prozess, der Energie in Form von ATP nutzt. Es tritt während von Prozessen wie Photosynthese, Proteinsynthese, Glykogensynthese auf. Anabolismus speichert die potentielle Energie im Körper und erhöht die Körpermasse. Der Katabolismus ist ein destruktiver Prozess, bei dem das ATP freigesetzt wird, das während des Anabolismus verwendet werden kann. Es verbrennt die gespeicherten komplexen Moleküle und reduziert die Körpermasse. Der Hauptunterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus ist die Art der Reaktionen, die an beiden Prozessen beteiligt sind.
Verweise:
1. "Stoffwechsel". Wikipedia. Wikimedia Foundation, 12. März 2017. Web. 16. März 2017.
Bildhöflichkeit:
1. "Übersicht über die Photosynthese" von Daniel Mayer (mav) - original imageVector-Version von Yerpo - Eigene Arbeit (GFDL) über Commons Wikimedia
2. "2503 Cellular Respiration" Von OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013. (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
