Izadi Jakintza»Izadi jakintza

Aminoazidoen eta base nitrogenatuen anabolismoa

LABURPENA: Atal honetan, erreakzio metabolikoetan sortzen diren beste gai batzuetatik aminoazidoak eta base nitrogenatuak sintetizatzeko izaki bizietan izaten diren prozesuak deskribatzen dira. Bi gai elkartu horiek proteinen biosintesirako balioko dute gero, eta baita azido nukleikoetan dagoen informazioa gordetzeko eta adierazteko ere.
Aminoazido bakoitzak bere sistema berezia du sintesia egiteko, baina den-denek hiru aitzindari dituzte: azido glutamikoa, azido pirubikoa eta azido 3-fosfoglizerikoa. Bestalde, base purikoen eta pirimidinikoen tasun kimiko desberdinak direla-eta, mota bakoitzak zeinek bere sintesi bidea du.ADNren bizkoizketaren, transkripzioaren eta itzulpenaren baitan biologiaren aldetik garrantzi handia duten erreakzio konplexuko segida gisa deskribatzen dira proteinen eta azido nukleikoen anabolismoak.
Prozesu horiek guztiek zerikusia dute genetikarekin, eta horiei esker gorde eta adieraz daiteke izaki bizien informazioa.
Aminoazidoak eta base nitrogenatuak sintetizatzeko behar diren elementu batzuk nola sortzen diren, ez besterik, agertzen da atal honetan.

Aminoazidoen anabolismoa

Proteinen osagai izatea da aminoazidoen zeregin nagusia, proteinak funtsezko osagaiak direlarik organismoen erabidean (giharrek, adibidez, proteina kopuru handia izaten dute) eta funtzionamenduan (entzimak eta hormona batzuk); ez da harritzekoa, beraz, proteinen biosintesirako beharbeharrezkoa izatea aminoazidoak lortzea.
Garbi dago izaki heterotrofoek proteinak lortzeko erabiltzen duten bidea zein den; proteinak irensten dituzte beren dietan, eta horri esker proteina horietatik aminoazidoak lortzen dituzte txegostearen ondoren. Hala ere, eta lehen begiratuan uste izan daitekeenaren kontra, izaki asko inoiz ez da proteinez elikatzen, edo oso kopuru txikian hartzen dituzte proteinak.
Adibidez, intsektu xilofagoak, zura janez elikatzen direnak, alegia, edo loreetatik nektarra zurgatzen dutenak, ia gluzidoz besterik ez dira elikatzen.
Gerta daiteke baita ere ohiko dietan proteinak dauzkaten organismoek janari urrialdietan proteinarik ez hartzea. Adibidez, gizakiek, ezinbestean, laboreak,barazkiak eta fruituak jaten hasiko balira (eskura izanez gero, jakina), orduan oso proteina gutxi izango lukete eguneroko dietan.
Hala ere, gizaki gehienek ez dute proteina urritasun handirik (bai ordea pobrezian bizi den jende askok, goseak eta gaizki elikatuta), eta arestian aipatu ditugun intsektuek ez bide dute inongo arazorik bizirik irauteko. Beraz, pentsa daiteke metabolismoak badituela sistemak beste gai batzuk aminoazido bihurtzeko, aminoazidoentzako bide anabolikoak, alegia.
Aitzitik, eta gizakiengana itzulirik berriz, gerta daiteke elikaduran kaloria nahikoak izatea, eta hala ere proteina urritasunagatik gaixotasunak sortzea. Hala, zoritxarrez maizegi errepikatzen diren Hirugarren Munduko irudietan sabela oso handitua izan arren goseturik ez dauden haurrak agertzen dira; haur horiek Kwashiorkor-en sindromea dute (“ume baztertua”, Afrikako sartaldeko dialekto batean), proteinarik ia ez duen dietak sorturiko gaitza hain zuzen. Hori dela-eta galdera batzuk egin litezke: dietan proteinarik ez izateak zergatik sortzen ditu gaixotasunak? Proteina gabezia horrek zergatik du haurrengan eragin berezia? Erantzuna da aminoazido guztiak ez direla bide anabolikoen bidez sintetizagarriak, eta horieko batzuk, funtsezko aminoazidoak deritzenak hain zuzen, kanpotik hartu behar direla zuzenean. Gabezia horrek haurrengan du eragin handia, haurrak hazibidean direlako, eta, beraz, heldu batek baino askoz proteina gehiago behar dituztelako.
Funtsezko aminoazidoak aldatu egiten dira organismo batetik bestera. Adibidez, izaki biziek erabiltzen dituzten hogei aminoazido motetatik gizakiak hamar hartu behar ditu kanpotik, eta bakterio mota batzuek, berriz, badituzte hamasei aminoazido ere funtsezkoak.
Heterotrofoek aminoazidoen sorreran duten urritasuna berdinduko badute, aminoazido horiek sintetizatzeko gauza izango diren beste organismo batzuk existitu behar dira.
Organismo autotrofoek, beraz, aminoazido guztiak sortzeko sistemak izan behar dituzte.
Metabolismoan parte hartzen duten beste molekula batzuek ez bezala, aminoazidoek nitrogenoa dute (-NH , edo talde aminoa).
2 Nitrogeno hori beste erreakzio batzuek (proteinen katabolismo aerobioa) edo ani- + malien amonio ioiak (NH ) sortua da. Lan- 4 dareek, bakteriek eta onddoek kanpotik hartutako nitratoak eta nitritoak ere erabil ditzakete, eta horregatik bi gai horiek izaten dituzte ongarri kimikoek. Landare lekadunetan (ilarra edo babarruna, adibidez) gauza bitxi bat gertatzen da: gauza dira nitrogenoa atmosferatik zuzenean hartzeko, beren sustraietan bizi diren bakterio batzuez baliatzen baitira kimiosintesia egiteko, era horretan landareak nitrogenoa asimila ahal dezan.
Bi aminoazidok, metiotinak eta zisteinak, sufrea izaten dute gainera. Sufrea sulfatoetan eta tiosulfatoetan sortzen da, lurretan egoten diren gaiak dira horiek, eta ongarrien osagai ere izaten dira. Mikroorganismo batzuek oinarrizko sufrea erabiltzen dute, eta landare eta mikroorganismo batzuek, berriz, azido sulfhidrikoa (SH ).
2 Asko dira aminoazido bakoitza sintetizatzeko aukera ematen duten bideak, eta aminoazido berarentzat aldaerak izaten diramaiz organismo mota desberdinetan. Hori dela eta, aminoazido bakoitzak sintetizatzeko erabiltzen duen bide jakina ezagutzea biokimikari espezialistei dagokion alorra da.
Hala ere, hiru gai elkartu hauetako bat hartzen dute sintesi guztiek abiapuntutzat: azido glutamikoa, azido pirubikoa eta azido 3-fosfoglizerikoa.Hiru aminoazido, lisina, isoleuzina eta zisteina, bi aitzindari desberdinetatik atera daitezke.- Azido glutamikotik abiatutako sintesia.
(2. irudia) Bide hori erabiltzen da glutamina, arginina, lisina, prolina, azido aspartikoa, asparagina, treonina, metionina, isoleuzina eta zisteina egiteko.
Azido glutamikoa zetoazido batek -zetoglutarikoak- amonioarekin egiten duen erreakziotik sortzen da. Glutamato-deshidrogenasa da erreakzio hori katalizatzen duen entzima, koentzima gisa elektroi-eramaile bat erabiltzen duena; landareetan NADP + izaten da, etabeste organismo batzuetan, berriz, NAD +edo NADP +. Sintesi bide hori erabiltzen duten molekula guztien aitzindaritzat balio izaten du gero aminoazido horrek (2. irudia).
Azido pirubikotik abiaturiko sintesia (3. irudia) Bide horretatik egiten dira lisina, alanina, balina, leuzina, isoleuzina, triptofanoa, fenilanina eta tirosina.Erreakzioetan parte hartzen du orobat azido glutamikoak, azido pirubikoari uzten diola bere amino taldea. Azido glutamikoa azido zetoglutariko bihurtzen da, eta azido pirubikoak aminoazido bat sortzen du.Azido 3-fosfoglizerikotik abiaturiko sintesia (4. irudia) Serina, glizina eta zisteina lortzeko balio du. Erreakzio horretan azido glutamikoa amino taldeen emailea da, gero azido zetoglutariko izatera pasatzen da, eta azido 3-fosfoglizerikoa serina bihurtzen da.
Zisteina egiterakoan, sufrea beste aminoazido batetik dator, metiotinatik.Aminoazidoak ez dira proteinen biosintesirako bakarrik erabiltzen; orobat dira biologiaren aldetik interesgarriak diren beste gai askoren aitzindari (1. taula).

Azido nukleikoen anabolismoa

Azido nukleikoak nukleotidoz osatuak dira, eta nukleotidoak, berriz, azukre batez (pentosa), fosfato multzo batez eta base nitrogenatu batez.
Azido nukleikoen eta beste gai batzuen txegostetik datozen kanpoko gai elkartu horiez gainera, izaki autotrofoek eta heterotrofoek badituzte bide metabolikoak gai elkartu horiek berak sortzeko.Pentosa gluzidoen anabolismo bideetatik lortzen da, eta azido fosforikoa, berriz, kanpotik etortzen da edo beste erreakzio metaboliko batzuen bigarren mailako produktu gisa berreskuratzen da. Arazoa, beraz, base nitrogenatuak lortzea da; base horiek, aminoazidoen kasuan bezala, nitrogenoa dutelako.
Bestelakoa da, bistan da, base pirimidinikoak eta purikoak lortzeko sistema, batzuek eraztun bakarra baitute, eta besteek, aldiz, bi. Bi kasu horietan nukleotido osoak sintetizatzen dira, eta ez banakako base nitrogenatuak.- Base purikoen anabolismoa (5. irudia).
Oso prozesu konplexua da hori, pentosa fosforilatu batekin -erribosa-5-fosfatoa- hasten dena. Gai horrek ATP batetik datozen bi multzo fostato beretzen ditu, ATPa AMP izatera pasatzen delarik; gainera, glutamina aminoazidotik datozen amino multzoak beretuz joaten da hurrenez hurren, eta baita glizina molekula oso bat ere, azkenean azidoinosinikoa sortzen dela. Gai hori da adenosin monofosfatoa (AMP) eta guanosin monofosfatoa (GMP) ekoizteko basea, horiek biek gero ATPren fosfato gehiago beretu ditzaketela, eta beste ATP edo GTP bilakatu.- Base piramidinikoen anabolismoa (6. irudia) Kasu honetan, sintesiaren hasieran azido karbamil fosforikoa sortzen da, glutaminatik abiaturik, erreakzio honen bidez:Azido karbamil-fosforikoa azido aspartikoari elkartzen zaio, eta, hainbat eraldaketaren ondoren, azido orotikoa ematen du.
Azido orotikoa uridin monofosfatoaren (UMP) aitzindari zuzena da, ATPren fosfatoak beretuz azido hori UTP bihur daitekeela.
UTP zitidin trifosfatoaren aitzindaria da.
Uridin monofosfatoa desoxiuridin monofosfato bihur daiteke (haren erribosa desoxirribosa bihur daitekeela), eta desoxiuridin monofosfatoa desoxitimidin monofosfatoaren (dTMP) aitzindaria da; horrek ATPren fosfatoak hartzen ditu eta desoxitimidin trifosfato (dTTP) bihurtzen da, ADNren nukleotido hain zuzen.ADNrako behar diren nukleotido guztiak lor daitezke aurrekoak desoxirribonukleotido bihurturik, desoxirribosak hartzen duenean erribosaren lekua.

Aminoazidoen anabolismoa

Proteinen osagai izatea da aminoazidoen zeregin nagusia, proteinak funtsezko osagaiak direlarik organismoen erabidean (giharrek, adibidez, proteina kopuru handia izaten dute) eta funtzionamenduan (entzimak eta hormona batzuk); ez da harritzekoa, beraz, proteinen biosintesirako beharbeharrezkoa izatea aminoazidoak lortzea.
Garbi dago izaki heterotrofoek proteinak lortzeko erabiltzen duten bidea zein den; proteinak irensten dituzte beren dietan, eta horri esker proteina horietatik aminoazidoak lortzen dituzte txegostearen ondoren. Hala ere, eta lehen begiratuan uste izan daitekeenaren kontra, izaki asko inoiz ez da proteinez elikatzen, edo oso kopuru txikian hartzen dituzte proteinak.
Adibidez, intsektu xilofagoak, zura janez elikatzen direnak, alegia, edo loreetatik nektarra zurgatzen dutenak, ia gluzidoz besterik ez dira elikatzen.
Gerta daiteke baita ere ohiko dietan proteinak dauzkaten organismoek janari urrialdietan proteinarik ez hartzea. Adibidez, gizakiek, ezinbestean, laboreak,barazkiak eta fruituak jaten hasiko balira (eskura izanez gero, jakina), orduan oso proteina gutxi izango lukete eguneroko dietan.
Hala ere, gizaki gehienek ez dute proteina urritasun handirik (bai ordea pobrezian bizi den jende askok, goseak eta gaizki elikatuta), eta arestian aipatu ditugun intsektuek ez bide dute inongo arazorik bizirik irauteko. Beraz, pentsa daiteke metabolismoak badituela sistemak beste gai batzuk aminoazido bihurtzeko, aminoazidoentzako bide anabolikoak, alegia.
Aitzitik, eta gizakiengana itzulirik berriz, gerta daiteke elikaduran kaloria nahikoak izatea, eta hala ere proteina urritasunagatik gaixotasunak sortzea. Hala, zoritxarrez maizegi errepikatzen diren Hirugarren Munduko irudietan sabela oso handitua izan arren goseturik ez dauden haurrak agertzen dira; haur horiek Kwashiorkor-en sindromea dute (“ume baztertua”, Afrikako sartaldeko dialekto batean), proteinarik ia ez duen dietak sorturiko gaitza hain zuzen. Hori dela-eta galdera batzuk egin litezke: dietan proteinarik ez izateak zergatik sortzen ditu gaixotasunak? Proteina gabezia horrek zergatik du haurrengan eragin berezia? Erantzuna da aminoazido guztiak ez direla bide anabolikoen bidez sintetizagarriak, eta horieko batzuk, funtsezko aminoazidoak deritzenak hain zuzen, kanpotik hartu behar direla zuzenean. Gabezia horrek haurrengan du eragin handia, haurrak hazibidean direlako, eta, beraz, heldu batek baino askoz proteina gehiago behar dituztelako.
Funtsezko aminoazidoak aldatu egiten dira organismo batetik bestera. Adibidez, izaki biziek erabiltzen dituzten hogei aminoazido motetatik gizakiak hamar hartu behar ditu kanpotik, eta bakterio mota batzuek, berriz, badituzte hamasei aminoazido ere funtsezkoak.
Heterotrofoek aminoazidoen sorreran duten urritasuna berdinduko badute, aminoazido horiek sintetizatzeko gauza izango diren beste organismo batzuk existitu behar dira.
Organismo autotrofoek, beraz, aminoazido guztiak sortzeko sistemak izan behar dituzte.
Metabolismoan parte hartzen duten beste molekula batzuek ez bezala, aminoazidoek nitrogenoa dute (-NH , edo talde aminoa).
2 Nitrogeno hori beste erreakzio batzuek (proteinen katabolismo aerobioa) edo ani- + malien amonio ioiak (NH ) sortua da. Lan- 4 dareek, bakteriek eta onddoek kanpotik hartutako nitratoak eta nitritoak ere erabil ditzakete, eta horregatik bi gai horiek izaten dituzte ongarri kimikoek. Landare lekadunetan (ilarra edo babarruna, adibidez) gauza bitxi bat gertatzen da: gauza dira nitrogenoa atmosferatik zuzenean hartzeko, beren sustraietan bizi diren bakterio batzuez baliatzen baitira kimiosintesia egiteko, era horretan landareak nitrogenoa asimila ahal dezan.
Bi aminoazidok, metiotinak eta zisteinak, sufrea izaten dute gainera. Sufrea sulfatoetan eta tiosulfatoetan sortzen da, lurretan egoten diren gaiak dira horiek, eta ongarrien osagai ere izaten dira. Mikroorganismo batzuek oinarrizko sufrea erabiltzen dute, eta landare eta mikroorganismo batzuek, berriz, azido sulfhidrikoa (SH ).
2 Asko dira aminoazido bakoitza sintetizatzeko aukera ematen duten bideak, eta aminoazido berarentzat aldaerak izaten diramaiz organismo mota desberdinetan. Hori dela eta, aminoazido bakoitzak sintetizatzeko erabiltzen duen bide jakina ezagutzea biokimikari espezialistei dagokion alorra da.
Hala ere, hiru gai elkartu hauetako bat hartzen dute sintesi guztiek abiapuntutzat: azido glutamikoa, azido pirubikoa eta azido 3-fosfoglizerikoa.Hiru aminoazido, lisina, isoleuzina eta zisteina, bi aitzindari desberdinetatik atera daitezke.- Azido glutamikotik abiatutako sintesia.
(2. irudia) Bide hori erabiltzen da glutamina, arginina, lisina, prolina, azido aspartikoa, asparagina, treonina, metionina, isoleuzina eta zisteina egiteko.
Azido glutamikoa zetoazido batek -zetoglutarikoak- amonioarekin egiten duen erreakziotik sortzen da. Glutamato-deshidrogenasa da erreakzio hori katalizatzen duen entzima, koentzima gisa elektroi-eramaile bat erabiltzen duena; landareetan NADP + izaten da, etabeste organismo batzuetan, berriz, NAD +edo NADP +. Sintesi bide hori erabiltzen duten molekula guztien aitzindaritzat balio izaten du gero aminoazido horrek (2. irudia).
Azido pirubikotik abiaturiko sintesia (3. irudia) Bide horretatik egiten dira lisina, alanina, balina, leuzina, isoleuzina, triptofanoa, fenilanina eta tirosina.Erreakzioetan parte hartzen du orobat azido glutamikoak, azido pirubikoari uzten diola bere amino taldea. Azido glutamikoa azido zetoglutariko bihurtzen da, eta azido pirubikoak aminoazido bat sortzen du.Azido 3-fosfoglizerikotik abiaturiko sintesia (4. irudia) Serina, glizina eta zisteina lortzeko balio du. Erreakzio horretan azido glutamikoa amino taldeen emailea da, gero azido zetoglutariko izatera pasatzen da, eta azido 3-fosfoglizerikoa serina bihurtzen da.
Zisteina egiterakoan, sufrea beste aminoazido batetik dator, metiotinatik.Aminoazidoak ez dira proteinen biosintesirako bakarrik erabiltzen; orobat dira biologiaren aldetik interesgarriak diren beste gai askoren aitzindari (1. taula).