Определение гликогенеза
Гликогенез – это биологический процесс формирования гликоген из глюкозы, простейшего клеточного сахара. Организм создает гликоген в процессе гликогенеза, чтобы сохранить эти молекулы для последующего использования, когда в организме нет доступной глюкозы. Гликоген – это не то же самое, что жир, который накапливается для долгосрочной энергии. Магазины гликогена часто прибегают к перерывам между приемами пищи, когда кровь концентрация глюкозы упала. В этом случае клетки организма прибегают к своим запасам гликогена, подвергаясь обратному процессу из гликогенеза. Этот процесс называется гликогенолиз.
Процесс гликогенеза
Чтобы начать процесс, клетка должен иметь избыток глюкозы. Глюкоза – это начало молекула и модифицируется в процессе гликогенеза. Благодаря модификациям он приобретает способность храниться в длинных цепях. Процесс начинается, когда клетка получает сигнал от тела для начала гликогенеза. Эти сигналы могут поступать от ряда различных маршрутов и обсуждаются в следующем разделе. Когда глюкоза вступает в процесс гликогенеза, на нее должен воздействовать ряд ферментов, как показано на рисунке ниже.
Во-первых, молекула глюкозы взаимодействует с ферментом глюкокиназа, который добавляет фосфатная группа к глюкозе. На следующем этапе гликогенеза фосфатная группа переносится на другую сторону молекулы, используя фермент фосфоглюкомутазу. Третий фермент, UDP-глюкоза-пирофосфорилаза, берет эту молекулу и создает урацил-дифосфат глюкозу. Эта форма глюкозы имеет две фосфатные группы, а также нуклеиновая кислота урацил. Эти дополнения помогают в следующем шаге, создавая цепочку молекул.
Специальный фермент, гликогенин, играет ведущую роль в этой части гликогенеза. UDP-дифосфат глюкозы может образовывать короткие цепи, связываясь с этой молекулой. После того, как около 8 из этих молекул образуют цепочку вместе, появляется больше энзимов для завершения процесса. Гликогенсинтаза добавляет к цепи, в то время как гликоген разветвляющий фермент помогает создавать ветви в цепях. Это приводит к более компактному макромолекула и, таким образом, более эффективное хранение энергии.
Функция гликогенеза
Гликогенез используется для создания гликогена из глюкозы, сохраняя энергию в связях для будущего использования. Сама глюкоза не может храниться по ряду причин. Прежде всего, ферменты в клетках склонны активно использовать глюкозу как можно быстрее. Чтобы сэкономить энергию в периоды отсутствия пищи, организмы должны иметь резервный источник. Когда клетки исчерпали всю свою глюкозу и не получают больше из организма, они могут обратиться к своим запасам гликогена. мускул Например, клетки обычно используют гликогенез для обеспечения энергии во время тренировок, потому что концентрации глюкозы в крови недостаточны. Идея «загрузки углеводов» (употребление углеводов и сахара до спортивного мероприятия) основана на идее, что клетки будут подвергаться гликогенезу и накапливать как можно больше гликогена. Таким образом, когда они нуждаются в энергии во время упражнения, она легко доступна из гликогенолиза.
Вторая функция гликогенеза – это сохранение и управление водой. Молекула глюкозы – это полярная молекула сахара, которая не плотно упакована. Процесс гликогенеза производит молекулы, которые являются менее полярными и намного более компактными, чем глюкоза. Это означает, что клетка может хранить много молекул глюкозы в одной молекуле гликогена и меньше нарушать водный баланс. Каждая соль и сахар в пределах цитоплазма занимает определенное количество воды, чтобы окружить и приостановить. Если бы клетки накапливали только глюкозу на потом, им скоро понадобилось бы больше воды, чем мог вместить объем клеток, и они бы лопнули. Гликоген уменьшает это, но также забирает воду для хранения.
Регуляция гликогенеза
адреналин
Адреналин, также называемый адреналином, является гормон выпущен в ответе «бей или беги». Другими словами, это химическое вещество, выделяемое, когда ваше тело напугано или испытывает стресс. Адреналин отрицательно регулирует гликогенез, разрушая белки, необходимые для процесса. Во время реакции «беги или сражайся» организм хочет, чтобы вся доступная энергия была готова к утилизации клетками. Таким образом, он останавливает гликогенез, начинает гликогенолиз и начинает преобразовывать глюкозу в энергию. Ячейкам потребуется много АТФ, чтобы преодолеть представленную угрозу.
инсулин
Когда организм получает большую еду и уровень глюкозы в крови повышается, поджелудочная железа выделяет инсулин, гормон, который заставляет клетки поглощать и накапливать глюкозу. Это стимулирует процесс гликогенеза, заставляя клетки накапливать гликоген и уменьшать содержание сахара в крови. Много гликогена хранится в печень который затем может высвобождать его в виде глюкозы обратно в кровоток между приемами пищи, чтобы поддерживать допустимый уровень глюкозы в крови.
викторина
Ссылки
- Feldhamer, G.A., Drickamer, L.C., Vessey, S.H., Merritt, J.F. & Krajewski, C. (2007). Маммология: Приспособление Разнообразие, экология (3-е изд.). Балтимор: издательство Университета Джонса Хопкинса.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. , , Мацудайра, П. (2008). Молекулярно-клеточная биология (6-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.
- Нельсон Д.Л. и Кокс М.М. (2008). Принципы биохимия, Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.