Hauptunterschied – Anabolismus vs. Katabolismus

Anabolismus und Katabolismus sind die Sätze von Stoffwechselprozessen, die zusammen als Stoffwechsel bezeichnet werden. Anabolismus ist die Reihe von Reaktionen, die an der Synthese komplexer Moleküle beteiligt sind, ausgehend von den kleinen Molekülen im Körper. Katabolismus ist die Reihe von Reaktionen, die am Abbau komplexer Moleküle wie Proteine, Glykogen und Triglyceride in einfache Moleküle oder Monomere wie Aminosäuren, Glukose bzw. Fettsäuren beteiligt sind. Die 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, Stufen, Funktion 2. Was ist Katabolismus? – Definition, Prozesse, Stufen, Funktion 3. Was ist der Unterschied zwischen Anabolismus und Katabolismus?

Was ist Anabolismus?

Die Reihe von Reaktionen, die ausgehend von kleinen Molekülen komplexe Moleküle synthetisieren, wird als Anabolismus bezeichnet. Anabolismus ist also ein konstruktiver Prozess. Anabole Reaktionen benötigen Energie in Form von ATP. Sie gelten als endergonische Prozesse. Die Synthese komplexer Moleküle baut Gewebe und Organe schrittweise 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 am Prozess des Anabolismus beteiligt.

Am Anabolismus sind drei Phasen beteiligt. In der ersten Stufe werden Vorläufer wie Monosaccharide, Nukleotide, Aminosäuren und Isoprenoide produziert. 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 zusammengesetzt.

Organismen können je nach ihrer Fähigkeit, komplexe Moleküle aus einfachen Vorläufern zu synthetisieren, in zwei Gruppen eingeteilt werden. Einige Organismen wie Pflanzen können komplexe Moleküle in der Zelle synthetisieren, ausgehend von einem einzelnen Kohlenstoffvorläufer wie Kohlendioxid. Sie werden als Autotrophe bezeichnet. Heterotrophe verwenden intermediär komplexe Moleküle wie Monosaccharide und Aminosäuren, um Polysaccharide bzw. Polypeptide zu synthetisieren. Andererseits können Organismen je nach Energiequelle in zwei Gruppen in Phototrophe und Chemotrophe eingeteilt werden. Phototrophe beziehen Energie aus dem Sonnenlicht, während Chemotrope Energie aus der Oxidation anorganischer Verbindungen gewinnen.

Die Kohlenstofffixierung aus Kohlendioxid wird entweder durch Photosynthese oder Chemosynthese erreicht. In Pflanzen erfolgt die Photosynthese durch Lichtreaktion und Calvin-Zyklus. Bei der Photosynthese wird Glycerat-3-Phosphat produziert, das ATP hydrolysiert. Glycerat-3-phosphat wird später durch Gluconeogenese in Glucose umgewandelt. Das Enzym Glykosyltransferase polymerisiert die Monosaccharide, um Monosaccharide und Glykane herzustellen. Eine Übersicht über die Photosynthese ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Photosynthese

Bei der Fettsäuresynthese wird Acetyl-CoA zu Fettsäuren polymerisiert. Isoprenoide und Terpene sind große Lipide, die durch die Polymerisation von Isopreneinheiten während des Mevalonat-Wegs synthetisiert werden. Während der Aminosäuresynthese sind einige Organismen in der Lage, essentielle Aminosäuren zu synthetisieren. Aminosäuren werden während der Proteinbiosynthese zu Polypeptiden polymerisiert. De novo- und Salvage-Wege sind an der Synthese von Nukleotiden beteiligt, die dann während der DNA-Synthese zu Polynukleotiden polymerisiert werden können.

Was ist Katabolismus?

Die Reihe von Reaktionen, die komplexe Moleküle in kleine Einheiten zerlegen, wird als Katabolismus bezeichnet. Katabolismus ist also ein destruktiver Prozess. Katabolische Reaktionen setzen Energie in Form von ATP sowie Wärme frei. Sie gelten als exergonische Prozesse. Die kleinen Moleküleinheiten, die im Katabolismus entstehen, können entweder als Vorläufer in anderen anabolen Reaktionen verwendet werden oder durch Oxidation Energie freisetzen. Daher wird angenommen, dass katabole Reaktionen chemische Energie erzeugen, die von den anabolen Reaktionen benötigt wird. Einige zelluläre Abfälle wie Harnstoff, Ammoniak, Milchsäure, Essigsäure und Kohlendioxid werden auch während des Katabolismus produziert. Viele Hormone wie Glucagon, Adrenalin und Cortisol sind am Katabolismus beteiligt.

Abhängig von der Verwendung organischer Verbindungen als Kohlenstoffquelle oder Elektronendonor werden Organismen als Heterotrophe bzw. Organotrophe klassifiziert. Heterotrophe bauen Monosaccharide wie intermediäre komplexe organische Moleküle ab, um die Energie für zelluläre Prozesse zu erzeugen. Organotrophe bauen organische Moleküle ab, um Elektronen zu erzeugen, die in ihrer Elektronentransportkette verwendet werden können und ATP-Energie erzeugen.

Makromoleküle wie Stärke, Fette und Proteine ​​aus der Nahrung werden bei 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 die oxidative Phosphorylierung hergestellt. 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: Zellatmung

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, bei dem große Moleküle in kleinere Moleküle zerlegt werden.

Rolle im Stoffwechsel

Anabolismus: Anabolismus ist die aufbauende Phase des Stoffwechsels.

Katabolismus: Katabolismus ist die destruktive Phase des Stoffwechsels.

Energiebedarf

Anabolismus: Anabolismus erfordert ATP-Energie.

Katabolismus: Der 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, Zytokine usw. sind am Katabolismus beteiligt.

Sauerstoffnutzung

Anabolismus: Anabolismus ist anaerob; es verwendet keinen Sauerstoff.

Katabolismus: Der 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 gespeicherte Nahrung, um Energie zu gewinnen.

Funktionalität

Anabolismus: Anabolismus ist im Ruhen oder Schlafen funktionell.

Katabolismus: Der Katabolismus ist bei Körperaktivitäten funktionell.

Energieumwandlung

Anabolismus: Beim Anabolismus wird kinetische Energie in potentielle Energie umgewandelt.

Katabolismus: Beim Katabolismus wird potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.

Prozesse

Anabolismus: Anabolismus tritt während der Photosynthese bei Pflanzen, der Proteinsynthese, der Glykogensynthese und der Assimilation bei Tieren auf.

Katabolismus: Katabolismus tritt während der Zellatmung, Verdauung und Ausscheidung auf.

Beispiele

Anabolismus: Beispiele für die anabolen Prozesse sind die Synthese von Polypeptiden aus Aminosäuren, Glykogen aus Glucose und Triglyceriden aus Fettsäuren.

Katabolismus: Der Abbau von Proteinen in Aminosäuren, Glykogen in Glucose und Triglyceride in Fettsäuren sind Beispiele für katabole Prozesse.

Abschluss

Anabolismus und Katabolismus können zusammen als Stoffwechsel bezeichnet werden. Anabolismus ist ein konstruktiver Prozess, der Energie in Form von ATP nutzt. Es tritt bei Prozessen wie Photosynthese, Proteinsynthese, Glykogensynthese auf. Anabolismus speichert die potentielle Energie im Körper und erhöht die Körpermasse. Katabolismus ist ein destruktiver Prozess, der das ATP freisetzt, 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 den beiden Prozessen beteiligt sind.

Referenzen:1. "Stoffwechsel." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 12. März 2017. Web. 16. März 2017.

Bildhöflichkeit: 1. „Einfache Photosynthese-Übersicht“ Von Daniel Mayer (mav) – Original-ImageVector-Version von Yerpo – Eigene Arbeit (GFDL) über Commons Wikimedia2. „2503 Zellatmung“ von OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013. (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia