Het belangrijkste verschil tussen biosynthetische en afbraakroutes is dat de biosyntheseroute complexe moleculen synthetiseert van eenvoudigere moleculen, terwijl de degradatieroute complexe en grotere moleculen afbreekt tot eenvoudigere moleculen.
Een metabolische route is een reeks door enzymen gekatalyseerde biochemische reacties die in een cel plaatsvinden. Er zijn twee soorten metabole routes: biosynthetische of anabole route en degradatieve of katabole route. Deze twee metabole routes werken samen omdat de energie die vrijkomt uit de ene route wordt gebruikt door de andere route. Metabole routes zijn nodig om de homeostase in een organisme te handhaven. Ze handhaven en reguleren ook de stroom van metabolieten, afhankelijk van de beschikbaarheid van substraten. De eindproducten van deze metabole routes worden ofwel onmiddellijk opgebruikt, initiëren een andere route of worden opgeslagen om te worden gebruikt wanneer dat nodig is. Elk van deze metabole routes bestaat uit chemische reacties die onderling verbonden zijn door hun tussenproducten. Metabole routes zijn meestal eenrichtingsverkeer, maar de chemische reacties zijn omkeerbaar.
Wat zijn biosynthetische paden?
Een biosyntheseroute is een reeks chemische en metabolische reacties die worden gekatalyseerd door enzymen bij de synthese van een specifiek eindproduct in een levend organisme. In deze route worden eenvoudige verbindingen gemodificeerd en omgezet in verschillende andere verbindingen of vormen ze macromoleculen. Biosynthetische route is ook bekend als anabole route omdat het de vorming van macromoleculen omvat. Elementen die nodig zijn voor het biosyntheseproces omvatten voorloperverbindingen, chemische energiemoleculen zoals ATP en katalytische enzymen samen met co-enzymen zoals NADH. Deze elementen creëren monomeren die macromoleculen vormen.
Figuur 01: Biosynthetische route
Biosynthetische routes bestaan uit een reeks chemische reacties. Om die reacties te laten plaatsvinden, zijn verschillende elementen nodig. Het zijn voorloperverbindingen, chemische energie, katalytische enzymen en co-enzymen of cofactoren. Precursorverbindingen staan bekend als het substraat of het startmolecuul in een reactie. Met andere woorden, ze worden reactanten genoemd. Katalytische enzymen zijn speciale eiwitten die de reactiesnelheid verhogen door de activeringsenergie te verlagen. Co-enzymen of cofactoren helpen een chemische reactie. Metaalionen en vitaminederivaten zoals NADH of acetyl-co-A en andere moleculen zoals ATP werken als co-enzymen of cofactoren. Ten slotte wordt de chemische energie gevonden als moleculen met hoge energie, zoals ATP. De chemische energie is nodig om macromoleculen zoals polypeptiden, eiwitten, polysachariden, nucleïnezuren en lipiden te construeren. Daarom is de biosyntheseroute een endergonale route omdat energie wordt geabsorbeerd of opgebruikt. In een levend organisme zijn hormonen die betrokken zijn bij de biosyntheseroute oestrogeen, testosteron, insuline en groeihormoon.
Wat zijn degradatieve paden?
Een afbraakroute is een reeks van door enzymen gekatalyseerde biochemische reacties die resulteren in de afbraak van grote moleculen of polymeren. Degradatieve route is ook bekend als katabole route, omdat het de afbraak van grotere moleculen in kleinere eenheden omvat. Bij een degradatieroute komt de energie vrij in de vorm van hoogenergetische fosfaatbindingen met energiedragers zoals ADP en GDP om respectievelijk ATP en GTP te produceren. Dit resulteert in een lagere vrije energie in de eindproducten. Daarom is de afbraakroute een exergonische route omdat vrije energie vrijkomt. Het produceert chemische energie in de vorm van ATP, GTP, NADPH, NADH en FADH2 uit complexe bronnen zoals koolhydraten, lipiden en eiwitten. De eindproducten van dergelijke chemische reacties zijn meestal kooldioxide, water en ammoniak.
Figuur 02: Afbraaktraject
In een afbraakroute worden de monomeren die vrijkomen bij de afbraak van polymeren gebruikt om eenvoudige afvalproducten verder af te breken door energie vrij te maken. Deze cellulaire afvalstoffen zijn melkzuur, kooldioxide, azijnzuur, ammoniak en ureum. Dit proces is meestal een oxidatieproces. Degradatieroute levert daarom chemische energie voor het onderhoud en de groei van cellen. In een levend organisme zijn hormonen die betrokken zijn bij de afbraakroute adrenaline, cortisol, glucagon en cytokinen.
Overeenkomsten tussen biosynthetische en degradatieve paden
- Deze routes zijn metabole routes.
- Beide wegen brengen energie met zich mee.
- Ze bestaan uit chemische reacties die worden gekatalyseerd door enzymen.
Verschil tussen biosynthetische en degradatieve paden
De biosynthetische route omvat anabolisme waarbij eenvoudigere moleculen of substraten worden omgezet in grotere complexe moleculen zoals polysachariden, eiwitten, lipiden en nucleïnezuren. De afbraakroute omvat katabolisme waarbij grotere complexe moleculen worden afgebroken tot eenvoudigere moleculen zoals monosachariden, aminozuren, vetzuren en nucleotiden. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen biosynthetische en degradatieve routes. Bovendien verbruiken biosynthetische routes energie, terwijl afbraakroutes energie afgeven.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen biosynthetische en afbraakroutes in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Biosynthetische versus degradatieve paden
Biosynthetische route en afbraakroute zijn betrokken bij het metabolisme. Deze metabole routes zijn een reeks door enzymen gekatalyseerde biochemische reacties die in een cel plaatsvinden. Biosynthetische route is een reeks biochemische reacties die betrokken zijn bij de synthese van complexe moleculen uit kleinere en eenvoudige moleculen die chemische energie verbruiken. Degradatieve route is een reeks biochemische reacties die betrokken zijn bij de afbraak van complexe moleculen in eenvoudigere moleculen waarbij chemische energie vrijkomt. Metabole routes zijn meestal eenrichtingsverkeer, maar de chemische reacties zijn omkeerbaar. Dit vat dus het verschil samen tussen biosynthetische en afbraakroutes.
