در سیستم های بیولوژیکی به دلیل وجود زنجیره های غذایی تعادل حفظ می شود. هر موجودی جای خود را در آنها می گیرد و مولکول های آلی را برای رشد و تولید مثل خود دریافت می کند. در عین حال، فرآیند تقسیم مواد پیچیده به مواد اولیه که می توانند توسط هر سلولی جذب شوند، تجزیه نامیده می شود. در زیست شناسی، این اساس وجود موجودات زنده همراه با جذب است. کاتابولیسم، نوعی متابولیسم شکافنده نیز نامیده می شود.
مراحل تجزیه
تجزیه یک فرآیند پیچیده است که سیستم گوارشی بدن را درگیر می کند که به دستیابی به اجزای غذا، پردازش و متابولیسم آنها در سلول ختم می شود. یک بستر برای تجزیه در زیست شناسی هر مولکول آلی پیچیده ای است که بدن سیستم های آنزیمی مناسبی برای تجزیه آن دارد.
مرحله اول کاتابولیسم مقدماتی است. این شامل فرآیند حرکت استبه غذا و گرفتن آن پروتئین ها، چربی ها و کربوهیدرات ها در ترکیب بافت های زنده یا در حال پوسیدگی به عنوان مواد خام غذایی عمل می کنند. مرحله مقدماتی تجزیه در زیست شناسی نمونه ای از رفتار تغذیه و هضم خارج سلولی یک موجود زنده است. در طی آن، موجودات تک سلولی مواد خام آلی پیچیده را دریافت می کنند، آن را فاگوسیت می کنند و به اجزای اولیه تجزیه می کنند.
در موجودات چند سلولی، مرحله آماده سازی تجزیه به معنای فرآیند حرکت به سمت غذا، دریافت و هضم آن در دستگاه گوارش است که پس از آن مواد مغذی عنصری توسط سیستم گردش خون به سلول ها منتقل می شود. گیاهان نیز مرحله آماده سازی دارند. این شامل جذب محصولات پوسیدگی مواد آلی است که بعداً توسط سیستم های حمل و نقل به محل تجزیه داخل سلولی تحویل داده می شود. در زیست شناسی، این بدان معناست که برای رشد و تکثیر گیاهان، بستری لازم است که تخریب آن توسط ارگانیسم های کم مانند باکتری های پوسیده انجام می شود.
تجزیه بی هوازی
مرحله دوم تجزیه بدون اکسیژن، یعنی بی هوازی نامیده می شود. بیشتر در مورد کربوهیدرات ها و چربی ها است، زیرا اسیدهای آمینه متابولیزه نمی شوند، بلکه به محل بیوسنتز فرستاده می شوند. ماکرومولکول های پروتئینی از آنها ساخته می شوند و بنابراین استفاده از اسیدهای آمینه نمونه ای از جذب، یعنی سنتز است. تجزیه (در زیست شناسی) تجزیه مولکول های آلی با آزاد شدن انرژی است. در عین حال، تقریباً همه موجودات قادر به متابولیسم گلوکز هستند، یک مونوساکارید جهانی کهمنبع اصلی انرژی برای همه موجودات زنده است.
در طول گلیکولیز بی هوازی، 2 مولکول ATP سنتز می شود که انرژی را در پیوندهای ماکروارژیک ذخیره می کند. این فرآیند ناکارآمد است و بنابراین نیاز به مصرف زیاد گلوکز با تشکیل متابولیت های زیادی دارد: پیروات یا اسید لاکتیک در برخی از موجودات - الکل اتیل. این مواد در مرحله سوم تجزیه مورد استفاده قرار می گیرند، اما اتانول بدون فواید انرژی برای جلوگیری از مسمومیت توسط بدن استفاده می شود. در عین حال، اسیدهای چرب، به عنوان محصولات تجزیه چربی، نمی توانند توسط بی هوازی های اجباری متابولیزه شوند، زیرا به مسیرهای برش هوازی شامل استیل-کوآنزیم-A نیاز دارند.
تجزیه هوازی
تجزیه اکسیژن در زیست شناسی گلیکولیز هوازی است، فرآیندی از تجزیه گلوکز با بازده انرژی بالا. این 36 مولکول ATP است که 18 برابر موثرتر از گلیکولیز بدون اکسیژن است. در بدن انسان دو مرحله گلیکولیز وجود دارد و بنابراین کل انرژی در طی متابولیسم یک مولکول گلوکز در حال حاضر 38 مولکول ATP است. 2 مولکول در مرحله گلیکولیز بدون اکسیژن و 36 مولکول دیگر در طی اکسیداسیون هوازی در میتوکندری تشکیل می شوند. در عین حال، در برخی از سلول ها در شرایط کمبود اکسیژن که در بیماری عروق کرونر مشاهده می شود، مصرف متابولیت ها فقط می تواند در مسیر بدون اکسیژن حرکت کند.
متابولیسم هوازی و بی هوازی
عدم شبیه سازی در بی هوازی وموجودات هوازی مشابه است. با این حال، بی هوازی ها تحت هیچ شرایطی نمی توانند در اکسیداسیون هوازی شرکت کنند. این بدان معناست که آنها نمی توانند مرحله سوم از همسانی را داشته باشند. ارگانیسم هایی که دارای سیستم های آنزیمی برای اتصال اکسیژن هستند، به عنوان مثال، سیتوکروم اکسیداز، قادر به اکسیداسیون هوازی هستند و بنابراین، در جریان متابولیسم، انرژی را با کارایی بیشتری دریافت می کنند. بنابراین، تجزیه اکسیژن در زیست شناسی نمونه ای از کارآمدترین مسیر متابولیک برای تجزیه گلوکز است که امکان ظهور موجودات خونگرم با سیستم عصبی توسعه یافته را فراهم می کند. در عین حال، سلول‌های عصبی آنزیم‌هایی ندارند که مسئول تجزیه سایر متابولیت‌ها هستند، بنابراین فقط قادر به تجزیه گلوکز هستند.
