12. Aineenvaihdunta eli metabolia

Biologinen prosessi, jossa ravintoaineita muokataan, jotta saataisiin energiaa ja rakennusaineita solun tai eliön käyttöön.

Aineenvaihduntaa säätelevät monet aktivaattorit, esimerkiksi kasvutekijät, hormonit, vitamiinit ja hivenaineet.

12.1 Primaarimetabolia

Primaarimetabolia on organismin elossa pysymiselle välttämätöntä aineenvaihduntaa. Primaarimetabolian reaktiopolut ja tuotteet ovat elämän perusta, sillä niiden avulla solut kykenevät ylläpitämään rakenteensa, toimimaan tarkoituksensa mukaisesti, tuottamaan energiaa prosesseihinsa, kasvamaan, jakautumaan ja kommunikoimaan ympäristönsä kanssa.

Toissijaisesta metaboliasta, jonka tuotteet eivät ole välttämättömiä organismin elossa pysymiselle, käytetään nimitystä sekundaarimetabolia.

Esimerkkejä primaarimetaboliiteista

• Aminohapot, hiilihydraatit, lipidit eli rasvat, DNA:n ja RNA:n osat ja adenosiinitrifosfaatti (ATP)
• E.m. yhdisteiden valmistaminen solujen ja kudosten rakenneaineiksi ja energianlähteiksi on anabolista eli rakentavaa metaboliaa. (esimerkiksi yhteyttäminen on anabolinen prosessi).
• E.m. yhdisteiden hajottaminen mm. energian tuottamiseksi on katabolinen eli hajottavaa metaboliaa, jossa siis monimutkaisemmat yhdisteet hajotetaan pienemmiksi, jolloin vapautuu energiaa (esimerkiksi soluhengityksessä).

Kaavioon 1 on poimittu joitakin tärkeitä biomolekyylejä ja niiden välisiä yhteyksiä. Biomolekyylit ovat alun perin peräisin hiilidioksidista (CO₂).  Glukoosi, palorypälehappo, sitruunahappo, asetyylikoentsyymi-A (asetyyli-CoA) ja riboosi ovat tärkeitä aineenvaihdunnan biomolekyylejä ja ne toimivat myös muiden biomolekyylien rakennusaineina.

Primaarimetabolia

12.2 Sekundaarimetabolia

Sekundaarimetaboliaa ovat ne reaktiopolut ja tuotteet, jotka eivät ole välttämättömiä organismin elossa pysymiselle normaaleissa olosuhteissa.  Esimerkkejä sekundaarimetaboliiteista eli toissijaisista aineenvaihduntatuotteista ovat muun muassa väriainepigmentit, haju- ja makuyhdisteet ja mikrobien itsensä tuottamat antibiootit, joiden avulla organismi kilpailee muiden lajiyksilöiden ja muiden lajien kanssa ja torjuu petoja ja parasiitteja.

 Esimerkkejä sekundaarimetaboliiteista

·         Alkaloidit (mm. atropiini, kokaiini, kodeiini, morfiini)

·         Fenolit (mm. resveratroli)

·         Terpenoidit (mm. delta-9-tetrahydrokannabinoli, kamferi, mentoli, tietyt steroidit)

·         Vanilloidit (mm. kapsaisiini)

·         β-laktaamit (mm. penisilliini, kefalosporiini-C)