Biosyntese

Biosynthese is het proces waarin levende organismen complexe organische moleculen bouwen uit eenvoudiger bouwstenen. Het is doorgaans een anabool en energieverbruikend proces, waarbij ATP en vaak reductiemiddelen zoals NADPH worden gebruikt. Biosynthese omvat de productie van macromoleculen zoals koolhydraten, lipiden, eiwitten en nucleïnezuren, maar ook veel gespecialiseerde metabolieten. De routes zijn enzymatisch bepaald en verlopen via meerdere tussenstappen in verschillende compartimenten van de cel.

De biosynthetische routes worden gereguleerd op meerdere niveaus: door genregulatie die de productie van benodigde enzymen bepaalt, en door allosterische en feedbackmechanismen die de activiteit van enzymen sturen op basis van de stofwisseling en energietoestand van de cel. Substraatbeschikbaarheid, subcellulaire lokalisatie en cofactoren beïnvloeden de flux door de routes.

Belangrijke voorbeelden omvatten eiwitbiosynthese langs ribosomen, waarbij aminozuren aan elkaar worden gekoppeld tot polypeptiden, nucleotidebiosynthese (opbouw van purines en pyrimidines), en vetzuur- en koolhydraatbiosynthese. In planten vindt vaak zetmeel- en suikerbiosynthese plaats. Plastiden en andere organellen spelen een centrale rol bij de biosynthese van fotosynthetische suikers en van secundaire metabolieten zoals alkaloïden en terpenen.

Biosynthese is essentieel voor groei, ontwikkeling en aanpassing van organismen. Het begrip is ook belangrijk in biotechnologie en geneeskunde, waar men probeert biosynthetische paden te optimaliseren of te remmen voor de productie van medicijnen, voedingsmiddelen en materialen.