aineenvaihduntareaktiot

Aineenvaihduntareaktiot ovat solujen suorittamia kemiallisia reaktioita, joiden tarkoituksena on ylläpitää elämää, tuottaa energiaa ja rakentaa sekä korjata solukomponentteja. Ne muodostavat aineenvaihdunnan eli metabolismin, jonka toimintaa säätelevät solun energiantarve, substraattilastit sekä säätelymekanismit.

Metabolia voidaan jakaa cataboliaan ja anaboliaan. Catabolismi hajoittaa suuria molekyylejä pienemmiksi ja vapauttaa energia, kun taas anabolismi käyttää energiaa rakennemateriaalien ja biologisten makromolekyylien synteesiin. Reaktiot ovat tyypillisesti ketjuttautuneita polkuja, kuten glykolyysi, sitruunahappokierto sekä oksidatiivinen fosforylaatio, tai ne voivat tapahtua yksittäisinä, reversiibeleinä reaktioina.

Enzyymeillä on keskeinen rooli aineenvaihduntareaktioissa. Ne toimivat katalyyteinä, joiden toiminta on tarkoin säädeltyä ja kyllin spesifistä tietyille substraateille sekä reaktiolle. Energiavirto sekä elektroninsiirto kulkevat usein kofaktoreiden kuten ATP, NADH, NADPH ja FADH2 kautta. Solut käyttävät lisäksi pienempiä kerrannaisvaihtoehtoja ja vahvistavat säätelyä allosteerisilla säätöillä sekä kovalenttisilla muutoksilla.

Soluissa aineenvaihdunta tapahtuu eri osastoilla, kuten sytoplasmassa, mitochondrioissa ja kasveilla kloroplasteissa. Esimerkkejä keskeisistä reaktioista ovat glykolyysi glukoosin hapettumiseksi, sitruunahappokierto sekä oksidatiivinen fosforylaatio energiankeruussa, sekä fermentaatio hapen puuttuessa. Fotosynteesissä kasvit muuntavat valoenergian kemialliseksi energiaksi.