biosynteesillä

Biosynteesi on elävien solujen prosessi, jossa biomolekyylit rakennetaan suuremmista alkeista. Prosessi on tyypillisesti anabolinen: se vaatii energiaa ja redoksia sekä useita katalysoivia entsyymejä. Biosynteesi kattaa sekä primaarimetabolian, joka tuottaa välttämättömiä rakennusaineita kuten aminohappoja, nukleotideja ja lipidejä, että toisinaan sekundaarimetabolian, jossa syntyy aineita, joita ei suoraan tarvita kasvulle mutta jotka voivat vaikuttaa vuorovaikutuksiin ympäristön kanssa.

Soluissa biosynteesi tapahtuu sarjassa järjestäytyneitä kemiallisia reittejä, joilla jokainen vaihe katalysoidaan tietyllä entsyymillä. Reitit voivat olla moduulaarisia ja niitä säätelevät sekä solun energiavarannot että vaihtuva ympäristö. Energiaa käytetään usein ATP:n muodossa, ja redoksointia tarvitaan puolestaan esimerkiksi NADPH:n tai NADH:n kautta. Sijainti soluissa vaihtelee: primaarimetabolian reitit sijaitsevat usein soluliman ja organellien sisällä; kasveilla ja levillä plastideissa ja mitokondrioissa tapahtuvat tärkeitä synteesejä, kuten rasvojen ja pigmenttien tuotantoa.

Primaarinen biosynteesi tuottaa välttämättömiä rakennusaineita, kuten aminohappoja, nukleotideja, lipidejä ja hiilihydraatteja. Toissijainen biosynteesi puolestaan tuottaa aineita kuten alkaloideja, terpenoideja ja pigmenttejä, jotka eivät ole suoraan välttämättömiä kasvun ja lisääntymisen kannalta mutta voivat vaikuttaa vuorovaikutuksiin ympäristön kanssa sekä kilpailla resursseista.

Bioteknologiassa biosynteesi on keskeinen perusta mikrobien ja kasvien käytössä tuottamaan lääkeaineita, vitamiineja, entsyymejä sekä muita kemiallisia yhdisteitä, ja sitä kehitetään edelleen metabolisessa engineeringissä ja syntettisessä biologiassa.