DSCN6180 (Kopiowanie)

wman 163

5. METABOLIZM

„ „ Różnice ustrojów polegają nie tylko na rozmaitej formie i budowie narządów, lecz i na różnicach w składzie chemicznym tych związków, z których składają się żywe komórki. Od właściwości tych związków zależ}' charakter przemiany materii, ten ostatni zaś wpływa na formy komórek i tworzenie się z nich poszczególnych narządów."

Marceli Nencki (1847-1901)

Metabolizmem (gr. metahole = przemiana) nazywamy całokształt przemian materii i energii zachodzących w danym organizmie. Przemiany metaboliczne możemy podzielić na anaboliczne (gr. anahaiein = dorzucać, podwyższać), w których następuje tworzenie związków bardziej złożonych ze związków prostych, co przeważnie wymaga wydatkowania energii, i katahołiczne (gr. katabalein ■ odrzucać, obniżać), a więc takie, w których następstwie związki bardziej złożone ulegają rozłożeniu na prostsze. Większość przemian katabolicznych przebiega z uwolnieniem energii (ryc. 5-1).

* poziom energetyczny

fotosynteza

ca*/).

^v-^/ V

oddychanie

energia

świetlna

ÓDa + MłO

y

v    energia

\    —*. chemiczna

\    (np. ATP)

COi ♦ H»0

anaboiizm

katabolizm

metabofezm (otoautotroldw

Ryc. 5-1. Metabolizm fotoautotrofów. Anaboliczne procesy fotosyntezy prowadzą do zmagazynowania energii w cząsteczkach cukru. Energia ta może następnie zostać uwolniona w procesach katabolicznych i wykorzystana (uniwersalnym przenośnikiem cncigii jest ATP).

Procesy przemian chemicznych są bardzo powszechne w przyrodzie, również nieożywionej. Przykładem jest chociażby korozja metali wystawionych na działanie tlenu zawartego w wodzie bądź w powietrzu. We wnętrzu gwiazd powstają pierwiastki chemiczne, z organizmów roślinnych i zwierzęcych przykrytych warstwami skal w ciągu tysięcy lat powstają pokłady węgla, ropy naftowej, gazu ziemnego. Cząsteczka glukozy, zawleczona na planetę o strukturze podobnej do Ziemi, lecz całkowicie pozbawioną życia być może rozpadłaby się z czasem do dwutlenku węgla i wody -zależałoby to od warunków, w jakich by się znalazła i wymagałoby pewnego czasu (glukoza ulega rozpadowi w bardzo wysokiej temperaturze bądź też pod działaniem silnych kwasów i zasad). Natomiast w żywej komórce, gdzie takich skrajnych warunków nie ma, glukoza może być w ułamkach sekundy lub w ciągu niewielu sekund rozłożona do CO, i H,0.

Na naszej wymyślonej, pozbawionej życia planecie jeszcze mniej prawdopodobny jest proces odwrotny - syntezy cukru z dwutlenku węgla i z wody. Gdyby nagromadzić olbrzymie ilości tych związków i pozostawić je - przy stałym dopływie energii, np. z sąsiedniej gwiazdy, to może po milionach lat w którymś miejscu procesy syntezy przeważyłyby nad procesami rozpadu i uważny obserwator mógłby znaleźć nieliczne cząsteczki glukozy, ale równie dobrze mogłoby ich nie być. A przecież tego typu proces syntezy miliardy organizmów roślinnych przeprowadzają w każdej sekundzie na naszym globie, wybierając z otoczenia wodę (nieraz trudno dostępną) i dwutlenek węgla, obecny w atmosferze zaledwie w ilości 0,03%.

Wyobraźmy sobie dla odmiany górską rzekę. Spada ona (nieraz licznymi kaskadami) w dolinę i jej energia zużytkowana zostaje głównie na procesy rozbijania skał po drodze. Jest rzeczą tak mało prawdopodobną, że aż wręcz niemożliwą, aby rwący potok gdzieś w warunkach naturalnych.