Пластический обмен - совокупность химических реакций в клетке с использованием энергии. В клетке насчитывается порядка тысячи ферментов, благодаря которым осуществляется многообразнейшая химическая деятельность. Все протекающие в клетке химические реакции, биология разделяет на два основных типа – синтез и расщепление.
Ассимиляция. В клетке непрерывно происходят процессы синтеза. Простые вещества формируются в более сложные, низкомолекулярные – в высокомолекулярные. Синтезируются, белки, нуклеиновые кислоты, жиры и сложные углеводы, которые принимают непосредственное участие в построении органоидов клетки, запасных веществ, ферментов и секретов. Этот процесс называется биосинтезом, а совокупность реакций биосинтеза – пластическим обменом или ассимиляцией.
Для знакомства с пластическим обменом рассмотрим процесс биосинтеза белка. Он проходит в каждой клетке на протяжении всей ее жизни. Главную роль в этом сложном ферментативном процессе играют нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК. Молекула ДНК хранит в себе информацию о последовательности аминокислот в белке, закодированную посредством определенного сочетания нуклеотидов. Каждый триплет (три рядом стоящих нуклеотида) соответствует одной аминокислоте. Весь процесс синтеза белка можно разделить на три основных этапа:
1. Синтез и-РНК (информационной РНК). Так как ДНК находится в ядре, а процесс синтеза белка происходит в цитоплазме, необходим посредник для передачи информации на рибосомы. Таким посредником и выступает и-РНК, который синтезируется в ядре клетки и хранит копию информации, хранящейся в гене ДНК. Процесс копирования информации называется «транскрипцией».
2. Трансляция. И-РНК, выйдя из ядра, крепится к малой субчастице рибосомы. После чего т-РНК (транспортная РНК) доставляет рибосоме аминокислоту, и соединяется с нуклеотидами и-РНК водородными связями. Затем вторая т-РНК доставляет следующую аминокислоту. Вот так на рибосоме формируется полипептидная цепь. Этот процесс называется «трансляцией».
3. И на последнем этапе формируется окончательная структура белка. Таким образом, формируются новые молекулы белка, в соответствии той информации, которая заложена в ДНК. Благодаря этому процессу обеспечено развитие клеток, обновление белков и обмен веществ.
Ассимиляция, как и любой другой процесс жизнедеятельности клетки, требует больших затрат энергии. Своеобразным универсальным топливом в живом организме является АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), при расщеплении которой освобождается энергия, способная обеспечить все виды клеточных функций. Реакция расщепления – реакция, в процессе которой происходит распад сложных веществ на более простые, высокомолекулярных – на низкомолекулярные. Так, например, сахар распадается на глюкозу, а белок - на аминокислоты. Совокупность реакций расщепления называется энергетическим обменом или диссимиляцией.
Энергетический и пластический обмены находятся в тесной взаимосвязи: биосинтез нуждается в энергии, источником которой является реакция расщепления, а диссимиляция нуждается в постоянном биосинтезе ферментов, которые осуществляют реакции энергетического обмена.
