2. Асиміляція і дисиміляція

Пластичний та енергетичний обміни клітини (асиміляція і дисиміляція). У клітці виявлені приблизно тисяча ферментів. За допомогою такого потужного каталітичного апарату здійснюється складна і різноманітна хімічна діяльність. З величезної кількості хімічних реакцій клітини виділяються два протилежних типи реакцій - синтез і розщеплення.

Реакція синтезу. У клітці постійно йдуть процеси творення.

З простих речовин утворюються більш складні, з низькомолекулярних - високомолекулярні. Синтезуються білки, складні вуглеводи, жири, нуклеїнові кислоти. Синтезовані речовини використовуються для побудови різних частин клітини, її органоїдів, секретів, ферментів, запасних речовин. Синтетичні реакції особливо інтенсивно йдуть в зростаючій клітці, постійно відбувається синтез речовин для заміни молекул, витрачених або зруйнованих при пошкодженні. На місце кожної зруйнованої молекули білка або якого-небудь іншої речовини постає нова молекула. Таким шляхом клітина зберігає постійними свою форму і хімічний склад, незважаючи на безперервне їх зміна в процесі життєдіяльності.

Синтез речовин, що йде в клітці, називають біологічним синтезом або скорочено біосинтезом. Всі реакції біосинтезу йдуть з поглинанням енергії. Сукупність реакцій біосинтезу називають пластичним обміном або асиміляцією (лат. "сіміліс" - подібний). Сенс цього процесу полягає в тому, що надходять у клітину із зовнішнього середовища харчові речовини, що різко відрізняються від речовини клітини, в результаті хімічних перетворень стають речовинами клітини.

Реакції розщеплення. Складні речовини розпадаються на більш прості, високомолекулярні - на низькомолекулярні. Білки розпадаються на амінокислоти, крохмаль - на глюкозу. Ці речовини розщеплюються на ще більш низькомолекулярні з'єднання, і врешті-решт утворюється зовсім прості, бідні енергією речовини - СО 2 і Н 2 О. Реакції розщеплення в більшості випадків супроводжуються виділенням енергії. Біологічне значення цих реакцій полягає у забезпеченні клітини енергією. Будь-яка форма активності - рух, секреція, біосинтез і ін - потребує затрати енергії.

Сукупність реакції розщеплення називають енергетичним обміном клітини або дисиміляції. Дисиміляція прямо протилежна асиміляції: в результаті розщеплення речовини втрачають схожість з речовинами клітини.

Пластичний та енергетичний обміни (асиміляція і дисиміляція) знаходяться між собою в нерозривному зв'язку. З одного боку, реакції біосинтезу потребують затрати енергії, яка черпається з реакцій розщеплення. З іншого боку, для здійснення реакцій енергетичного обміну необхідний постійний біосинтез, які обслуговують ці реакції ферментів, так як в процесі роботи вони зношуються і руйнуються.

Складні системи реакцій, що становлять процес пластичного й енергетичного обмінів, тісно пов'язані не тільки між собою, але і з зовнішнім середовищем. З зовнішнього середовища в клітину надходять харчові речовини, які служать матеріалом для реакцій пластичного обміну, а в реакціях розщеплення з них звільняється енергія, необхідна для функціонування клітки. У зовнішнє середовище виділяються речовини, які клітиною більше не можуть бути використані.

Сукупність усіх ферментативних реакцій клітини, тобто сукупність пластичного та енергетичного обмінів (асиміляції і дисиміляції), пов'язаних між собою та з зовнішнім середовищем, називають обміном речовин і енергії. Цей процес є основною умовою підтримки життя клітини, джерелом її зростання, розвитку та функціонування.