Grundsätzliches zum Stoffwechsel

Zusammenfassung

Die hunderte bis tausende chemischer Reaktionen, die in einer Zelle und in einem vielzelligen Organismus ablaufen, werden in ihrer Gesamtheit als Stoffwechsel (Metabolismus) bezeichnet. Der Stoffwechsel dient zwei Zwecken: Gewinnung chemischer Energie sowie Auf- und Abbau der Bestandteile des Organismus. Jedes Lebewesen entspricht einer Insel hoher Ordnung (niedriger Entropie) inmitten eines chemischen Chaos. Für Aufbau und Erhaltung des hohen Ordnungsgrades muss Energie von außen (Sonnenlicht bei phototrophen Organismen; Nährstoffe bei chemotrophen Organismen) zugeführt und in eine von den Zellen verwendbare Form (ATP) übergeführt werden. Dabei wird Wärme frei.

Jede Einzelreaktion des Stoffwechsels wird durch ein spezifisches Enzym katalysiert. Dank der Reaktions- und Substratspezifität der Enzyme verläuft der metabolische Fluss der Materie in den geordneten Bahnen des Stoffwechselnetzwerks. Komplexe regulatorische Netzwerke, welche die katalytische Aktivität einzelner Schlüsselenzyme steuern, passen den Stoffdurchsatz der verschiedenen Stoffwechselwege den jeweiligen Erfordernissen der Zelle und des Organismus an. In diesem Teil des Lehrbuchs geht es darum, die Bedeutung der wichtigsten Stoffwechselwege für das Leben der Zelle bzw. des Gesamtorganismus aufzuzeigen