물질대사: 동화 작용과 이화 작용

핵심 정리

살아 있는 세포에서는 물질대사가 일어난다. 물질대사란 생명을 유지하기 위해 세포에서 일어나는 물질의 모든 변화다. 물질의 분해와 합성이 함께 일어나며, 이 과정에는 에너지의 출입이 따른다. 물질대사를 통해 생물은 활동에 필요한 에너지를 얻는다. 이 에너지는 생물이 성장하고 번식하며 구조를 유지하고 환경에 반응하는 데 쓰인다. 그래서 물질대사는 두 방향으로 나뉜다. 합성을 중심으로 하는 동화 작용과 분해를 중심으로 하는 이화 작용이다.

동화 작용은 작은 분자로 큰 분자를 합성하는 대사 경로이며 합성 대사라고도 한다. 아미노산이 결합해 단백질을 합성하는 것은 동화 작용이다. 단백질 합성은 작은 분자로 큰 분자를 만드는 동화 작용이다. 단백질 합성과 같은 동화 작용은 에너지를 흡수하는 과정이다. 광합성도 동화 작용의 대표적인 예다. 광합성에서 빛에너지는 포도당 등의 화학 에너지로 전환된다. 엽록체에서 광합성으로 포도당이 합성된다.

이화 작용은 큰 분자를 작은 분자로 분해하는 반응이다. 이화 작용은 복잡한 물질을 분해하여 에너지를 방출하는 반응이다. 세포 호흡은 유기물을 분해하는 이화 작용이다. 녹말의 분해와 세포 호흡은 모두 이화 작용에 해당한다. 이화 작용으로 얻은 에너지는 세포의 유지와 생장에 필요한 화학 에너지를 제공한다.

물질대사 반응은 효소의 촉매 작용으로 일어난다. 동화 작용과 이화 작용은 모두 효소가 촉매하는 반응이다. 효소는 반응을 빠르게 하고, 자발적으로 일어나는 반응을 에너지를 요구하는 반응과 짝지어 생명체에 필요한 반응이 일어나게 한다. 광합성과 세포 호흡은 모두 효소의 작용으로 일어난다. 소화와 세포 호흡 같은 물질대사 반응에도 효소가 관여한다.

자세히

동화 작용과 이화 작용은 방향과 에너지의 출입이 반대다. 아래 표는 두 작용을 나란히 놓은 것이다.

이화 작용에서 큰 분자가 분해되면 방출된 에너지의 일부는 열로 흩어지고 나머지는 아데노신 삼인산(ATP)을 합성하는 데 쓰인다. ATP 는 이화 작용에서 얻은 에너지를 동화 작용처럼 에너지가 필요한 반응에 전달하는 물질이다. 그래서 두 작용은 ATP 를 매개로 이어진다. 이화 작용은 동화 작용에 필요한 에너지를 공급하고, 동화 작용은 세포의 구성 성분을 만들어 세포의 유지와 생장을 맡는다.