ATP strukturu i biološku ulogu. ATP funkcije

Svaka ćelija u našem tijelu se odvijaju milijune biohemijskih reakcija. Oni su katalizovane različitih enzima, koji često zahtijevaju energiju. Gdje je ćelija je potrebno? Ovo pitanje se može odgovoriti s obzirom na strukturu molekula ATP - glavni izvor energije.

ATP - univerzalni izvor energije

ATP je skraćenica za adenozin, ili adenozin trifosfat. Supstanca je jedan od dva najvažnija izvora energije u svakoj ćeliji. Strukturu i biološku ulogu ATP su blisko povezani. Većina biohemijskih reakcija može odvijati samo uz učešće molekula supstance, naročito u plastične metabolizma. Međutim, ATP se rijetko direktno uključen u reakciji za pojavu bilo koji proces zahtijeva energiju, ona se uvukla u kemijske obveznice ATP-a.

Struktura molekula supstance tako da je rezultat veza između fosfata grupa nose veliku količinu energije. Prema tome, takva komunikacija se naziva i visoke energije ili makroenergeticheskimi (makro = mnogi veliki broj). Pojam energetske obveznice po prvi put predstavio naučnik F. Lipman, a predloženo je da se koriste da bi ih odrediti ̴ ikonu.

To je vrlo važno za ćeliju za održavanje konstantnog nivoa ATP-a. Ovo je posebno karakteristično mišićnih ćelija i nervnih vlakana, jer su oni najviše nestabilna i da ispuni svoje funkcije zahtijevaju visok sadržaj adenozin trifosfata.

Struktura molekula ATP

ATP sastoji se od tri elementa: riboze i adenin ostataka fosforne kiseline.

Riboze - ugljenih hidrata, koji se odnosi na pentose grupu. To znači da je sastav riboze 5 atoma ugljika koji su uključeni u ciklusu. Riboze je povezan sa adenin β-N-glikozidne obveznica na prvi atom ugljenika. Su se pridružili u pentose ostataka fosforne kiseline na 5. atoma ugljenika.

Adenin - a dušičnih baza. U zavisnosti od toga kakav osnovnih dušika vezan za riboze, kao izolovane GTP (guanozin trifosfata), TTP (timidin), CTP (citidin trifosfat) i UTP (uridin trifosfat). Sve ove supstance su slične po strukturi adenozin trifosfata i obavlja približno istu funkciju, ali se nalaze u ćeliji je mnogo rjeđi.

Ostataka fosforne kiseline. Kako bi se povećala riboze može pridružiti tri ostataka fosforne kiseline. Ako se dva od njih ili samo jedan, odnosno, supstanca zove ADP (difosfat) i AMP (monofosfat). Zaključeno je između ostataka fosfora makroenergeticheskie priključak, koji se oslobađa nakon rupture 40-60 kJ energije. Ako su dvije obveznice slomljena, stoji 80, najmanje - 120 kJ energije. Na prekid komunikacije između riboze polovina i fosfora je pušten samo 13.8 kJ, tako da je samo dva trifosfata molekula macroergic priključak (P ̴ ̴ F P), a u molekulu ADP - jedan (P ̴ P).

Evo šta su karakteristike ATP strukture. S obzirom na činjenicu da je između formirana ostataka fosforne kiseline strukture makroenergeticheskaya obveznica i ATP funkcije povezane.

Strukturu i biološku ulogu ATP molekula. Dodatne funkcije adenozin trifosfata

Osim energije, ATP može obavljati mnoge druge funkcije u ćeliji. Zajedno sa drugim nukleotida trifosfata trifosfata koji su uključeni u izgradnju nukleinskih kiselina. U ovom slučaju, ATP, GTP, TTP, CTP i UTP su davaoci dušičnih baza. Ova nekretnina se koristi u procesu replikacije DNK i transkripcija.

ATP je potrebno za jonske kanale. Na primjer, Na-K kanal pumpe natrijum 3 molekule iz ćelija i da pumpa kalijum 2 molekula u ćeliju. Ovaj ion trenutni je potrebno za održavanje pozitivan naboj na vanjskoj površini membrane, i samo sa ATP kanal može pravilno funkcionirati. Isto se odnosi i na protona i kalcijum kanala.

ATP je prekursor sekundarnih glasnika cAMP (ciklički adenozin monofosfat) - kamp ne samo prenosi signal dobiti ćelijske membrane receptora, ali i alosterni efektora. Alosterni efektora - su supstance koje ubrzati ili usporiti enzimskih reakcija. Prema tome, ciklički adenozin inhibira enzim koji katalizira dekolte laktoze u ćelije bakterije.

sama ATP molekula može biti alosterni efektora. Osim toga, u takvim procesima antagonist ATP ADP ponaša kao da trifosfata ubrzava reakciju, a zatim inhibira difosfat, i obrnuto. To su funkcije i strukture ATP-a.

Kao ATP formirana u ćeliji

Funkcija i struktura ATP su takvi da molekula supstance brzo koriste i uništeni. Stoga sinteza trifosfat - je važan proces stvaranja energije u ćeliji.

Postoje tri najvažnija metoda za sintezu adenozin trifosfata:

1. Podloga fosforilacije.

2. Oksidativni fosforilacije.

3. fosforilacije.

fosforilacija supstrata se temelji na više reakcije javljaju u citoplazmi ćelije. Ove reakcije se nazivaju glikolize - anaerobne faze aerobnog disanja. Kao rezultat toga, jedan ciklus od glikolize od 1 molekula glukoze je sintetiziran dva molekula od pyruvic kiselina se dalje koriste za proizvodnju energije, kao i dva sintetiziran ATP-a.

• C ₆ H ₁₂ O ₆ + + 2ADF 2fn -> 2C ₃ H ₄ O ₃ + 4H + 2ATF.

Oksidativni fosforilacije. ćelija disanje

Oksidativni fosforilacija - je formiranje ATP transferom elektrona u elektron transportnom lancu membrane. Kao što je formirana rezultat takvih transfera protonski gradijent na jednoj strani membrane i koristi skup proteina sastavni ATP sintaze je graditi molekule. Proces se odvija u membrane mitohondrija.

Redoslijed koraka glikolize i oksidativnog fosforilacija u mitohondrije je generalni proces nazvan disanje. Nakon što je pun ciklus od 1 molekula glukoze u ćeliji 36 se formira ATP molekula.

photophosphorylation

Proces fosforilacija - ovo je isto oksidativnog fosforilacija sa samo jednom razlikom: fosforilaciju reakcije javljaju u hloroplasti ćelijama pod uticajem svetlosti. ATP proizvedenih tijekom fotosinteze svjetlo pozornice - osnovni proces dobivanja energije iz zelene biljke, alge i neke bakterije.

U procesu fotosinteze za isti lanac dodavanje elektrona elektron-transport, što je rezultiralo u protonski gradijent. Koncentracija protona na jednoj strani membrane je izvor ATP sinteze. Sklapanje molekule koje enzimom ATP sintaze.

Zanimljivosti o ATP

- Prosječna ćelija sadrži 0.04% od ukupne mase adenozin trifosfata. Ipak, najvažnije je uočena u mišićnim ćelijama: 0.2-0.5%.

- U ćeliji, oko 1 milijardu molekula ATP-a.

- Svaka molekula ne živi više od 1 minute.

- Jedan ATP molekula se svakodnevno ažurira 2000-3000 puta.

- Sve u svemu, po danu ljudskog tijela sintetizira 40kg adenozin trifosfata, i na svaki put zaliha ATP je 250 g

zaključak

ATP strukturu i biološku ulogu svojih molekula su blisko povezani. Supstanca ima ključnu ulogu u procesima života, jer u energetskom veze između ostataka fosfata sadrže veliku količinu energije. ATP obavlja mnoge funkcije u ćeliji, i zato je važno da se održavati stalnu koncentraciju supstance. Slom i sinteza idu velikom brzinom, tj. To. Energija odnosi se stalno koriste u biohemijskih reakcija. To je nezamjenjiv sastojak svake ćelije u organizmu. Evo, možda, sve što se može reći o tome šta je struktura ATP-a.