ATP (adenosiinityypfaatti)

ATP -rakenne. Lähde: Wikimedia Commons

Mikä on ATP (adenosiinitriffosfaatti)?

Hän ATP (adenosiinityypfaatti) Se on orgaaninen molekyyli, joka kantaa kaikkien elämänmuotojen primaarienergiaa (bakteerit, muotit, vihannekset, hiivat, solut jne.-A. Sillä on perustavanlaatuinen rooli aineenvaihdunnassa, koska se kuljettaa energian, joka on tarpeen solujen prosessien ylläpitämiseksi tehokkaasti.

Tämä molekyyli esitetään korkean energian linkillä, jotka muodostuvat adeniinirenkaassa, riboosi- ja kolme fosfaattiryhmää. Se tunnetaan laajasti termistä "energiavaluutta", koska sen muodostuminen ja käyttö tapahtuu helposti, mikä antaa "nopeasti maksaa" energiaa vaativat kemialliset reaktiot.

Vaikka paljaalla silmällä oleva molekyyli on pieni ja yksinkertainen, se pitää merkittävän määrän energiaa linkkeissään. Fosfaattiryhmillä on negatiivisia kuormia, jotka ovat jatkuvasti torjuvia, mikä tekee siitä labiilin ja helpon murtamisen.

Tämä molekyyli on vastuussa tarvittavan energian tarjoamisesta suurimmalle osalle solun sisällä tapahtuvista prosesseista proteiinisynteesistä liikkuvuuteen. Lisäksi se mahdollistaa molekyylien liikenteen kalvojen kautta ja toimii solun opasteissa.

ATP -rakenne

ATP, kuten nimestä voi päätellä, on nukleotidi, jolla on kolme fosfaattia. Sen erityinen rakenne, erityisesti kaksi pyrofosfaattiyhteyttä, tekevät siitä yhdisteen, jossa on runsaasti energiaa. Se koostuu seuraavista elementeistä:

- Typpipohja, adeniini. Typpipohjat ovat syklisiä yhdisteitä, jotka sisältävät yhden tai useamman typen rakenteessaan. Löydämme ne myös komponenteina nukleiinihapoissa, DNA: ssa ja RNA: ssa.

- Molekyylin keskellä on riboosi. Se on pentoosityyppinen sokeri, koska siinä on viisi hiiliatomia. Sen kemiallinen kaava on c₅H₁₀JOMPIKUMPI₅. Hiili 1 riboosista on kiinnitetty adeniinirenkaaseen.

- Kolme radikaalia fosfaattia. Kaksi viimeistä ovat "korkean energian linkkejä" ja esitetään graafisissa rakenteissa Virgulilla -symbolilla: ~. Fosfaattiryhmä on yksi tärkeimmistä biologisissa järjestelmissä. Kolme ryhmää kutsutaan Alfaksi, beetaksi ja gamma, lähinnä kauimpana.

Tämä linkki on erittäin labiili, joten se on jaettu nopeasti, helposti ja spontaanisti, kun organismin fysiologiset olosuhteet ansaitsevat sen. Tämä tapahtuu, koska kolmen fosfaattiryhmän negatiiviset kuormat yrittävät siirtyä pois toisistaan.

Voi palvella sinua: monosakkaridit

ATP -toiminnot

ATP: llä on välttämätön rooli käytännöllisesti katsoen kaikkien elävien organismien energian aineenvaihdunnassa. Tästä syystä sitä kutsutaan yleensä energiavaluuttaksi, koska se voidaan käyttää ja täydentää jatkuvasti vain muutamassa minuutissa.

Yleensä ATP toimii signalointimolekyylinä solun sisällä tapahtuvissa prosesseissa; On välttämätöntä syntetisoida DNA: n ja RNA: n komponentit ja muiden biomolekyylien synteesiä osallistuu muun muassa liikenteisiin kalvojen kautta.

ATP -toiminnot ovat erittäin leveitä. Siksi nimeämme kolme erityistä esimerkkiä.

Energian tarjonta natriumin ja kaliumin kuljettamiseen kalvon läpi

ATP tuo energiaa natrium-potsiompumppujärjestelmään, solujen aktiivisen kuljetusmekanismin, joka pumppaa jatkuvasti natriumioneja solun ulkopuolelle, ja kalium-ionit sisäänpäin. 

On arvioitu, että kolmasosa solussa muodostetusta ATP: stä käytetään pumpun pitämiseen aktiivisena. 

Loogisesti ATP: n käyttö ei ole rajoitettu natriumin ja kaliumin kuljetukseen. On myös muita ioneja, kuten kalsiumia, magnesiumia, jotka tarvitsevat tämän energiavaluutan syötäväksi.

Osallistuminen proteiinisynteesiin

Proteiinimolekyylit muodostuvat aminohapolla, jotka on kytketty toisiinsa peptidilinkeillä. Niiden muodostamiseksi vaaditaan neljän korkean energian linkin repeämä. Toisin sanoen huomattava määrä ATP -molekyylejä on hydrolysoitava keskimääräisen pituusproteiinin muodostumiseksi.

Proteiinisynteesi esiintyy rakenteissa, joita kutsutaan ribosoomiksi. Nämä kykenevät tulkitsemaan koodin, joka Messengerillä on, ja kääntämään sen aminohapposekvenssiin: tämä prosessi riippuu ATP: stä.

Aktiivisimmissa soluissa proteiinisynteesi voi ohjata jopa 75%: iin tässä tärkeässä työssä syntetisoidusta ATP: stä.

Toisaalta solu ei vain syntetisoi proteiineja, tarvitsee myös lipidejä, kolesterolia ja muita välttämättömiä aineita, ja ATP -sidosten sisältämät energiat vaativat niin.

Toimitus energiaa liikkumiseen

Mekaaninen työ on yksi ATP: n tärkeimmistä toiminnoista. Esimerkiksi, jotta kehomme pystyy suorittamaan lihaskuitujen supistumisen, sinulla on oltava suuria määriä energiaa.

Voi palvella sinua: Timol Sininen: Ominaisuudet, valmistelu ja sovellukset

Lihasissa kemiallinen energia voidaan muuttaa mekaaniseksi energiaksi sen muodostavien proteiinien uudelleenorganisoinnin ansiosta, jotka muodostavat sen muodostavat supistumiskapasiteetin. Näiden rakenteiden pituus on lyhennetty, mikä luo jännityksen, joka kääntyy liikkeen muodostumiseen.

ATP -hydrolyysi

ATP -hydrolyysi on reaktio, joka sisältää molekyylin hajoamisen veden läsnäolon vuoksi. Reaktio on esitetty seuraavasti:

ATP + vesi ⇋ ADP + P_Yllyttää + energia. Missä termi p_Yllyttää viittaa epäorgaaniseen fosfaattiryhmään ja ADP on adenosiinidifosfaatti. Huomaa, että reaktio on palautuva.

ATP -hydrolyysi on ilmiö, joka sisältää valtavan määrän energian vapautumista.

Minkä tahansa pyrofosfaattiyhteyden repeämä transnagoi 7 kcal: n vapautumisen mol -spesifisesti 7,3: lla ATP: stä ADP: hen ja 8,2 adenosinmonofosfaatin (AMP) tuottamiseksi ATP: stä.

Tämä vastaa 12.000 kaloria molia kohti ATP: tä.

Miksi tämä energian vapautuminen tapahtuu?

Hydrolyysituotteet ovat paljon vakaampia kuin ATP.

On tarpeen mainita, että vain pyrofosfaattisidoksissa tapahtuva hydrolyysi ADP: n tai AMP: n muodostumisen aiheuttamiseksi johtaa energian tuottamiseen tärkeinä määrinä.

Energian vapautumista näistä reaktioista käytetään metabolisten reaktioiden toteuttamiseen solun sisällä, koska monet näistä prosesseista tarvitsevat energiaa toimimaan sekä hajoamisreittien alkuperäisissä vaiheissa että yhdisteiden biosynteesissä.

ATP: n hankkiminen

ATP voidaan saada kahdella tavalla: oksidatiivinen fosforylaatio ja fosforylaatio substraatin suhteen. Ensimmäinen vaatii happea, kun taas toinen ei tarvitse sitä. Noin 95% muodostuneesta ATP: stä tapahtuu mitokondrioissa.

Oksidatiivinen fosforylaatio

Hapettava fosforylaatio sisältää ravinteiden hapettumisprosessin kahdessa vaiheessa: vähentyneiden koentsyymien hankkiminen NADH ja FADH₂ Johdetut vitamiinit.

Näiden molekyylien vähentäminen vaatii ravinteiden hydrogeneiden käyttöä. Rasvoissa koentsyymien tuotanto on huomattavaa, koska niiden rakenteessaan on valtavan määrän vetyjä, verrattuna peptideihin tai hiilihydraatteihin.

Voi palvella sinua: apolipoproteiinit: mitä ovat, toiminnot, tyypit

Vaikka koentsyymituotantoreittejä on useita, tärkein reitti on Krebs -sykli. Myöhemmin vähentyneet koentsyymit ovat väkevöityjä mitokondrioissa sijaitseviin hengitysketjuihin, jotka siirtävät elektroneja happea.

Elektronikuljetinketju muodostuu membraaniin kytkettyjen proteiinien sarjalla, joka pumppaa protoneja (H+) ulkopuolelle (katso kuva). Nämä protonit saapuvat ja ylittävät kalvon uudelleen toisen proteiinin, ATP Syntasan kautta, ATP -synteesin vastuussa.

Toisin sanoen meidän on vähennettävä koentsyymejä, enemmän ADP: tä ja happea, tuottava vettä ja ATP: tä.

ATP hankkimalla prosessi. Lähde: Wikimedia Commons

Fosforylaatio substraatin tasolla

Fosforylaatio substraatin suhteen ei ole yhtä tärkeä kuin yllä kuvatussa mekanismissa, ja koska se ei vaadi happimolekyylejä, se liittyy yleensä käymiseen.

Tämä reitti, vaikka se on erittäin nopea, poimii vähän energiaa: jos vertaamme sitä hapettumisprosessiin, se olisi noin viisitoista vähemmän.

Kehomme fermentiiviset prosessit tapahtuvat lihaksen tasolla. Tämä kudos voi toimia ilman happea, joten on mahdollista, että glukoosimolekyyli hajoaa maitohapoksi (esimerkiksi kun suoritamme jonkin verran voimakasta urheiluaktiivisuutta).

Fermentoinnissa lopputuotteessa on edelleen energiapotentiaali, joka voidaan purkaa. Lihasten käymisen tapauksessa maitohapon hiilihapot ovat samalla vähennystasolla kuin alkuperäisen molekyylin: glukoosi.

Siten energiantuotanto tapahtuu johtuen molekyyleistä, joilla on korkean energian sidoksia, mukaan lukien 1,3-bifogliraatti ja fosfoenoliruvaatti.

Esimerkiksi glykolyysissä näiden yhdisteiden hydrolyysi liittyy ATP -molekyylien tuotantoon, joten termi "substraatin suhteen".

ATP -sykli

ATP -sykli. Lähde: Wikimedia Commons

ATP: tä ei koskaan tallenneta. On jatkuvassa käyttösyklissä ja synteesissä. Tällä tavoin luodaan tasapaino muodostetun ATP: n ja sen hydrolysoidun tuotteen välillä, ADP.

Viitteet

1. Guyton, a. C., & Hall, J. JA. (2000). Ihmisen fysiologian oppikirja.
2. Hall, j. JA. (2017). Guyton ja Hallin lääketieteellisen fysiologian sopimus. Elsevier Brasilia.
3. Lim, m. JA. (2010). Aineenvaihdunnan ja ravitsemuksen olennaiset. Elsevier.
4. Pratt, c. W -., & Kathleen, c. (2012). Biokemia. Toimitus moderni käsikirja.
5. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, c. W -. (2007). Biokemian perusteet. Panamérican lääketieteellinen toimitus.