ATP (adenosine typosphate)

Struktur ATP. Sumber: Wikimedia Commons

Apakah ATP (triffosphat adenosine)?

Dia ATP (adenosine typosphate) Ia adalah molekul organik yang membawa tenaga utama semua bentuk kehidupan (bakteria, acuan, sayur -sayuran, ragi, sel, dll.). Ia mempunyai peranan asas dalam metabolisme, kerana ia mengangkut tenaga yang diperlukan untuk mengekalkan satu siri proses selular dengan berkesan.

Molekul ini dibentangkan dengan pautan tinggi yang dibentuk oleh cincin adenine, ribosa dan tiga kumpulan fosfat. Ia dikenali secara meluas untuk istilah "mata wang tenaga", kerana pembentukan dan penggunaannya mudah berlaku, membolehkan "cepat membayar" tindak balas kimia yang memerlukan tenaga.

Walaupun molekul dengan mata kasar adalah kecil dan mudah, ia menyimpan sejumlah besar tenaga dalam pautannya. Kumpulan fosfat mempunyai beban negatif, yang sentiasa ditolak, menjadikannya labil dan mudah dipecahkan.

Molekul ini bertanggungjawab untuk menyediakan tenaga yang diperlukan untuk majoriti proses yang berlaku di dalam sel, dari sintesis protein hingga lokomotif. Di samping itu, ia membolehkan trafik molekul melalui membran dan bertindak dalam papan tanda sel.

Struktur ATP

ATP, seperti namanya, adalah nukleotida dengan tiga fosfat. Strukturnya yang khusus, khususnya dua pautan pirofosfat, menjadikannya sebatian yang kaya dengan tenaga. Ia terdiri daripada unsur -unsur berikut:

- Asas nitrogen, adenine. Pangkalan nitrogen adalah sebatian kitaran yang mengandungi satu atau lebih nitrogen dalam struktur mereka. Kami juga mendapati mereka sebagai komponen dalam asid nukleik, DNA dan RNA.

- Di tengah -tengah molekul adalah ribosa. Ia adalah gula jenis pentos, kerana ia mempunyai lima atom karbon. Formula kimianya adalah c₅H₁₀Sama ada₅. Karbon 1 ribosa dilampirkan pada cincin adenin.

- Tiga fosfat radikal. Dua yang terakhir adalah "pautan tenaga tinggi" dan diwakili dalam struktur grafik dengan simbol Virgulilla: ~. Kumpulan fosfat adalah salah satu yang paling penting dalam sistem biologi. Ketiga kumpulan itu dipanggil Alfa, Beta dan Gamma, dari yang paling dekat dengan yang paling jauh.

Pautan ini sangat labil, jadi dibahagikan dengan cepat, mudah dan spontan apabila keadaan fisiologi organisma merit. Ini berlaku kerana beban negatif dari tiga kumpulan fosfat cuba bergerak dari satu sama lain.

Boleh melayani anda: monosakarida

Fungsi ATP

ATP memainkan peranan yang sangat diperlukan dalam metabolisme tenaga hampir semua organisma hidup. Atas sebab ini, ia biasanya dipanggil mata wang tenaga, kerana ia dapat dibelanjakan dan ditambah secara berterusan dalam beberapa minit.

Secara umum, ATP bertindak sebagai molekul isyarat dalam proses yang berlaku di dalam sel; Adalah perlu untuk mensintesis komponen DNA dan RNA dan untuk sintesis biomolekul lain, mengambil bahagian dalam trafik melalui membran, antara lain.

Fungsi ATP sangat luas. Oleh itu, kami akan menamakan tiga contoh tertentu.

Bekalan tenaga untuk pengangkutan natrium dan kalium melalui membran

ATP memperkenalkan tenaga ke dalam sistem pam natrium-potassium, mekanisme pengangkutan aktif selular yang sentiasa mengepam ion natrium ke luar sel, dan ion kalium ke dalam. 

Dianggarkan bahawa sepertiga ATP yang terbentuk di dalam sel digunakan untuk memastikan pam aktif. 

Secara logiknya, penggunaan ATP tidak terhad kepada pengangkutan natrium dan kalium. Terdapat ion lain, seperti kalsium, magnesium, antara lain, yang memerlukan mata wang tenaga ini untuk masuk.

Penyertaan dalam sintesis protein

Molekul protein dibentuk oleh asid amino, dihubungkan bersama dengan pautan peptida. Untuk membentuknya, pecahnya empat pautan tenaga tinggi diperlukan. Dalam erti kata lain, sejumlah besar molekul ATP mesti dihidrolisiskan untuk pembentukan protein panjang purata.

Sintesis protein berlaku dalam struktur yang disebut ribosoma. Ini dapat mentafsirkan kod yang dimiliki oleh utusan dan menterjemahkannya ke dalam urutan asid amino: proses ini bergantung pada ATP.

Dalam sel yang paling aktif, sintesis protein boleh mengarahkan sehingga 75% ATP yang disintesis dalam kerja penting ini.

Sebaliknya, sel bukan sahaja mensintesis protein, juga memerlukan lipid, kolesterol, dan bahan -bahan lain yang diperlukan dan berbuat demikian memerlukan tenaga yang terkandung dalam ikatan ATP.

Bekalan tenaga untuk pergerakan

Kerja mekanikal adalah salah satu fungsi yang paling penting dalam ATP. Sebagai contoh, bagi badan kita dapat melaksanakan penguncupan gentian otot, anda perlu mempunyai banyak tenaga.

Boleh melayani anda: Timol Blue: Ciri, Penyediaan dan Aplikasi

Di dalam otot, tenaga kimia dapat diubah menjadi tenaga mekanikal berkat penyusunan semula protein dengan kapasiti penguncupan yang membentuknya. Panjang struktur ini dipendekkan, yang mewujudkan ketegangan yang diterjemahkan ke dalam penjanaan pergerakan.

ATP Hydrolysis

Hidrolisis ATP adalah tindak balas yang melibatkan perpisahan molekul kerana kehadiran air. Reaksi diwakili seperti berikut:

ATP + Air ⇋ ADP + P_Yo + tenaga. Di mana, istilah p_Yo merujuk kepada kumpulan fosfat bukan organik dan ADP adalah adenosine diphosphate. Perhatikan bahawa tindak balas boleh diterbalikkan.

Hydrolysis ATP adalah fenomena yang melibatkan pembebasan jumlah tenaga yang sangat besar.

Pecah mana -mana pautan pirofosfat diterjemahkan ke dalam pelepasan 7 kcal oleh mol -khusus 7.3 dari ATP ke ADP dan 8.2 untuk pengeluaran adenosinmonophosphate (AMP) dari ATP.

Ini bersamaan dengan 12.000 kalori setiap mol ATP.

Mengapa pelepasan tenaga ini berlaku?

Produk hidrolisis jauh lebih stabil daripada ATP.

Adalah perlu menyebut bahawa hanya hidrolisis yang berlaku pada ikatan pyrophosphate untuk menimbulkan pembentukan ADP atau AMP membawa kepada generasi tenaga dalam kuantiti penting.

Pelepasan tenaga dari tindak balas ini digunakan untuk menjalankan tindak balas metabolik di dalam sel, kerana banyak proses ini memerlukan tenaga untuk berfungsi, baik dalam langkah awal laluan degradasi dan dalam biosintesis sebatian.

Memperoleh ATP

ATP boleh didapati dengan dua cara: fosforilasi oksidatif dan fosforilasi dari segi substrat. Yang pertama memerlukan oksigen, sementara yang kedua tidak memerlukannya. Kira -kira 95% daripada ATP yang terbentuk berlaku di mitokondria.

Fosforilasi oksidatif

Fosforilasi oksidatif melibatkan proses pengoksidaan nutrien dalam dua fasa: mendapatkan koenzim yang dikurangkan NADH dan FADH₂ Vitamin diperolehi.

Pengurangan molekul ini memerlukan penggunaan hidrogen dari nutrien. Dalam lemak, pengeluaran koenzim adalah luar biasa, terima kasih kepada sejumlah besar hidrogen yang mereka ada dalam struktur mereka, berbanding peptida atau karbohidrat.

Boleh melayani anda: apolipoprotein: apa, fungsi, jenis

Walaupun terdapat beberapa laluan pengeluaran koenzyme, laluan yang paling penting ialah kitaran Krebs. Selanjutnya, koenzim yang dikurangkan tertumpu kepada rantai pernafasan yang terletak di mitokondria, yang memindahkan elektron ke oksigen.

Rantaian penghantar elektron dibentuk oleh satu siri protein ditambah dengan membran, yang pam proton (H+) ke luar (lihat imej). Proton ini memasuki dan menyeberang membran sekali lagi melalui protein lain, sintasa ATP, yang bertanggungjawab terhadap sintesis ATP.

Dengan kata lain, kita perlu mengurangkan koenzim, lebih banyak ADP dan oksigen, menjana air dan ATP.

ATP mendapatkan proses. Sumber: Wikimedia Commons

Fosforilasi pada tahap substrat

Fosforilasi dari segi substrat tidak sama pentingnya dengan mekanisme yang diterangkan di atas dan, kerana ia tidak memerlukan molekul oksigen, biasanya dikaitkan dengan penapaian.

Laluan ini, walaupun sangat cepat, mengekstrak sedikit tenaga: jika kita membandingkannya dengan proses pengoksidaan, kira -kira lima belas kurang.

Di dalam badan kita, proses penapaian berlaku di peringkat otot. Tisu ini boleh berfungsi tanpa oksigen, jadi mungkin molekul glukosa direndahkan kepada asid laktik (ketika kita melakukan beberapa aktiviti sukan yang sengit).

Dalam penapaian, produk akhir masih mempunyai potensi tenaga yang dapat diekstrak. Dalam kes penapaian dalam otot, karbon dalam asid laktik berada pada tahap pengurangan yang sama seperti molekul awal: glukosa.

Oleh itu, pengeluaran tenaga berlaku disebabkan oleh pembentukan molekul yang mempunyai ikatan tenaga tinggi, termasuk 1.3-bifoglirat dan phosphoenolpiruvate.

Dalam glikolisis, sebagai contoh, hidrolisis sebatian ini dikaitkan dengan pengeluaran molekul ATP, jadi istilah "dari segi substrat".

Kitaran ATP

Kitaran ATP. Sumber: Wikimedia Commons

ATP tidak pernah disimpan. Berada dalam kitaran penggunaan dan sintesis yang berterusan. Dengan cara ini keseimbangan antara ATP yang terbentuk dan produk terhidrolisanya dibuat, ADP.

Rujukan

1. Guyton, a. C., & Hall, J. Dan. (2000). Buku teks fisiologi manusia.
2. Hall, j. Dan. (2017). Perjanjian Fisiologi Perubatan Guyton dan Hall. Elsevier Brazil.
3. Lim, m. Dan. (2010). Keperluan dalam metabolisme dan pemakanan. Elsevier.
4. Pratt, c. W., & Kathleen, c. (2012). Biokimia. Editorial Manual Moden.
5. Voet, d., Voet, j. G., & Pratt, c. W. (2007). Asas Biokimia. Editorial Perubatan Panamérican.