ATP strukturo kaj biologia rolo. ATP funkcioj

Ĉiu ĉelo en nia korpo okazos milionojn da biokemio reagoj. Ili estas katalizita de diversaj enzimoj, kiu ofte postulas energion. Kie estas la ĉelo ĝi prenas? Tiu demando povas esti respondita per konsideranta la strukturo de la molekuloj de ATP - grava fonto de energio.

ATP - la universala fonto de energio

ATP signifas adenosina aŭ adenosina trifosfato. La substanco estas unu el la du plej gravaj fontoj de energio en ĉiu ĉelo. La strukturo kaj biologia rolo de ATP estas intime rilatigitaj. Plej biokemiaj reagoj povas okazi nur per la partopreno de molekuloj de la substanco, precipe en plasta metabolo. Tamen, la ATP estas malofte rekte implikita en la reago por okazi ia procezo postulas energion, ĝi estas enfermita en la kemiaj ligoj de ATP.

La strukturo de la molekuloj de la substanco tia, ke la rezultanta rilato inter la fosfato grupoj portas grandegan kvanton de energio. Tiel, tia komunikado estas ankaŭ nomita alta energio aŭ makroenergeticheskimi (macro = multaj granda nombro). Termino energio ligilojn unuafoje prezentita sciencisto F. Lipman, kaj ĝi proponis uzi por designar ilin ̴ ikono.

Estas tre grave por la ĉelo por subteni konstantan nivelon de ATP. Tio estas aparte karakteriza de muskolo ĉeloj kaj nervo fibroj, ĉar ili estas la plej malstabilaj kaj plenumi liaj funkcioj postulas altan enhavon de adenosina trifosfato.

La strukturo de molekuloj de ATP

ATP konsistas el tri elementoj: ribosa kaj adenina restaĵoj de acida fosfórico.

Ribozo do - carbohidratos, kio rilatas al pentosa grupo. Tio signifas, ke la konsisto de ribosa 5 karbonon kiu estas inkluzivita en la ciklo. La ribozo do estas konektita kun adenina β-D-glukozidajn ligo al la unua atomo de karbono. Ankaŭ kunigis al la pentosa restaĵoj de acida fosfórico je la 5-a atomo de karbono.

Adenina - a nitrogenous bazo. Depende kia baza nitrogeno fiksita al la ribosa, kiel izolitaj GTP (guanosina trifosfato), TTP (thymidine), CTP (citidina trifosfato) kaj UTP (uridina trifosfato). Ĉiuj ĉi tiuj substancoj estas similaj en strukturo al adenosina trifosfato kaj realigi proksimume la saman funkcion, sed ili troviĝas en la ĉelo estas multe malpli ofta.

Restaĵoj de acida fosfórico. Maksimumigi ribosa povas aliĝi tri restaĵoj de acida fosfórico. Se du el ili aŭ nur unu, respektive, substanco nomita ADP (diphosphate) kaj AMP (monofosfato). Oni konkludis inter la fosforo restaĵoj makroenergeticheskie ligo, kiu estas liberigita sur rompo de de 40 ĝis 60 kJ de energio. Se la du ligoj estas rompita, staras 80, almenaŭ - 120 kJ de energio. En paŭzo komunikado inter la ribosa duonon kaj fosforo estas liberigita nur 13,8 kJ, do nur du trifosfato molekulo macroergic ligo (P ̴ ̴ F P), kaj en la molekulo de ADP - unu (P ̴ P).

Jen kio estas la karakterizaĵoj de ATP strukturo. Pro tio, ke inter la acida fosfórico restaĵoj formis makroenergeticheskaya ligo strukturo kaj ATP funkcioj ligitaj.

La strukturo kaj biologia rolo de ATP molekulojn. Kromaj trajtoj de adenosina trifosfato

Krom energio, ATP povas fari multajn aliajn funkciojn en la ĉelo. Kune kun aliaj nucleótidos trifosfato trifosfato implikita en la konstruo de la acidaj nucleicos. En ĉi tiu kazo, ATP, GTP, TTP, CTP kaj UTP estas provizantoj de nitrogenous bazoj. Tiu posedaĵo estas uzita en la procezoj de DNA replicación kaj transskribo.

ATP estas ankaŭ necesa por jonaj kanaloj. Ekzemple, Na-K kanalo pumpiloj natrio 3 molekuloj de ĉeloj kaj pumpi kalio 2 molekulo en ĉelo. Ĉi tiu ion nuna necesas konservi la pozitiva ŝarĝo sur la ekstera surfaco de la membrano, kaj nur uzante ATP kanalo povas funkcii konvene. La sama validas por la protono kaj kanaloj de kalcio.

ATP estas pioniro de duaranga senditojn cAMP (cikla adenosina monofosfato) - cAMP ne nur transdonas signalon akiris ĉela membrano riceviloj, sed ankaŭ estas allosteric efectoras. Allosteric efectores - estas substancoj kiuj plirapidigi aŭ malrapidigi la reagoj enzimáticas. Tiel, ciklaj adenosina detenas la enzimo kiu katalizas la fendiĝon de laktozo en la ĉeloj de bakterio.

ATP molekulo mem povas ankaŭ esti allosteric efectoras. Cetere, en tiaj procezoj antagonisto ATP ADP agas kvazaŭ trifosfato akcelas la reagon, do malhelpas diphosphate, kaj inverse. Ĉi tiuj estas la funkcioj kaj strukturo de ATP.

Kiel la ATP formis en la ĉelo

Funkcio kaj strukturo de la ATP estas tiaj, ke la molekuloj de la substanco estas uzataj rapide kaj estas detruita. Sekve trifosfato sintezo - estas grava procezo de energio formado en la ĉelo.

Estas tri plej grava metodo por la sintezo de adenosina trifosfato:

1. La substrato fosforilación.

2. fosforilación oxidativa.

3. fosforilación.

Substrato fosforilación estas bazita sur multnombraj reagoj okazantaj en la ĉelo citoplasmo. Ĉi tiuj reagoj estas nomataj glikolizo - anaerobias stadio de aerobia spirado. Rezulte, unu ciklo de glikolizo de 1 molekulo de glukozo estas sintezita de du molekuloj de Urata acido estas plue uzata por produkti energion, kaj ankaŭ du sintezita ATP.

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

Fosforilación oxidativa. ĉelo spirado

Fosforilación oxidativa - estas la formado de ATP por transigo de elektronoj en la transporto de elektronoj ĉeno de la membrano. Rezulte de tia transporto de protono gradiento estas formita sur unu flanko de la membrano kaj uzante aron de proteino integra ATP sintasa estas konstrui molekulojn. La procezo okazas en la mitokondria membrano.

La sekvenco de ŝtupoj de glikolizo kaj fosforilación oxidativa en mitocondrias estas la ĝenerala procezo nomita spirado. Post la plena ciklo de 1 molekulo de glukozo en la ĉelo 36 estas formita de ATP molekulojn.

photophosphorylation

Fosforilación procezo - tio estas la sama fosforilación oxidativa kun nur unu diferenco: la fosforilación reagoj okazas en cloroplastos ĉeloj sub la influo de lumo. ATP produktita dum la fotosintezo lumo scenejo - la baza procezo de akiri energion de verdaj plantoj, algoj kaj kelkaj bakterioj.

En la procezo de la fotosintezo de la sama elektrono-transporto ĉeno pasejo elektronoj, rezultante en gradiente de protonoj. La koncentriĝo de protonoj ĉe unu flanko de la membrano estas fonto de ATP sintezo. Koncentrante molekuloj portita per la enzimo ATP sintasa.

Interesaj faktoj pri ATP

- La averaĝa ĉelo enhavas 0.04% de la tuta maso de adenosina trifosfato. Tamen, la plej grava observas en muskolo ĉeloj: 0.2-0.5%.

- En la ĉelo, pri 1 miliardo molekuloj de ATP.

- Ĉiu molekulo ne vivas pli ol 1 minuto.

- Unu ATP molekulo ĝisdatigita ĉiutage 2000-3000 fojojn.

- En sumo, tage de homa korpo sintezas 40kg adenosina trifosfato, kaj en ĉiu tempo la stoko de ATP estas 250 g

konkludo

ATP strukturo kaj biologia rolo de liaj molekuloj estas tre proksime rilataj. La substanco ludas ŝlosilan rolon en la procezoj de la vivo, ĉar en la energio ligo inter la fosfato restaĵoj enhavas grandegan kvanton de energio. ATP elfaras multajn funkciojn en la ĉelo, kaj tial estas grave subteni konstanta koncentriĝo de la substanco. Paneo kaj sintezo iras al granda rapido, tio. Por. La energio rilatoj estas konstante uzata en biokemio reagoj. Estas nemalhavebla ingredienco de ajna ĉelo en la korpo. Ĉi tie, eble, ĉion, kion povas diri pri kio la strukturo estas ATP.