ATPren egitura eta rol biologikoa. ATP funtzioak

Gure gorputzaren edozein zelulek erreakzio biokimikoen milioika egiten dituzte. Hainbat energia entzuten duten entzimak asko katalizatzen dira. Non eramaten du zelula? Galdera hau erantzun daiteke ATP molekularen egitura, energia iturri nagusietako bat dela uste bada.

ATP energia iturri unibertsala da

ATPa adenosina trifosfato gisa deskodetu da, edo adenosina trifosfórico azido gisa. Substantzia edozein zelula energia iturri garrantzitsuenetako bat da. ATPren egitura eta rol biologikoa oso hurbil daude. Erreakzio biokimikorik gehienak materialaren molekulen parte hartzearekin bakarrik gertatzen dira, batez ere plastikozko metabolismoari dagokionez . Hala eta guztiz ere, ATP gutxitan zuzenean erreakzioan parte hartzen du: edozein prozesuren fluxua energia behar da, adenosina trifosfatoaren lotura kimikoetan hain zuzen ere.

Substantzia horren molekulen egitura fosfato taldeen arteko loturak energia kopuru handia hartzen dute. Hori dela eta, harreman horiek ere deitzen zaizkio makroergikoa, edo makroenergetikoa (makro = handia, kopuru handia). F. Lipman zientzialariak lehenengo aldiz sartu zuen makro-lotura mekanikoa, eta, gainera, iradoki zuen значок sinboloaren izendapena erabiliz.

Oso garrantzitsua da zelula adenosina trifosfatoaren maila etengabe mantentzeko. Hau bereziki egia da muskulu-ehunen eta nerbio-zuntzetarako zelulen artean. Izan ere, hauek dira lurrunkorrenak eta adenosina trifosfatoaren eduki handia eskatzen dute beren funtzioak betetzeko.

ATP molekularen egitura

Adenosina trifosfatoak hiru elementu ditu: ribosa, adenina eta azido fosforikoa.

Ribose karbohidratoa da pentosa taldearena. Horrek esan nahi du riboseen konposizioan 5 zikloan dauden 5 karbono atomo daude. Ribose loturak β-N-glycosidic lotura lotzen zaio 1 st karbono atomean. Halaber, 5 atomo karbono atomoko azido fosforikoa duten hondakinak pentosa da.

Adenina oinarri nitrogenatu bat da. Nitrogeno oinarria riboseari atxikita dagoenez, GTP (guanosine triphosphate), TTP (thymidine triphosphate), TCC (cytidine triphosphate) eta UTP (uridine triphosphate) isolatuak daude. Substantzia horiek guztiak adenosina trifosfatoan egitura antzekoak dira eta funtzio berberak egiten dituzte, baina zelula gutxiago izaten dute.

Azido fosforikoaren aztarnak . Ribose ahalik eta gehien elkartu ahal izango da hiru azido fosforikoen hondakinek. Bi edo bakarra badira, substantzia deritzo ADP (diphosphate) edo AMP (monofosfato), hurrenez hurren. Hain zuzen ere, lotura makroenergetikoak egiten dituzten fosforo-geruzen artean dago, haustura 40-60 kJ-tik gorako energia sortzen denean. Bi bonu hausten badira, 80 esleituko dira eta, maizago, 120 kJ-ko energia. Ribosa eta fosforoaren arteko lotura hausten denean, 13,8 kJ bakarrik askatzen dira, beraz trifosfato molekulan bi lotura makrogeologikoak (P ̴ P ̴ P) eta ADP molekula bat (P ̴ P) baino ez daude.

Hona hemen ATPren egitura ezaugarriak. Izan ere, azido fosforikoaren hondakinen artean sortzen den makron-energia lotura bat dela eta, ATPren egitura eta funtzioak lotzen dira.

ATPren egitura eta molekularen eginkizun biologikoa. Adenosina trifosfatoaren funtzio gehigarriak

Energia gain, ATPek hainbat funtzio egin ditzake zelulan. Nukleotido trifosfatoekin batera, trifosfatoa azido nukleikoen eraikuntzan da. Kasu honetan, ATP, GTP, TTF, CTF eta UTP oinarri nitrogenatuen hornitzaileak dira. Propietate hori DNAren erreplikazio eta transkripzio prozesuetan erabiltzen da.

Gainera, ATP beharrezkoa da ioi kanalen funtzionamendurako. Adibidez, Na-K kanalak 3 sodio-molekuletatik ateratzen ditu zelulatik eta ponpa 2 potasio molekula zelulan. Ioi-korronte hori mintzaren kanpoko azalera karga positiboa mantentzeko beharrezkoa da, eta bakarrik adenosina trifosfato bidez kanalaren funtzioa erabil daiteke. Gauza bera gertatzen da protoi eta kaltzio bideei dagokienez.

ATP da bigarren mailako messenger cAMP (adenosina monofosfato ziklikoa) aitzindaria da. AMPa ez da soilik zelula-mintzearen hartzaileek lortutako seinalea transmititzen, baina eragile alosterikoa da. Eragileen alosterismoak azeleratzen edo moteltzen dituzte erreakzio enzimatikoak. Horrela, adenosina trifosfato ziklikoak bakterio zeluletan laktosa desintegrazioa katalizatzen duen entzima baten sintesia inhibitzen du.

Adenosina trifosfatoaren molekula oso eraginkorra izan daiteke. Eta antzeko prozesuetan ATP antagonistaren ADPa da: trifosfatoak erreakzioa azkartzen duenean, difosfatoa inhibitzen du, eta alderantziz. ATP bezalako funtzioak eta egitura dira.

Nola funtzionatzen duen ATP zelula batean

ATPren funtzioak eta egitura dira substantzia horren molekulak azkar erabiltzen eta suntsitzen direla. Horregatik, trifosfatoaren sintesia energia sortzeko prozesu garrantzitsua da zelula batean.

Hiru adenosina trifosfatoaren sintesi modu garrantzitsuenak daude:

1. Substratu fosforilazioa.

2. Fosforilazio oxidatzailea.

3. Fotofosforilazioa.

Substratu fosforilazioa zelularen cytoplasman gertatzen diren erreakzio anitzetan oinarritzen da. Erreakzio horiek glukolisiari deitzen zaie: arnas aerobikoa duen anaerobioa . Glukosearen 1 glukosa molekularen 1 ziklo baten ondorioz, azido pyruvikoaren bi molekulak sintetizatzen dira, energia sortzeko eta bi ATP sintetizatzeko ere erabiltzen direnak.

• C ₆ H ₁₂ O ₆ + 2 ADP + 2 FN -> 2 C ₃ H ₄ O ₃ + 2 ATP + 4H.

Fosforilazio oxidatzailea. Zelula arnasak

Fosforilazio oxidatiboa adenosina trifosfatoaren eraketa da, elektroien transferentzia elektroien garraioaren katearen bidez. Transferentziaren ondorioz, protoi gradiente bat mintzearen alde batean eratzen da eta molekula bat ATP sintasa konplexua den proteina baten bidez eraiki da. Prozesua mito kondondrialaren mintzean hasten da.

Glikolisiaren eta fosforilazio oxidatiboaren faseetan sekuentzia sekuentzia izeneko arnasketa prozesu orokorra da. Glukosaren molekulen ziklo oso baten ondoren, 36 ATP molekulak zelulan eratzen dira.

photophosphorylation

Fotofosforilazio prozesua diferentzia bakarra fosforilazio oxidatzailea da: fotofosforilazio erreakzioak argiaren eraginpean dauden zelularen kloroplastoak gertatzen dira. ATP sortzen da fotosintesiaren fase argian, landare berdeen, algen eta bakterio batzuen energia lortzeko prozesu nagusia.

Fotosintesiaren prozesuan, elektroiak elektroi garraioaren kate beraren bidez igarotzen dira, protoi gradiente bat eratzen den heinean. Protazio kontzentrazioa mintzaren alde batean ATP sintesi iturri bat da. Molekulak ATP sintasa entzimaren bidez muntatzen dira.

ATP buruzko informazio interesgarriak

- Batez besteko zelula% 0,04 adenosina trifosfatoa da masa osoarenetik. Hala eta guztiz ere, muskuluetako zelulak balio handiena du:% 0,2-0,5.

- Gelaxkako 1 milioi ATP molekula daude.

- Molekula bakoitzak 1 minutu baino gehiagoz ez du bizi.

- Adenosina trifosfatoaren molekula egunean 2000-3000 aldiz berrituko da.

- Egun batez, giza gorputzak 40 kg adenosina trifosfato sintetizatzen du eta momentu bakoitzean ATP stock 250 g da.

ondorio

ATPren egitura eta molekulen eginkizun biologikoa lotzen dira. Substantziak funtsezko zeregina betetzen du bizitza-prozesuetan, fosfato-hondakinen arteko lotura makrogeikoek energia kopuru handia dute. Adenosina trifosfatoak funtzio asko egiten ditu zelulan, eta, beraz, substantzia horren kontzentrazioa etengabe mantentzen da. Desintegrazioa eta sintesia abiadura handian jarraitzen dute, energia loteslea erreakzio biokimikoetan etengabe erabiltzen delako. Gorputzaren edozein zelula ezinbesteko substantzia da. Hemen, agian, eta ATPren egitura zein den esateko guztia.