מבנה ותפקיד ביולוגי ATP. פונקציות ה- ATP

כל תא בגוף שלנו לקחת מיליונים מקום של תגובות ביוכימיות. הם מזורזים על ידי מגוון של אנזימים, אשר לעתים קרובות דורש אנרגיה. איפה הוא התא שנדרש? שאלה זו ניתן לענות על ידי בהתחשב במבנה של מולקולות של ATP - המקור העיקרי של אנרגיה.

ATP - מקור האנרגיה האוניברסלי

ATP מייצג אדנוזין, או אדנוזין אדנוזין. החומר הוא אחד משני המקורות החשובים ביותר של אנרגיה בכל תא. המבנה והתפקיד הביולוגי של ATP הם קשורים זה לזה. רוב התגובות הביוכימיות יכול להתקיים רק עם השתתפות של מולקולות של חומר, בעיקר במטבוליזם פלסטיק. עם זאת, ה- ATP לעתים רחוקות הוא מעורב ישירות התגובה להתרחשות של כל תהליך דורש אנרגיה, הוא כלוא בתוך הקשרים הכימיים של ATP.

המבנה של מולקולות של חומר כזה שהקשר שנוצר בין קבוצות פוספט לשאת כמות עצומה של אנרגיה. לפיכך, תקשורת כזו נקראת גם אנרגיה גבוהה או makroenergeticheskimi (מאקרו = רבים במספר רב). אג"ח אנרגיה לטווח בפעם הראשונה הציג מדען פ ליפמן, והוא הציע להשתמש לייעד אותם סמל ̴.

חשוב מאוד עבור התא כדי לשמור על רמה קבועה של ATP. הדבר נכון במיוחד אופייני לתאי שריר וסיבי עצב, משום שהם תנודתיים ביותר למילוי תפקידיה דורשים תכולה גבוהה של אדנוזין אדנוזין.

המבנה של מולקולות של ATP

ATP מורכב משלושה אלמנטים: ריבוז ו אדנין שאריות של חומצה זרחתית.

ריבוז - פחמימות, אשר מתייחסת לקבוצת פנטוז. משמעות הדבר היא כי הרכב אטום פחמן ריבוז 5 אשר כלולים במחזור. ריבוז מחובר עם β-N-glycosidic האג"ח אדנין אל אטום הפחמן הראשון. כמו כן הצטרף אל שאריות פנטוז של חומצה זרחתית בבית אטום פחמן -5.

אדנין - בסיס חנקני. תלוי איזה סוג של חנקן בסיסי המצורף ריבוז, כפי GTP המבודד (אדנוזין guanosine), TTP (thymidine), CTP (אדנוזין cytidine) ו UTP (אדנוזין uridine). כל החומרים האלה הם דומים במבנה שלהם אדנוזין אדנוזין ולבצע בערך באותה הפונקציה, אבל הם נמצאים בתא הוא הרבה פחות נפוצה.

שאריות של חומצה זרחתית. כדי למקסם ריבוז עשוי להצטרף שלוש שאריות של חומצה זרחתית. אם שניים מהם או רק אחד, בהתאמה, חומר הנקרא ADP (דיפוספט) ו AMP (monophosphate). הוא הגיע למסקנה בין חיבור זרחן שאריות makroenergeticheskie, אשר שוחרר על קרע של בין 40 כדי 60 kJ של אנרגיה. אם שני האגחים הם שבורים, עומד 80, לפחות - 120 kJ של אנרגיה. בשלב תקשורת הפסקה בין מחצית ריבוז וזרחן משתחרר רק 13.8 kJ, כך שרק חיבור macroergic שני אדנוזין מולקולה (P ̴ ̴ F P), ובסופו של מולקולה של ADP - אחד (P ̴ P).

הנה מה הם המאפיינים של מבנה ה- ATP. בשל העובדה כי בין שאריות חומצה זרחתית נוצר מבנה האיגרות makroenergeticheskaya ופונקציות ATP קשור.

המבנה והתפקיד ביולוגי של מולקולות ATP. תכונות נוספות של אדנוזין טריפוספט

מלבד אנרגיה, ATP יכול לבצע פעולות רבות אחרות בתא. יחד עם אדנוזין אדנוזין נוקלאוטיד אחר המעורב בבניית חומצות גרעין. במקרה זה, ה- ATP, GTP, TTP, CTP ו UTP הם ספקי מאגרים חנקניים. מאפיין זה משמש בתהליכי שכפול ה- DNA ואת שעתוק.

ATP הוא גם הכרחי תעלות יונים. לדוגמא, ערוץ Na-K משאבות נתרן 3 מולקולות מתאיות וכדי לשאוב מולקולת אשלגן 2 לתא. נוכחי יון הדבר נדרש כדי לשמור על המטען החיובי על פני השטח החיצוניים של הקרום, ורק באמצעות ערוץ ה- ATP יכול לתפקד כראוי. כנ"ל לגבי ערוצי הפרוטון וסידן.

ATP הוא מבשר מחנה שליחים משניים (monophosphate אדנוזין המחזורי) - מחנה לא רק משדר קולטני קרום התא המתקבל אות, אבל גם הוא מפעיל האלוסטריים. והשפעתם האלוסטריים - הם חומרים להאיץ או להאט את תגובות אנזימטיות. לפיכך, אדנוזין מחזורי מעכב האנזים מזרז המחשוף של לקטוז לתוך התאים של חיידק.

מולקולת ATP עצמה יכולה להיות גם מפעיל האלוסטריים. יתר על כן, בתהליכים כאלה אנטגוניסט ATP ADP מתנהג כאילו אדנוזין מאיץ את התגובה, אז מעכב דיפוספט, ולהיפך. אלו הן פונקציות והמבנה של ה- ATP.

ככל ATP נוצר בתא

תפקוד ומבנה של ATP הם כאלה המולקולות של החומר משמשות במהירות נהרסת. לכן סינתזת אדנוזין - הוא תהליך חשוב של היווצרות אנרגיה בתא.

ישנם שלוש שיטה הכי חשובה לסינתזה של אדנוזין אדנוזין:

1. זירחון המצע.

2. זרחון חמצוני.

זירחון 3..

זירחון תשתית מבוסס על תגובות מרובות המתרחשות בציטופלסמה התא. תגובות אלו נקראות הגליקוליזה - שלב אנאירובי של נשימה אירובית. כתוצאה מכך, מחזור אחד של הגליקוליזה מן מולקולת גלוקוז 1 מסונתז על ידי שתי מולקולות של פירובט משמשים נוסף לייצר אנרגיה, וגם שני מסונתז ATP.

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

זרחון חמצוני. נשימה בתא

זרחון חמצוני - היא היווצרות ATP על ידי העברת אלקטרונים בשרשרת העברת אלקטרונים של הממברנה. כתוצאה העברה כזו של שיפוע פרוטון נוצר בצד אחד של הממברנה באמצעות סט של ה- ATP synthase נפרד חלבון הוא לבנות מולקולות. התהליך מתרחש קרום המיטוכונדריה.

רצף של צעדים של הגליקוליזה זרחון חמצוני במיטוכונדריה הוא התהליך הכללי שנקרא נשימה. אחרי המחזור השלם מ 1 מולקולה של גלוקוז בתא 36 נוצרת של מולקולות ATP.

photophosphorylation

תהליך זירחון - זהו זרחון חמצוני אותו עם רק הבדל אחד: התגובות זירחון להתרחש בתאים כלורופלסטים תחת השפעת האור. ATP הנוצר במהלך שלב האור בפוטוסינתזה - התהליך הבסיסי של קבלת אנרגיה מצמחים ירוקים, אצות וחיידקים מסוימים.

בתהליך הפוטוסינתזה עבור האלקטרונים הזהים לעבור שרשרת אלקטרון-התחבורה, וכתוצאה מכך שיפוע פרוטון. הריכוז של פרוטונים בצד אחד של הממברנה הוא מקור של סינתזת ATP. בניית מולקולות הנישאות על ידי ה- ATP synthase האנזים.

עובדות מעניינות על ATP

- התא הממוצע מכיל 0.04% מהמסה הכוללת של אדנוזין אדנוזין. עם זאת, חשוב ביותר שנצפה בתאי שריר: 0.2-0.5%.

- בתא, כ -1 מיליארד מולקולות של ATP.

- כל מולקולה לא חי יותר מ 1 דקה.

- מולקולת ATP אחת מתעדכן מדי יום 2000-3000 פעמים.

- לסיכום, ליום של גוף האדם מסנתז אדנוזין אדנוזין 40kg, ובכל פעם המניות של ATP הוא 250 גרם

מסקנה

מבנה ה- ATP ואת תפקיד ביולוגי של מולקולות שלה קשורים זה לזה. החומר ממלא תפקיד מרכזי בתהליכי החיים, כי קשר האנרגיה בין שאריות פוספט מכיל כמות עצומה של אנרגיה. ATP מבצעת תפקידים רבים בתא, ולכן חשוב לשמור על ריכוז קבוע של החומר. התפלגות וסינתזה הולכות במהירות גבוהה, כלומר. כדי. יחסי האנרגיה משמשים כל זמן תגובות ביוכימיות. זהו מרכיב חיוני של כל תא בגוף. כאן, אולי, כל מה שאפשר לומר על מה המבנה הוא ATP.