ATP štruktúra a biologická role. funkcie ATP

Každá bunka v našom tele prebiehajú milióny biochemických reakcií. Sú katalyzovaná radom enzýmov, ktoré často vyžadujú energiu. Kde je bunka to trvá? Táto otázka môže byť zodpovedaná s ohľadom na štruktúru molekúl ATP - hlavný zdroj energie.

ATP - univerzálny zdroj energie

ATP je skratka pre adenozín, alebo adenosintrifosfátu. Látka je jedným z dvoch najdôležitejších zdrojov energie v každej bunke. Štruktúra a biologická úloha ATP spolu úzko súvisia. Väčšina biochemické reakcie sa môže uskutočniť len za účasti molekúl látky, a to najmä v plastovom metabolizmu. Avšak, ATP je zriedka priamo podieľa na reakciu na prítomnosť akéhokoľvek procesu vyžaduje energiu, to je zapuzdrený v chemických väzieb ATP.

Štruktúra molekúl látky, tak, že výsledný spojenie medzi fosfátovými skupinami nesú veľké množstvo energie. Tak, ako je komunikácia sa tiež nazýva vysokoenergetické alebo makroenergeticheskimi (makro = veľa veľké množstvo). Termín energia väzby prvýkrát predstavil vedca F. Lipman, a navrhuje sa použiť na ich označenie ̴ ikonu.

Je veľmi dôležité, aby bunka udržiavať konštantnú hladinu ATP. To je obzvlášť charakteristické svalových buniek a nervových vlákien, pretože sú veľmi prchavé a plniť jeho funkcie vyžadujú vysoký obsah adenosintrifosfátu.

Štruktúra molekúl ATP

ATP sa skladá z troch častí: ribózy a adenín zvyšky kyseliny fosforečnej.

Ribóza - sacharid, ktorý sa odvoláva na pentóza skupiny. To znamená, že zloženie atómov ribóza 5 atómami uhlíka, ktoré sú zahrnuté v cykle. Ribóza je spojená s adenín β-N-glykosidickou väzbou na prvý atóm uhlíka. Tiež sa pripojil k pentose zvyšky kyseliny fosforečnej na 5. atómu uhlíka.

Adenín - dusíkaté bázy. V závislosti na tom, aké základné atómom dusíka pripojeným k ribózy, ako izolovaný GTP (guanozín trifosfát), TTP (tymidín), CTP (cytidintrifosfát) a UTP (uridín-trifosfát). Všetky tieto látky majú podobnú štruktúru ako adenosintrifosfátu a vykonávať približne v rovnakú funkciu, ale sú uvedené v bunke je oveľa menej časté.

Zvyšky kyseliny fosforečnej. Pre maximalizáciu ribóza môžu spojiť tri zvyšky kyseliny fosforečnej. V prípade dvoch z nich, alebo iba jeden, v tomto poradí, látky ADP (difosfát) a AMP (monofosfát). To je uzavretá medzi makroenergeticheskie pripojenie zvyškov fosforu, ktorý sa uvoľňuje pri pretrhnutí od 40 do 60 kJ energie. Ak dve väzby sú poškodené, stojany 80, aspoň - 120 kJ energie. Pri prerušení komunikácie medzi ribózové časti a fosforu sa uvoľní iba 13,8 kJ, takže iba dve trifosfát molekula makroergných spojenie (P ̴ ̴ F P), a v molekule ADP - jeden (P ̴ P).

Tu sú také, aké sú charakteristiky ATP štruktúry. Vzhľadom na to, že medzi tvorený zvyškami kyseliny fosforečnej štruktúra makroenergeticheskaya väzba a funkcie ATP prepojené.

Štruktúra a biologická úloha ATP molekúl. Medzi ďalšie funkcie adenosintrifosfátu

Okrem energie ATP môže vykonávať celý rad ďalších funkcií v bunke. Spolu s ďalšími nukleotid trifosfátu trifosfátu pri stavbe nukleovej kyseliny. V tomto prípade, ATP, GTP, TTP, CTP a UTP sú poskytovatelia dusíkatými bázami. Táto vlastnosť sa používa v procesoch DNA replikácie a transkripcie.

ATP je tiež nevyhnutné pre iónové kanály. Napríklad, Na-K kanál čerpadla sodný, 3 molekúl z buniek, a k čerpadlu draselný 2 molekuly do bunky. Tento prúd iónov je potrebný udržiavať pozitívny náboj na vonkajšom povrchu membrány, a to iba za použitia ATP kanál môže fungovať správne. To isté platí pre protónovú a kalciových kanálov.

ATP je prekurzorom sekundárnych poslov cAMP (cyklický adenozín monofosfát) - cAMP prenáša nielen signál získaný z membrán buniek, receptory, ale tiež je allosterickým efektor. Alosterické efektory - sú látky, ktoré urýchľujú alebo spomaľujú enzymatické reakcie. Tak, cyklický adenozín inhibuje enzým, ktorý katalyzuje štiepenie laktózy do buniek baktérie.

ATP molekula sama o sebe môže byť tiež alosterické efektor. Navyše v týchto procesoch antagonista ATP ADP sa chová, ako keby trifosfát urýchľuje reakciu, potom inhibuje difosfát, a naopak. Jedná sa o funkcie a štruktúra ATP.

Vzhľadom k tomu, ATP vytvorený v bunke

Funkcie a konštrukcia ATP sú také, že molekuly látky sú používané rýchlo a sú zničené. Preto syntéza trifosfát - je dôležitý proces tvorby energie v bunke.

K dispozícii sú tri najdôležitejšie spôsob syntézy adenosintrifosfátu:

1. fosforylácie substrátu.

2. Oxidačný fosforylácie.

3. fosforylácie.

Fosforylácie substrátu je založený na niekoľkých reakcií prebiehajúcich v cytoplazme buniek. Tieto reakcie sa nazývajú glykolýza - anaeróbne fázy aeróbneho dýchania. V dôsledku toho sa jeden cyklus glykolýzy od 1 molekuly glukózy je syntetizovaný dvoma molekulami kyseliny pyrohroznová sa ďalej používajú na výrobu energie, a tiež dva syntetizovaný ATP.

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

Oxidatívny fosforylácie. bunkové dýchanie

Oxidatívny fosforylácie - je tvorba ATP prenosu elektrónov v elektrónovom dopravného reťazca membrány. V dôsledku takéhoto prevodu protónového gradientu je vytvorená na jednej strane membrány a použitie sady proteínov integrálne ATP syntázy je vytvoriť molekuly. Tento proces prebieha v mitochondriálnej membrány.

Poradie krokov glykolýzy a oxidatívny fosforylácie v mitochondriách, je všeobecný postup nazýva dýchanie. Po celý cyklus od 1 molekuly glukózy v bunke 36 je vytvorená z ATP molekúl.

fotofosforylace

Fosforylácie proces - je to rovnaké oxidačné fosforylácia s jediným rozdielom: fosforylačných reakcie prebiehajú v chloroplastoch bunkách pod vplyvom svetla. ATP vyrobený počas fotosyntézy svetelnej fázy - základný proces získavania energie zo zelených rastlín, rias a niektorých baktérií.

V procese fotosyntézy pre rovnaké elektróny dopravnú reťaz prepustí elektróny, čo vedie k protónového gradientu. Koncentrácia protónov na jednej strane membrány je zdrojom syntézy ATP. Zostavenie molekuly nesené enzýmom ATP syntázy.

Zaujímavé fakty o ATP

- priemerná bunka obsahuje 0,04% z celkovej hmotnosti adenosintrifosfátu. Avšak, najdôležitejšie je pozorovaná vo svalových bunkách: 0,2-0,5%.

- V bunke, asi 1 miliarda molekúl ATP.

- Každá molekula nežije dlhšie ako 1 minútu.

- Jeden ATP molekula je denne aktualizovaná 2000-3000 časy.

- V súčte, za deň ľudského tela syntetizuje 40kg adenosintrifosfát, a v každom okamihu zásoby ATP je 250 g

záver

ATP štruktúra a biologická úloha jej molekúl úzko súvisí. Látka hrá kľúčovú úlohu v procesoch života, pretože v energetickej väzby medzi fosfátových zvyškov obsahujú veľké množstvo energie. ATP zaisťuje rad funkcií v bunke, a preto je dôležité udržiavať konštantnú koncentráciu látky. Členenie a syntéza idú vysokou rýchlosťou, tj. K. Energetické vzťahy sú stále používané v biochemických reakcií. Jedná sa o nepostrádateľný zložka každej bunky v tele. Tu snáď všetko, čo možno povedať o tom, čo je štruktúra ATP.