ATP struktūra un bioloģiskā nozīme. ATP funkcijas

Katrs elements mūsu organismā notiek miljoniem bioķīmiskajām reakcijām. Tos katalizē ar dažādu fermentu, kas bieži prasa enerģiju. Kur ir šūna, kas nepieciešams? Uz šo jautājumu var atbildēt, ņemot vērā to struktūru molekulas ATP - galvenais enerģijas avots.

ATP - universālā enerģijas avots

ATP apzīmē adenozīns, vai adenozīna trifosfātu. Viela ir viens no diviem svarīgākajiem enerģijas avotiem, katrā šūnā. Struktūra un bioloģiskā loma ATP ir cieši saistīta. Vairums bioķīmiskas reakcijas var notikt tikai ar līdzdalību molekulu vielas, it īpaši plastmasas metabolismu. Tomēr ATP reti tieši iesaistīta reakcija uz to, kāds process prasa enerģiju, tas ir pārklāts ar ķīmisko obligācijas ATP.

Struktūra no molekulām ar tādu vielu, piemēram, ka iegūtais savienojums starp fosfāta grupu nes lielu enerģijas daudzumu. Tādējādi, piemēram, komunikācija tiek saukts arī augstu enerģijas vai makroenergeticheskimi (makro = daudz liels skaits). Term enerģijas obligācijas pirmo reizi ieviesa zinātnieks F. Lipmans, un tiek ierosināts izmantot, lai apzīmētu tos ̴ ikonas.

Tas ir ļoti svarīgi, lai šūnas, lai uzturētu nemainīgu līmeni ATP. Tas ir īpaši raksturīgs muskuļu šūnu un nervu šķiedras, jo tie ir visvairāk gaistošo un izpildīt tās funkcijas ir nepieciešams augsts saturs adenozīna trifosfātu.

Struktūra molekulu ATP

ATP sastāv no trim elementiem: ribozes un adenīnatkarīgiem atliekas fosforskābes.

Riboze - ogļhidrātu, kas attiecas uz pentose grupai. Tas nozīmē, ka to sastāvā riboze 5 oglekļa atomiem, kas ir iekļauti ciklā. Riboze ir savienots ar adenīna β-N-glikozīda saiti uz pirmo oglekļa atoma. savienoti arī ar pentose atlieku fosforskābes pie 5. oglekļa atoma.

Adenīna - slāpekli saturošu bāzi. Atkarībā no tā, kāda veida bāziskā slāpekļa pievienots ribozes, kā izolēts GTP (guanosine trifosfātu), TTP (timidīna), CTP (cytidine trifosfāts) un UTP (uridīn trifosfātu). Visas šīs vielas ir līdzīga struktūra ar adenozīna trifosfātu un veikt aptuveni to pašu funkciju, bet tie ir atrodami šūnā ir daudz mazāk izplatīta.

Atlikumi fosforskābes. Lai palielinātu riboze var pievienoties trīs atliekas fosforskābes. Ja divi no tiem, vai tikai vienu, attiecīgi, vielu, ko dēvē ADP (difosfāts) un AMP (monofosfāta). Tas ir noslēgts starp fosfora atlikumi makroenergeticheskie savienojums, kas izdalās uz plīsumu no 40 līdz 60 kJ enerģijas. Ja divas saites ir bojāta, stendi 80, vismaz - 120 kJ enerģijas. At break komunikāciju starp ribose-atlikumā un fosfora tiek atbrīvota tikai 13,8 kJ, tā tikai divi trifosfāts molekula macroergic savienojums (P ̴ ̴ F P), un kas molekulā ADP - viens (P ̴ P).

Šeit ir tas, ko ir īpašības ATP struktūru. Sakarā ar to, ka starp veidojas fosforskābes atlikumi makroenergeticheskaya saite struktūra un ATP funkcijas saistītas.

Struktūra un bioloģiskā loma ATP molekulu. Papildu funkcijas adenozīna trifosfātu

Bez enerģiju ATP var veikt daudzas citas funkcijas šūnā. Kopā ar citu nukleotīdu trifosfātu trifosfātu iesaistīts būvniecības nukleīnskābes. Šajā gadījumā, ATP, GTF, TTP, CTP un UTP ir sniedzēji slāpekļa bāzēm. Šis īpašums tiek izmantots procesos DNS replikācijas un transkripcijas.

ATP ir nepieciešams, lai jonu kanāliem arī. Piemēram, Na-K channel sūkņi nātriju 3 molekulas no šūnām un, lai sūknētu kālija 2 molekulu. Šo jonu strāva ir nepieciešams, lai uzturētu pozitīvu lādiņu uz ārējās membrānas virsmas, un izmantojot tikai ATP kanālu var darboties pareizi. Tas pats attiecas uz protona un kalcija kanāliem.

ATP ir prekursora no sekundārās Kurjeri cAMP (ciklisks adenozīna monofosfāta) - cAMP ne tikai pārraida signālu, ko iegūst šūnu membrānu receptoriem, bet arī ir allostcric modifīcation sq izpildelements. Allostcric modifīcation sq efektoru - ir vielas, kas paātrina vai palēnina fermentu reakcijas. Tādējādi, ciklisks adenozīna inhibē enzīmu, kas katalizē šķelšanu laktozes šūnās baktērija.

ATP molekula pati par sevi var būt arī allostcric modifīcation sq izpildelements. Turklāt šādos procesos antagonists ATP ADP darbojas kā ja trifosfāts paātrina reakciju, tad inhibē difosfāts, un otrādi. Tie ir funkcijas un struktūra ATP.

Kā ATP veidojas šūnu

Funkcija un struktūra ATP ir tādi, ka molekulas vielas tiek izmantoti ātri un tiek iznīcināts. Tāpēc trifosfāts sintēze - ir nozīmīgs process no enerģijas veidošanās šūnā.

Ir trīs vissvarīgākie metode sintēzes adenozīna trifosfātu:

1. substrāta fosforilēšana.

2. oksidatīvo fosforilēšanos.

3. fosforilēšanos.

Substrāts Fosforilācijas ir balstīta uz vairākiem blakusparādībām, kas novērotas šūnu citoplazmā. Šīs reakcijas sauc glikolīzi - anaerobā posms aerobā elpošana. Tā rezultātā, viens cikls no glikolīzi no 1. glikozes molekulas tiek sintezēts ar divām molekulām no pirovīnogskābi tiek tālāk tiek izmantots, lai ražotu enerģiju, un arī divi sintezēts ATP.

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

Oksidatīvo fosforilēšanos. šūnu elpošana

Oksidatīvo fosforilēšanos - ir veidošanās ATP ar elektronu pārskaitījumu elektronu transporta ķēdē membrānas. Kā rezultātā šādu nodošanu protonu gradients tiek veidots uz vienu pusi no membrānas un, izmantojot virkni olbaltumvielu neatņemama ATP sintāzes ir veidot molekulas. Process notiek mitohondriju membrānu.

No soļiem glikolīzi un oksidatīvo fosforilēšanas mitohondrijos secība ir vispārējs process, ko sauc elpošana. Pēc pilnīgas ciklā no 1 molekulu glikozes šūnā 36 ir izveidots no ATP molekulu.

photophosphorylation

Fosforilēšanos process - tas ir tas pats oksidatīvo fosforilēšanos tikai ar vienu atšķirību: Fosforilācijas reakcijas notiek hloroplastu šūnās reibumā gaismas. ATP ražo fotosintēzes gaismas posmā - pamata procesā enerģijas iegūšanas no zaļajiem augiem, aļģēm un dažiem baktēriju.

Šajā procesā fotosintēzes tiem pašiem elektronu transporta ķēde pass elektroniem, kā rezultātā protonu gradientu. To protoniem attiecībā uz vienu pusi no membrānas koncentrācija ir avots ATP sintēzi. Montāža molekulas pārnēsātājos ferments ATP sintāzes.

Interesanti fakti par ATP

- Vidējais šūna satur 0,04% no kopējās masas adenozīna trifosfātu. Tomēr vissvarīgākais ir novērots muskuļu šūnās: 0.2-0.5%.

- In šūnā, aptuveni 1 miljards molekulas ATP.

- Katrs molekulas nedzīvo vairāk par 1 minūti.

- One ATP molekula tiek atjaunināta katru dienu 2000-3000 reizes.

- Kopumā dienā no cilvēka ķermeņa synthesizes 40 kg adenozīna trifosfātu, un katrā laikā stock ATP ir 250 g

secinājums

ATP struktūra un bioloģiskā loma tās molekulas ir cieši saistīti. Viela spēlē galveno lomu procesos dzīvē, jo enerģijas saikne starp fosfātu atlikumu satur milzīgu enerģijas daudzumu. ATP pilda daudzas funkcijas šūnā, un tāpēc ir svarīgi, lai uzturētu nemainīgu vielas koncentrāciju. Sadalījums un sintēze dodas pie liela ātruma, ti. Lai. Enerģijas attiecības tiek pastāvīgi izmantotas bioķīmiskajām reakcijām. Tā ir neatņemama sastāvdaļa no jebkuras šūnas organismā. Lūk, varbūt, viss, ko var teikt par to struktūra ir ATP.