ATP struktura a biologická role. funkce ATP

Každá buňka v našem těle probíhají miliony biochemických reakcí. Jsou katalyzována řadou enzymů, které často vyžadují energii. Kde je buňka to trvá? Tato otázka může být zodpovězena s ohledem na strukturu molekul ATP - hlavní zdroj energie.

ATP - univerzální zdroj energie

ATP je zkratka pro adenosin, nebo adenosintrifosfátu. Látka je jedním ze dvou nejdůležitějších zdrojů energie v každé buňce. Struktura a biologická role ATP spolu úzce souvisí. Většina biochemické reakce se může uskutečnit pouze za účasti molekul látky, a to zejména v plastovém metabolismu. Nicméně, ATP je zřídka přímo podílí na reakci na výskyt jakéhokoli procesu vyžaduje energii, to je zapouzdřen v chemických vazeb ATP.

Struktura molekul látky, tak, že výsledný spojení mezi fosfátovými skupinami nesou velké množství energie. Tak, jako je komunikace se také nazývá vysokoenergetický nebo makroenergeticheskimi (makro = mnoho velké množství). Termín energie vazby poprvé představil vědce F. Lipman, a navrhuje se použít k jejich označení ̴ ikonu.

Je velmi důležité, aby buňka udržovat konstantní hladinu ATP. To je zvláště charakteristické svalových buněk a nervových vláken, protože jsou velmi těkavé a plnit jeho funkce vyžadují vysoký obsah adenosintrifosfátu.

Struktura molekul ATP

ATP se skládá ze tří částí: ribózy a adenin zbytky kyseliny fosforečné.

Ribóza - sacharid, který se odkazuje na pentózy skupiny. To znamená, že složení atomů ribóza 5 atomy uhlíku, které jsou zahrnuty v cyklu. Ribóza je spojena s adenin β-N-glykosidickou vazbou na první atom uhlíku. Také se připojil k pentose zbytky kyseliny fosforečné na 5. atomu uhlíku.

Adenin - dusíkaté báze. V závislosti na tom, jaké základní atomem dusíku připojeným k ribózy, jako izolovaný GTP (guanosin trifosfát), TTP (thymidin), CTP (cytidintrifosfát) a UTP (uridin-trifosfát). Všechny tyto látky mají podobnou strukturu jako adenosintrifosfátu a provádět přibližně ve stejnou funkci, ale jsou uvedeny v buňce je mnohem méně časté.

Zbytky kyseliny fosforečné. Pro maximalizaci ribóza mohou spojit tři zbytky kyseliny fosforečné. V případě dvou z nich, nebo pouze jeden, v tomto pořadí, látky ADP (difosfát) a AMP (monofosfát). To je uzavřena mezi makroenergeticheskie připojení zbytků fosforu, který se uvolňuje při přetržení od 40 do 60 kJ energie. Jestliže dvě vazby jsou poškozeny, stojany 80, alespoň - 120 kJ energie. Při přerušení komunikace mezi ribózové části a fosforu se uvolní pouze 13,8 kJ, takže pouze dvě trifosfát molekula makroergní spojení (P ̴ ̴ F P), a v molekule ADP - jeden (P ̴ P).

Zde jsou takové, jaké jsou charakteristiky ATP struktury. Vzhledem k tomu, že mezi tvořen zbytky kyseliny fosforečné struktura makroenergeticheskaya vazba a funkce ATP propojeny.

Struktura a biologická role ATP molekul. Mezi další funkce adenosintrifosfátu

Kromě energie ATP může provádět celou řadu dalších funkcí v buňce. Spolu s dalšími nukleotid trifosfátu trifosfátu při stavbě nukleové kyseliny. V tomto případě, ATP, GTP, TTP, CTP a UTP jsou poskytovatelé dusíkatými bázemi. Tato vlastnost se používá v procesech DNA replikace a transkripce.

ATP je také nezbytné pro iontové kanály. Například, Na-K kanál čerpadla sodný, 3 molekul z buněk, a k čerpadlu draselný 2 molekuly do buňky. Tento proud iontů je zapotřebí udržovat pozitivní náboj na vnějším povrchu membrány, a to pouze za použití ATP kanál může fungovat správně. Totéž platí pro protonovou a kalciových kanálů.

ATP je prekurzorem sekundárních poslů cAMP (cyklický adenosin monofosfát) - cAMP přenáší nejen signál získaný z membrán buněk, receptory, ale také je allosterickým efektor. Alosterické efektory - jsou látky, které urychlují nebo zpomalují enzymatické reakce. Tak, cyklický adenosin inhibuje enzym, který katalyzuje štěpení laktózy do buněk bakterie.

ATP molekula sama o sobě může být také alosterický efektor. Navíc v těchto procesech antagonista ATP ADP se chová, jako kdyby trifosfát urychluje reakci, pak inhibuje difosfát, a naopak. Jedná se o funkce a struktura ATP.

Vzhledem k tomu, ATP vytvořený v buňce

Funkce a konstrukce ATP jsou takové, že molekuly látky jsou používány rychle a jsou zničeny. Proto syntéza trifosfát - je důležitý proces tvorby energie v buňce.

K dispozici jsou tři nejdůležitější způsob syntézy adenosintrifosfátu:

1. fosforylace substrátu.

2. Oxidační fosforylace.

3. fosforylace.

Fosforylace substrátu je založen na několika reakcí probíhajících v cytoplazmě buněk. Tyto reakce se nazývají glykolýza - anaerobní fáze aerobního dýchání. V důsledku toho se jeden cyklus glykolýzy od 1 molekuly glukózy je syntetizován dvěma molekulami kyseliny pyrohroznové se dále používají k výrobě energie, a také dva syntetizován ATP.

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

Oxidativní fosforylace. buněčné dýchání

Oxidativní fosforylace - je tvorba ATP přenosu elektronů v elektronovém dopravního řetězce membrány. V důsledku takového převodu protonového gradientu je vytvořena na jedné straně membrány a použití sady proteinů integrální ATP syntázy je vytvořit molekuly. Tento proces probíhá v mitochondriální membrány.

Pořadí kroků glykolýzy a oxidativní fosforylace v mitochondriích, je obecný postup nazývá dýchání. Po celý cyklus od 1 molekuly glukózy v buňce 36 je vytvořena z ATP molekul.

fotofosforylace

Fosforylace proces - je to stejné oxidační fosforylace s jediným rozdílem: fosforylační reakce probíhají v chloroplastech buňkách pod vlivem světla. ATP vyrobené během fotosyntézy světelné fáze - základní proces získávání energie ze zelených rostlin, řas a některých bakterií.

V procesu fotosyntézy pro stejné elektrony dopravní řetěz propustí elektrony, což vede k protonového gradientu. Koncentrace protonů na jedné straně membrány je zdrojem syntézy ATP. Sestavení molekuly nesené enzymem ATP syntázy.

Zajímavá fakta o ATP

- průměrná buňka obsahuje 0,04% z celkové hmotnosti adenosintrifosfátu. Nicméně, nejdůležitější je pozorována ve svalových buňkách: 0,2-0,5%.

- V buňce, asi 1 miliarda molekul ATP.

- Každá molekula nežije déle než 1 minutu.

- Jeden ATP molekula je denně aktualizována 2000-3000 časy.

- V součtu, za den lidského těla syntetizuje 40kg adenosintrifosfát, a v každém okamžiku zásoby ATP je 250 g

závěr

ATP struktura a biologická role jejích molekul úzce souvisí. Látka hraje klíčovou roli v procesech života, protože v energetické vazby mezi fosfátových zbytků obsahují velké množství energie. ATP zajišťuje řadu funkcí v buňce, a proto je důležité udržovat konstantní koncentrace látky. Členění a syntéza jdou vysokou rychlostí, tj. K. Energetické vztahy jsou stále používány v biochemických reakcí. Jedná se o nepostradatelný složka každé buňky v těle. Tady snad vše, co lze říci o tom, co je struktura ATP.