Mitkä ovat ATP:n tehtävät solussa. atp:n rakenne ja toiminnot

Kehossa tapahtuvien aineenvaihduntareaktioiden joukkoa kutsutaan aineenvaihduntaa.

Tiettyjen luontaisten aineiden synteesiprosesseja yksinkertaisemmista kutsutaan anabolismi, tai assimilaatiota, tai muovinen vaihto. Anabolismin seurauksena muodostuu entsyymejä, aineita, joista rakennetaan solurakenteita jne. Tähän prosessiin liittyy yleensä energiankulutus.

Keho saa tätä energiaa muissa reaktioissa, joissa monimutkaisemmat aineet hajoavat yksinkertaisiksi. Näitä prosesseja kutsutaan katabolia, tai dissimilaatio, tai energian vaihto. Aerobisten organismien katabolian tuotteet ovat CO 2 , H 2 O, ATP ja

pelkistetyt vetykantajat (NAD∙H ja NADP∙H), jotka hyväksyvät hapetusprosesseissa orgaanisista aineista irronneita vetyatomeja. Jotkut katabolian aikana muodostuvat pienimolekyyliset aineet voivat myöhemmin toimia solulle välttämättömien aineiden esiasteena (katabolismin ja anabolismin leikkauspiste).

Katabolismi ja anabolismi liittyvät läheisesti toisiinsa: anaboliassa käytetään kataboliareaktioissa muodostuvaa energiaa ja pelkistäviä aineita ja katabolia tapahtuu anabolismireaktioiden tuloksena muodostuneiden entsyymien vaikutuksesta.

Yleensä kataboliaan liittyy käytettyjen aineiden hapettumista ja anaboliaan palautumista.

plastinen aineenvaihdunta (anabolia)	energia-aineenvaihdunta (katabolismi)
monimutkaisten aineiden synteesi ja kertyminen (assimilaatio).	monimutkaisten aineiden hajottaminen yksinkertaisiksi aineiksi (dissimilaatio)
mukana energiankulutus (ATP kulutetaan)	energiaa vapautuu (ATP syntetisoituu)
voi olla orgaanisten aineiden lähde energian aineenvaihduntaan	on energianlähde muovin vaihdossa
proteiinien, rasvojen, hiilihydraattien biosynteesi; fotosynteesi (kasvien ja sinilevien hiilisynteesi); kemosynteesi	anaerobinen hengitys (= glykolyysi = käyminen); aerobinen hengitys (hapettava fosforylaatio)

Anabolismireaktioissa eri organismeissa voi olla joitain eroja (katso aihe "Elävien organismien energian saantimenetelmät").

ATP - adenosiinitrifosfaatti

Katabolismin aikana energiaa vapautuu lämmön muodossa ja ATP:n muodossa.

ATP on yksittäinen ja universaali solujen energiansaannin lähde.

ATP on epävakaa.

ATP on "energiavaluutta", jota voidaan käyttää monimutkaisten aineiden synteesiin anabolismireaktioissa.

ATP:n hydrolyysi (hajoaminen):

ATP + $H_(2)O$ = ADP + $H_(3)PO_(4)$ + 40 kJ/mol

energian vaihto

Elävät organismit saavat energiaa orgaanisten yhdisteiden hapettumisesta.

Hapetus on elektronien luovutusprosessi.

Vastaanotetun energian kulutus:

50 % energiasta vapautuu lämpönä ympäristöön;

50 % energiasta menee plastiseen aineenvaihduntaan (ainesynteesiin).

Kasvisoluissa:

tärkkelys → glukoosi → ATP

Eläinsoluissa:

glykogeeni → glukoosi → ATP

Valmisteluvaihe

Monimutkaisten orgaanisten aineiden entsymaattinen hajoaminen yksinkertaisiksi ruuansulatusjärjestelmässä:

proteiinimolekyylit - aminohappoihin asti

lipidit - glyseroliin ja rasvahappoihin

hiilihydraatit - glukoosiksi

Suurimolekyylisten orgaanisten yhdisteiden hajoaminen (hydrolyysi) tapahtuu joko maha-suolikanavan entsyymien tai lysosomien entsyymien avulla.

Kaikki vapautunut energia haihtuu lämmön muodossa.

Ohutsuolen villit imevät yksinkertaisia ​​aineita:

aminohapot ja glukoosi - vereen;

rasvahapot ja glyseroli - imusolmukkeeseen;

ja kuljetetaan kehon kudosten soluihin.

Tuloksena olevia pieniä orgaanisia molekyylejä voidaan käyttää " rakennusmateriaali tai se voi hajota edelleen (glykolyysi).

Valmisteluvaiheessa voi tapahtua solujen vara-aineiden hydrolyysi: glykogeeni eläimissä (ja sienissä) ja tärkkelys kasveissa. Glykogeeni ja tärkkelys ovat polysakkarideja ja hajoavat monomeereiksi - glukoosimolekyyleiksi.

glykogeenin hajoaminen

Maksan glykogeenia ei käytetä niinkään maksan omiin tarpeisiin, vaan ylläpitämään jatkuvaa glukoosipitoisuutta veressä, ja siksi se varmistaa glukoosin saannin muihin kudoksiin.

Riisi. Glykogeenin toiminnot maksassa ja lihaksissa

Lihaksiin varastoitunut glykogeeni ei pysty hajottamaan glukoosiksi entsyymin puutteen vuoksi. Lihasglykogeenin tehtävänä on vapauttaa itse lihaksessa kulutettua glukoosi-6-fosfaattia hapettumista ja energiankäyttöä varten.

Glykogeenin hajoaminen glukoosiksi tai glukoosi-6-fosfaatiksi ei vaadi energiaa.

Glykolyysi (anaerobinen vaihe)

glykolyysi- glukoosin hajottaminen entsyymeillä.

Menee sytoplasmaan ilman happea.

Tämän prosessin aikana tapahtuu glukoosin dehydraus, koentsyymi NAD + (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidi) toimii vedyn vastaanottajana.

Entsymaattisten reaktioiden ketjun tuloksena glukoosi muuttuu kahdeksi palorypälehappomolekyyliksi (PVA), kun taas muodostuu yhteensä 2 ATP-molekyyliä ja pelkistetty muoto NAD H2-vetyä:

$C_(6)H_(12)O_(6)$ + 2ADF + 2$H_(3)RO_(4)$ + 2$YLI^(+)$ → 2$C_(3)H_(4)O_( 3)$ + 2ATP + 2$H_(2)O$ + 2($NADH+H^(+)$).

PVC:n tuleva kohtalo riippuu hapen läsnäolosta solussa:

jos ei ole happea, hiivaa ja kasveja alkoholikäyminen, jossa ensin muodostuu asetaldehydiä ja sitten etyylialkoholia:

$C_(3)H_(4)O_(3)$ → $CO_(2)$ + $CH_(3)SON$,

$CH_(3)SON$ + $NADH+H^(+)$ → $C_(2)H_(5)OH$ + $NADH^(+)$ .

Eläimissä ja joissakin bakteereissa, joissa on hapenpuutetta, maitohappokäyminen tapahtuu maitohapon muodostuessa:

$C_(3)H_(4)O_(3)$ + $NADH+H^(+)$ → $C_(3)H_(6)O_(3)$ + $NADH^(+)$.

Yhden glukoosimolekyylin glykolyysin seurauksena vapautuu 200 kJ, josta 120 kJ haihtuu lämmön muodossa ja 80 kJ varastoituu sidoksiin. 2 ATP-molekyyliä.

hengitys tai oksidatiivinen fosforylaatio (aerobinen vaihe)

Oksidatiivinen fosforylaatio- ATP-synteesiprosessi hapen mukana.

Menee mitokondrioiden kalvoille hapen läsnä ollessa.

Pyruviinihappo, joka muodostuu glukoosin hapettoman hajoamisen aikana, hapettuu lopputuotteiksi CO2 ja H2O. Tätä monivaiheista entsymaattista prosessia kutsutaan Krebsin sykli tai trikarboksyylihapposykli.

Soluhengityksen seurauksena kahden palorypälehappomolekyylin hajoamisen aikana syntetisoituu 36 ATP-molekyyliä:

2$C_(3)H_(4)O_(3)$ + 32$O_(2)$ + 36ADP + 36$H_(3)PO_(4)$ → 6$CO_(2)$ + 58$H_( 2) O$ + 36ATP.

Lisäksi on muistettava, että kunkin glukoosimolekyylin hapettoman hajoamisen aikana varastoituu kaksi ATP-molekyyliä.

Kokonaisreaktio glukoosin hajoamiseen hiilidioksidiksi ja vedeksi on seuraava:

$C_(6)H_(12)O_(6)$ + 6$O_(2)$ + 38ADP → 6$CO_(2)$ + 6$H_(2)O$ + 38ATP + Qt,

missä Qt on lämpöenergia.

Siten oksidatiivinen fosforylaatio tuottaa 18 kertaa enemmän energiaa (36 ATP) kuin glykolyysi (2 ATP).

Kaikki elävät prosessit perustuvat atomien ja molekyylien liikkeeseen. Sekä hengitysprosessi että solujen kehitys, jakautuminen ovat mahdottomia ilman energiaa. Energian lähde on ATP, mikä se on ja miten se muodostuu, harkitsemme edelleen.

Ennen ATP:n käsitteen tutkimista on tarpeen tulkita se. Tämä termi tarkoittaa nukleosiditrifosfaattia, joka on välttämätön kehon energia- ja materiaaliaineenvaihdunnalle.

Tämä on ainutlaatuinen energialähde biokemiallisten prosessien taustalla. Tämä yhdiste on olennainen entsymaattisen muodostuksen kannalta.

ATP löydettiin Harvardissa vuonna 1929. Perustajat olivat Harvard Medical Schoolin tutkijoita. Näitä olivat Karl Loman, Cyrus Fiske ja Yellapragada Subbarao. He tunnistivat yhdisteen, joka muistutti rakenteeltaan ribonukleiinihappojen adenyylinukleotidia.

Yhdisteen erottuva piirre oli kolmen fosforihappojäämän pitoisuus yhden sijasta. Vuonna 1941 tiedemies Fritz Lipmann osoitti, että ATP:llä on energiapotentiaalia solussa. Myöhemmin löydettiin avainentsyymi, jota kutsuttiin ATP-syntaasiksi. Sen tehtävänä on muodostaa happamia molekyylejä mitokondrioissa.

ATP on solubiologian energian kerääjä ja välttämätön biokemiallisten reaktioiden onnistuneelle toteuttamiselle.

Adenosiinitrifosforihapon biologia viittaa sen muodostumiseen energia-aineenvaihdunnan seurauksena. Prosessi koostuu 2 molekyylin luomisesta toisessa vaiheessa. Loput 36 molekyyliä ilmestyvät kolmannessa vaiheessa.

Energian kerääntyminen hapon rakenteeseen tapahtuu sideaineessa fosforijäämien välissä. Jos 1 fosforijäännös irtoaa, tapahtuu 40 kJ:n energian vapautuminen.

Tämän seurauksena happo muuttuu adenosiinidifosfaatiksi (ADP). Myöhempi fosfaatin irtoaminen edistää adenosiinimonofosfaatin (AMP) tuotantoa.

On huomattava, että kasvisykliin kuuluu AMP:n ja ADP:n uudelleenkäyttö, mikä johtaa näiden yhdisteiden pelkistymiseen happamaan tilaan. Tämän tarjoaa prosessi.

Rakenne

Yhdisteen olemuksen paljastaminen on mahdollista sen jälkeen, kun on tutkittu, mitkä yhdisteet ovat osa ATP-molekyyliä.

Mitä yhdisteitä on hapossa?

• 3 jäännöstä fosforihappoa. Happojäännökset yhdistyvät keskenään epästabiilien energiasidosten kautta. Se löytyy myös nimellä ortofosforihappo;
• adeniini: on typpipitoinen emäs;
• Ribose: Se on pentoosihiilihydraatti.

Näiden elementtien sisällyttäminen ATP:hen antaa sille nukleotidirakenteen. Tämä mahdollistaa molekyylin luokittelun nukleiinihapoksi.

Tärkeä! Happomolekyylien hajoamisen seurauksena vapautuu energiaa. ATP-molekyyli sisältää 40 kJ energiaa.

koulutus

Molekyylin muodostuminen tapahtuu mitokondrioissa ja kloroplasteissa. Hapon molekyylisynteesin perusmomentti on dissimilaatioprosessi. Dissimilaatio on prosessi, jossa monimutkainen yhdiste muuttuu suhteellisen yksinkertaiseksi tuhoutumisesta johtuen.

Osana hapon synteesiä on tapana erottaa useita vaiheita:

1. Valmisteleva. Halkeamisen perusta on ruoansulatusprosessi, jonka entsymaattinen toiminta tarjoaa. Kehoon joutunut ruoka tuhoutuu. Rasva hajoaa rasvahapoiksi ja glyseroliksi. Proteiinit hajoavat aminohapoiksi, tärkkelys glukoosiksi. Vaiheeseen liittyy lämpöenergian vapautuminen.
2. Anoksinen tai glykolyysi. Hajoamisprosessi on perusta. Glukoosin hajoaminen tapahtuu entsyymien osallistuessa, kun taas 60% vapautuneesta energiasta muuttuu lämmöksi, loput jäävät molekyylin koostumukseen.
3. happi tai hydrolyysi; Esiintyy mitokondrioissa. Syntyy hapen ja entsyymien avulla. Kehon uloshengittämä happi on mukana. Päättyy valmiiksi. Se tarkoittaa energian vapautumista molekyylin muodostamiseksi.

On olemassa seuraavat molekyylinmuodostustavat:

1. Substraattiluonteinen fosforylaatio. Perustuu aineiden energiaan hapettumisen seurauksena. Vallitseva osa molekyylistä muodostuu kalvojen mitokondrioissa. Se suoritetaan ilman kalvoentsyymien osallistumista. Se tapahtuu sytoplasmisessa osassa glykolyysin kautta. Mahdollisuus muodostua fosfaattiryhmän kuljettamisesta muista korkeaenergisista yhdisteistä on sallittu.
2. Oksidatiivisen luonteen fosforylaatio. Syntyy oksidatiivisen reaktion seurauksena.
3. Fotofosforylaatio kasveissa fotosynteesin aikana.

Merkitys

Molekyylin perustavanlaatuinen merkitys keholle paljastuu ATP:n toiminnan kautta.

ATP-toiminnallisuus sisältää seuraavat luokat:

1. Energiaa. Tarjoaa keholle energiaa, on fysiologisten biokemiallisten prosessien ja reaktioiden energiaperusta. Syntyy 2 korkean energian sidoksen vuoksi. Se tarkoittaa lihasten supistumista, kalvonläpäisevän potentiaalin muodostumista, molekyylikuljetuksen tarjoamista kalvojen läpi.
2. synteesin perusta. Sitä pidetään lähtöaineena myöhempään nukleiinihappojen muodostukseen.
3. Sääntely. Useimpien biokemiallisten prosessien säätelyn taustalla. Tarjoaa kuuluvan entsymaattisen sarjan allosteeriseen efektoriin. Se vaikuttaa säätelykeskusten toimintaan vahvistamalla tai tukahduttamalla niitä.
4. Välittäjä. Sitä pidetään toissijaisena linkkinä hormonaalisen signaalin välittämisessä soluun. Se on syklisen ADP:n muodostumisen edeltäjä.
5. välittäjänä. Se on signalointiaine synapseissa ja muissa soluvuorovaikutuksissa. Tarjoaa purinergisen signaalin.

Edellä mainituista kohdista hallitseva paikka on annettu ATP:n energiafunktiolle.

On tärkeää ymmärtää, riippumatta siitä, mitä toimintoa ATP suorittaa, sen arvo on universaali.

Hyödyllinen video

Yhteenvetona

Fysiologisten ja biokemiallisten prosessien perusta on ATP-molekyylin olemassaolo. Liitäntöjen päätehtävä on energian saanti. Ilman yhteyttä sekä kasvien että eläinten elintärkeä toiminta on mahdotonta.

Yhteydessä

ATP tai adenosiinitrifosforihappo kokonaisuudessaan on energian "akkuja" kehon soluissa. Ei bioa kemiallinen reaktio ei mene läpi ilman ATP:n osallistumista. ATP-molekyylejä löytyy DNA:sta ja RNA:sta.

ATP:n koostumus

ATP-molekyylissä on kolme komponenttia: kolme fosforihappotähdettä, adeniini ja riboosi. Toisin sanoen ATP:llä on nukleotidirakenne ja se viittaa nukleiinihappoihin. Riboosi on hiilihydraatti ja adeniini on typpipitoinen emäs. Hapon jäännökset yhdistävät keskenään epästabiilit energiasidokset. Energiaa ilmaantuu, kun happomolekyylit hajoavat. Erottaminen tapahtuu biokatalyyttien vaikutuksesta. Irrotuksen jälkeen ATP-molekyyli muuttuu jo ADP:ksi (jos yksi molekyyli on katkaistu) tai AMP:ksi (jos kaksi happomolekyyliä on irrotettu). Yhden fosforihappomolekyylin erotuksella vapautuu 40 kJ energiaa.

Rooli kehossa

ATP:llä ei ole vain energiarooli kehossa, vaan myös useita muita:

• on nukleiinihappojen synteesin tulos.
• monien biokemiallisten prosessien säätely.
• signaloiva aine muissa soluvuorovaikutuksissa.

ATP-synteesi

ATP:n tuotanto tapahtuu kloroplasteissa ja mitokondrioissa. Tärkein prosessi ATP-molekyylien synteesissä on dissimilaatio. Dissimilaatio on kompleksin tuhoamista yksinkertaisempaan.

ATP:n synteesi ei tapahdu yhdessä vaiheessa, vaan kolmessa vaiheessa:

1. Ensimmäinen vaihe on valmistelu. Ruoansulatuksessa olevien entsyymien vaikutuksesta tapahtuu sen, mitä olemme imeneet, hajoaminen. Tällöin rasvat hajoavat glyseroliksi ja rasvahapoiksi, proteiinit aminohapoiksi ja tärkkelys glukoosiksi. Eli kaikki on valmis myöhempää käyttöä varten. Lämpöenergiaa vapautuu
2. Toinen vaihe on glykolyysi (anoksinen). Hajoaminen tapahtuu uudelleen, mutta täällä myös glukoosi hajoaa. Myös entsyymit ovat mukana. Mutta 40 % energiasta jää ATP:hen, ja loput kuluu lämpönä.
3. Kolmas vaihe on hydrolyysi (happi). Sitä esiintyy jo itse mitokondrioissa. Täällä sekä hengittämämme happi että entsyymit osallistuvat. Täydellisen dissimilaation jälkeen vapautuu energiaa ATP:n muodostumista varten.

Tärkein aine elävien organismien soluissa on adenosiinitrifosfaatti tai adenosiinitrifosfaatti. Jos syötämme tämän nimen lyhenteen, saamme ATP (eng. ATP). Tämä aine kuuluu nukleosiditrifosfaattien ryhmään ja sillä on johtava rooli elävien solujen aineenvaihduntaprosesseissa, koska se on niille välttämätön energianlähde.

Yhteydessä

ATP:n löytäjät olivat Harvardin trooppisen lääketieteen koulun biokemistit - Yellapragada Subbarao, Karl Loman ja Cyrus Fiske. Löytö tapahtui vuonna 1929, ja siitä tuli merkittävä virstanpylväs elävien järjestelmien biologiassa. Myöhemmin, vuonna 1941, saksalainen biokemisti Fritz Lipmann havaitsi, että soluissa oleva ATP on tärkein energian kantaja.

ATP:n rakenne

Tällä molekyylillä on systemaattinen nimi, joka kirjoitetaan seuraavasti: 9-β-D-ribofuranosyyliadeniini-5'-trifosfaatti tai 9-β-D-ribofuranosyyli-6-amino-puriini-5'-trifosfaatti. Mitä yhdisteitä on ATP:ssä? Kemiallisesti se on adenosiinin trifosfaattiesteri - adeniinin ja riboosin johdannainen. Tämä aine muodostuu yhdistämällä adeniini, joka on puriinityppipitoinen emäs, riboosin 1'-hiileen käyttämällä β-N-glykosidisidosta. Fosforihapon α-, β- ja y-molekyylit kiinnittyvät sitten peräkkäin riboosin 5'-hiileen.

Siten ATP-molekyyli sisältää yhdisteitä, kuten adeniinia, riboosia ja kolmea fosforihappotähdettä. ATP on erityinen yhdiste, joka sisältää sidoksia, jotka vapauttavat suuren määrän energiaa. Tällaisia ​​sidoksia ja aineita kutsutaan makroergisiksi. Näiden ATP-molekyylin sidosten hydrolyysin aikana vapautuu 40 - 60 kJ / mol energiaa, kun taas tähän prosessiin liittyy yksi tai kaksi fosforihappojäännöstä.

Näin nämä kemialliset reaktiot on kirjoitettu:

• 1). ATP + vesi → ADP + fosforihappo + energia;
• 2). ADP + vesi → AMP + fosforihappo + energia.

Näissä reaktioissa vapautuva energia käytetään muihin biokemiallisiin prosesseihin, jotka vaativat tiettyjä energiapanoksia.

ATP:n rooli elävässä organismissa. Sen toiminnot

Mikä on ATP:n tehtävä? Ensinnäkin energiaa. Kuten edellä mainittiin, adenosiinitrifosfaatin päärooli on elävän organismin biokemiallisten prosessien energiahuolto. Tämä rooli johtuu siitä, että kahden korkeaenergisen sidoksen läsnäolon ansiosta ATP toimii energialähteenä monille fysiologisille ja biokemiallisille prosesseille, jotka vaativat suuria energiakustannuksia. Tällaiset prosessit ovat kaikki monimutkaisten aineiden synteesin reaktioita kehossa. Tämä on ennen kaikkea molekyylien aktiivista siirtoa solukalvojen läpi, mukaan lukien osallistuminen kalvojen välisen sähköpotentiaalin luomiseen ja lihasten supistumisen toteuttamiseen.

Yllämainittujen lisäksi luetellaan muutamia muita, yhtä tärkeitä ATP:n toimintoja, kuten:

Miten ATP muodostuu elimistössä?

Adenosiinitrifosforihapon synteesi on käynnissä, koska keho tarvitsee aina energiaa normaaliin elämään. Kullekin hetkellä tätä ainetta on hyvin vähän - noin 250 grammaa, mikä on "hätävaraus" "sadepäivälle". Sairauden aikana tämän hapon synteesi tapahtuu intensiivisesti, koska immuuni- ja eritysjärjestelmien sekä kehon lämmönsäätelyjärjestelmän työhön tarvitaan paljon energiaa. tehokas taistelu sairauden alkaessa.

Missä solussa on eniten ATP:tä? Nämä ovat lihas- ja hermokudosten soluja, koska energianvaihtoprosessit ovat niissä voimakkaimpia. Ja tämä on ilmeistä, koska lihakset ovat mukana liikkeessä, joka vaatii supistumista. lihaskuituja, ja neuronit välittävät sähköimpulsseja, joita ilman kaikkien kehon järjestelmien toiminta on mahdotonta. Siksi on niin tärkeää, että solu ylläpitää jatkuvaa ja korkeaa adenosiinitrifosfaattitasoa.

Kuinkaä voi muodostua kehossa? Ne muodostuvat ns ADP:n (adenosiinidifosfaatin) fosforylaatio. Tämä kemiallinen reaktio näyttää tältä:

ADP + fosforihappo + energia → ATP + vesi.

ADP:n fosforylaatio tapahtuu tällaisten katalyyttien, kuten entsyymien ja valon, osallistuessa, ja se suoritetaan yhdellä kolmesta tavasta:

Sekä oksidatiivinen että substraattifosforylaatio käyttävät sellaisen synteesin aikana hapettuneiden aineiden energiaa.

Johtopäätös

Adenosiinitrifosforihappo on elimistössä eniten päivittyvä aine. Kuinka kauan adenosiinitrifosfaattimolekyyli elää keskimäärin? Esimerkiksi ihmiskehossa sen elinikä on alle minuutti, joten yksi molekyyli tällaista ainetta syntyy ja hajoaa jopa 3000 kertaa päivässä. Hämmästyttävää kyllä, päivän aikana ihmiskeho syntetisoi noin 40 kg tätä ainetta! Niin suuri tarve tälle on kotimainen energia" meille!

Koko ATP:n synteesisykli ja jatkokäyttö energiapolttoaineena aineenvaihduntaprosesseihin elävän olennon organismissa on tämän organismin energia-aineenvaihdunnan ydin. Siten adenosiinitrifosfaatti on eräänlainen "akku", joka varmistaa elävän organismin kaikkien solujen normaalin toiminnan.

Biologiassa ATP on energian lähde ja elämän perusta. ATP - adenosiinitrifosfaatti - osallistuu aineenvaihduntaprosesseihin ja säätelee kehon biokemiallisia reaktioita.

Mikä tämä on?

Kemia auttaa ymmärtämään, mitä ATP on. ATP-molekyylin kemiallinen kaava on C10H16N5O13P3. Koko nimen muistaminen on helppoa, jos jaat sen osiin. Adenosiinitrifosfaatti tai adenosiinitrifosforihappo on nukleotidi, joka koostuu kolmesta osasta:

• adeniini - puriinityppipitoinen emäs;
• riboosi - pentooseihin liittyvä monosakkaridi;
• kolme jäännöstä fosforihappoa.

Riisi. 1. ATP-molekyylin rakenne.

Tarkempi ATP:n erittely on esitetty taulukossa.

Harvardin biokemistit Subbarao, Loman ja Fiske löysivät ensimmäisen ATP:n vuonna 1929. Vuonna 1941 saksalainen biokemisti Fritz Lipmann totesi, että ATP on elävän organismin energialähde.

Energian tuotanto

Fosfaattiryhmät ovat yhteydessä toisiinsa korkeaenergisilla sidoksilla, jotka tuhoutuvat helposti. Hydrolyysin aikana (vuorovaikutus veden kanssa) fosfaattiryhmän sidokset hajoavat vapauttaen suuren määrän energiaa ja ATP muuttuu ADP:ksi (adenosiinidifosforihapoksi).

Perinteisesti kemiallinen reaktio näyttää tältä:

TOP 4 artikkeliajotka lukevat tämän mukana

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energia

Riisi. 2. ATP:n hydrolyysi.

Osa vapautuneesta energiasta (noin 40 kJ / mol) osallistuu anaboliaan (assimilaatio, plastinen aineenvaihdunta), osa hajoaa lämmön muodossa kehon lämpötilan ylläpitämiseksi. ADP:n edelleen hydrolyysin myötä toinen fosfaattiryhmä lohkeaa pois energian vapautuessa ja AMP:n (adenosiinimonofosfaatin) muodostuessa. AMP ei hydrolyysi.

ATP-synteesi

ATP sijaitsee sytoplasmassa, tumassa, kloroplasteissa ja mitokondrioissa. ATP-synteesi eläinsolussa tapahtuu mitokondrioissa ja kasvisoluissa - mitokondrioissa ja kloroplasteissa.

ATP muodostuu ADP:stä ja fosfaatista kuluttamalla energiaa. Tätä prosessia kutsutaan fosforylaatioksi:

ADP + H3PO4 + energia → ATP + H2O

Riisi. 3. ATP:n muodostuminen ADP:stä.

SISÄÄN kasvisolut Fosforylaatio tapahtuu fotosynteesin aikana ja sitä kutsutaan fotofosforylaatioksi. Eläimillä prosessi tapahtuu hengityksen aikana, ja sitä kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi.

Eläinsoluissa ATP-synteesi tapahtuu kataboliaprosessissa (dissimilaatio, energia-aineenvaihdunta) proteiinien, rasvojen, hiilihydraattien hajoamisen aikana.

Toiminnot

ATP:n määritelmästä on selvää, että tämä molekyyli pystyy tuottamaan energiaa. Energian lisäksi adenosiinitrifosforihappo toimii muut ominaisuudet:

• on materiaali nukleiinihappojen synteesiä varten;
• on osa entsyymejä ja säätelee kemiallisia prosesseja nopeuttaen tai hidastaen niiden kulkua;
• on välittäjä - lähettää signaalin synapseihin (kahden solukalvon kosketuspisteisiin).

Mitä olemme oppineet?

10. luokan biologian tunnilta opimme ATP:n - adenosiinitrifosforihapon - rakenteesta ja toiminnoista. ATP koostuu adeniinista, riboosista ja kolmesta fosforihappotähteestä. Hydrolyysin aikana fosfaattisidokset tuhoutuvat, mikä vapauttaa organismien elämään tarvittavaa energiaa.

Aihekilpailu

Raportin arviointi

Keskiarvoluokitus: 4.6. Saatujen arvioiden kokonaismäärä: 621.