Struktur ATP dan peranan biologi. fungsi ATP

Setiap sel dalam badan kita berlaku berjuta-juta tindak balas biokimia. Mereka dimangkinkan oleh pelbagai enzim, yang sering memerlukan tenaga. Di mana sel yang diperlukan? Soalan ini boleh dijawab dengan mempertimbangkan struktur molekul ATP - sumber utama tenaga.

ATP - sumber sejagat tenaga

ATP bermaksud trifosfat, atau adenosina trifosfat. Bahan ini adalah salah satu daripada dua sumber utama tenaga dalam setiap sel. Struktur dan peranan biologi ATP adalah berkait rapat. Kebanyakan tindak balas biokimia yang boleh berlaku hanya dengan penyertaan molekul bahan itu, terutama dalam metabolisme plastik. Walau bagaimanapun, ATP jarang terlibat secara langsung dalam tindak balas untuk berlakunya sebarang proses memerlukan tenaga, ia adalah bersalut dalam ikatan kimia ATP.

Struktur molekul bahan seperti bahawa sambungan yang terhasil antara kumpulan fosfat menanggung sejumlah besar tenaga. Oleh itu, komunikasi tersebut juga dikenali sebagai bertenaga tinggi atau makroenergeticheskimi (makro = banyak jumlah besar). bon tenaga jangka buat pertama kali diperkenalkan seorang saintis F. Lipman, dan ia adalah dicadangkan untuk digunakan untuk menetapkan mereka icon ̴.

Ia adalah sangat penting untuk sel untuk mengekalkan tahap yang tetap ATP. Ini adalah terutamanya ciri sel-sel otot dan serat saraf, kerana mereka adalah yang paling tidak menentu dan memenuhi fungsinya memerlukan kandungan yang tinggi adenosina trifosfat.

Struktur molekul ATP

ATP terdiri daripada tiga unsur: ribosa dan adenina sisa asid fosforik.

Ribose - karbohidrat, yang merujuk kepada sekumpulan pentosa. Ini bermakna bahawa komposisi atom ribose 5 karbon yang termasuk dalam kitaran. Ribose adalah berkaitan dengan adenina ikatan β-N-glycosidic kepada atom karbon yang pertama. Juga bergabung dengan sisa pentosa asid fosforik pada atom karbon ke-5.

Adenine - asas nitrogenous. Bergantung pada jenis nitrogen asas melekat ribose, seperti GTP terpencil (guanosine trifosfat), TTP (thymidine), CTP (cytidine trifosfat) dan UTP (uridine trifosfat). Semua bahan-bahan ini adalah sama dalam struktur kepada adenosina trifosfat dan melaksanakan anggaran fungsi yang sama, tetapi mereka berada di dalam sel adalah lebih kurang biasa.

Sisa-sisa asid fosforik. Untuk memaksimumkan ribose boleh menyertai tiga sisa asid fosforik. Jika dua daripada mereka atau hanya satu, masing-masing, bahan yang dipanggil ADP (difosfat) dan AMP (monophosphate). Ia dibuat di antara sisa-sisa fosforus sambungan makroenergeticheskie, yang dikeluarkan setelah pecah dari 40 hingga 60 kJ tenaga. Jika kedua-dua bon patah, berdiri 80, sekurang-kurangnya - 120 kJ tenaga. Pada komunikasi rehat antara moiety ribosa dan fosforus dilepaskan hanya 13.8 kJ, jadi hanya dua trifosfat molekul sambungan macroergic (P ̴ ̴ F P), dan dalam molekul ADP - satu (P ̴ P).

Berikut adalah apakah ciri-ciri struktur ATP. Kerana kenyataan bahawa antara sisa-sisa asid fosforik membentuk struktur makroenergeticheskaya bon dan fungsi ATP berkaitan.

Struktur dan peranan biologi molekul ATP. Ciri-ciri tambahan adenosina trifosfat

Selain daripada tenaga, ATP boleh melaksanakan banyak fungsi-fungsi lain dalam sel. Bersama-sama dengan lain-lain adenosina trifosfat nukleotida yang terlibat dalam pembinaan asid nukleik. Dalam kes ini, ATP, GTP, TTP, CTP dan UTP adalah pembekal pangkalan nitrogenous. Hartanah ini digunakan dalam proses replikasi DNA dan transkripsi.

ATP juga diperlukan untuk saluran ion. Sebagai contoh, Na-K saluran pam natrium 3 molekul dari sel-sel dan untuk mengepam kalium 2 molekul ke dalam sel. Ini semasa ion diperlukan untuk mengekalkan caj positif pada permukaan luar membran, dan hanya menggunakan saluran ATP boleh berfungsi dengan baik. Begitu juga dengan proton dan kalsium saluran.

ATP adalah pelopor dari Rasul-rasul menengah kem (cyclic adenosine monophosphate) - kem bukan sahaja menghantar isyarat diperolehi reseptor membran sel, tetapi juga merupakan effector allosteric. effectors allosteric - adalah bahan yang mempercepatkan atau melambatkan tindak balas enzim. Oleh itu, kitaran trifosfat menghalang enzim yang memangkinkan belahan laktosa ke dalam sel bakteria.

ATP molekul sendiri juga boleh menjadi effector allosteric. Selain itu, dalam proses seperti antagonis ATP ADP bertindak seolah-olah trifosfat mempercepatkan tindak balas, kemudian menghalang difosfat, dan begitu juga sebaliknya. Ini adalah fungsi dan struktur ATP.

Sebagai ATP terbentuk dalam sel

Fungsi dan struktur ATP adalah seperti yang molekul bahan digunakan dengan cepat dan dimusnahkan. Oleh itu trifosfat sintesis - adalah satu proses yang penting pembentukan tenaga dalam sel.

Terdapat tiga kaedah yang paling penting untuk sintesis adenosina trifosfat:

1. substrat phosphorylation.

2. oksidatif pemfosforilan.

3. phosphorylation.

Substrat pemfosforilan adalah berdasarkan pelbagai tindak balas yang berlaku dalam sitoplasma sel. tindak balas ini dipanggil glikolisis - peringkat anaerobik pernafasan aerobik. Hasilnya, satu kitaran glikolisis dari 1 molekul glukosa disintesiskan oleh dua molekul asid pyruvic yang seterusnya digunakan untuk menghasilkan tenaga, dan juga dua disintesis ATP.

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

pemfosforilan oksidatif. pernafasan sel

pemfosforilan oksidatif - ialah pembentukan ATP melalui pemindahan elektron dalam rantaian pengangkutan elektron membran. Akibat daripada apa-apa pemindahan proton kecerunan terbentuk di sebelah membran dan menggunakan satu set protein ATP penting synthase adalah membina molekul. Proses ini berlaku dalam membran mitokondria.

Urutan langkah-langkah glikolisis dan oksidatif pemfosforilan dalam mitokondria adalah proses agung yang dipanggil pernafasan. Selepas kitaran penuh dari 1 molekul glukosa dalam sel 36 terbentuk daripada molekul ATP.

pemfotofosforilan

proses pemfosforilan - ini adalah pemfosforilan oksidatif yang sama dengan hanya satu perbezaan: reaksi pemfosforilan berlaku dalam sel-sel kloroplas di bawah pengaruh cahaya. ATP dihasilkan pada peringkat cahaya fotosintesis - proses asas mendapatkan tenaga daripada tumbuh-tumbuhan hijau, alga dan bakteria.

Dalam proses fotosintesis untuk elektron-pengangkutan elektron pas rantaian sama, menyebabkan kecerunan proton. Kepekatan proton di sebelah membran adalah sumber ATP sintesis. Memasang molekul dibawa oleh synthase enzim ATP.

fakta menarik mengenai ATP

- Sel purata mengandungi 0.04% daripada jumlah jisim adenosina trifosfat. Walau bagaimanapun, yang paling penting diperhatikan dalam sel-sel otot: 0,2-0,5%.

- Dalam sel, kira-kira 1 bilion molekul ATP.

- Setiap molekul tidak hidup lebih daripada 1 minit.

- Satu ATP molekul ini dikemaskinikan setiap hari 2000-3000 kali.

- Kesimpulannya, sehari badan manusia mensintesis 40kg adenosina trifosfat, dan pada setiap masa stok ATP adalah 250 g

kesimpulan

struktur ATP dan peranan biologi molekul yang berkait rapat. Bahan ini memainkan peranan penting dalam proses kehidupan, kerana dalam bon tenaga antara sisa-sisa fosfat mengandungi sejumlah besar tenaga. ATP melaksanakan banyak fungsi dalam sel, dan oleh itu ia adalah penting untuk mengekalkan kepekatan berterusan bahan. Pecahan dan sintesis akan pada kelajuan yang tinggi, iaitu. Untuk. Hubungan tenaga sentiasa digunakan dalam tindak balas biokimia. Ia merupakan ramuan penting dalam mana-mana sel dalam badan. Di sini, mungkin, semua yang boleh dikatakan tentang apa struktur adalah ATP.