ATP struktuur ja bioloogiline roll. ATP ülesanded

Iga raku meie kehas toimuvad miljoneid biokeemilisi reaktsioone. Nad katalüüsib erinevaid ensüüme, mis sageli nõuavad energiat. Kus on raku kulub? See küsimus saab vastuse arvestades struktuuri ATP molekule - suur energiaallikas.

ATP - universaalne energiaallikas

ATP tähistab adenosiini või adenosiintrifosfaat. Aine on üks kahest kõige olulisem energiaallikate igas rakus. Struktuur ja bioloogiline roll ATP on tihedalt seotud. Enamik biokeemilisi reaktsioone saab toimuda ainult osalemise molekulid aine, eriti plastist ainevahetust. Kuid ATP harva otseselt seotud reaktsiooni esinemist mis tahes nõuab energiat, see on kapslis keemilised sidemed ATP.

Struktuuri molekulid aine nii, et saadud seost fosfaatrühmi kandma tohutul hulgal energiat. Seega võib selline side nimetatakse ka suure energiaga või makroenergeticheskimi (makro = paljude suur hulk). Term energia võlakirjad esmakordselt kasutusele teadlane F. Lipman, ja see on soovitatav kasutada määrata neile ̴ ikooni.

On väga oluline, et raku säilitada ühtlane ATP. See on eriti iseloomulik lihasrakkudes ja närvikiude, sest nad on kõige stabiilsem ja oma ülesannete täitmiseks vajavad rohkesti adenosiintrifosfaadi.

Struktuuri ATP molekule

ATP koosneb kolmest osast: riboos ja adeniinijääkide fosforhappe.

Riboos - süsivesikud, mis viitab pentoos rühma. See tähendab, et kompositsioon riboosi 5 süsiniku aatomit, mis on kantud tsükkel. Riboos on ühendatud adeniin β-N-glükosiidsidemega esimesele süsinikuaatom. Samuti ühendatakse pentose jääkide fosforhappe hetkel 5. süsiniku aatom.

Adeniin - lämmastikalusel. Sõltuvalt sellest, millist aluselise lämmastiku külge riboos, isoleeritud GTP (guanosiintrifosfaadiga), TTP (tümidiin), CTP (tsütidiintrifosfaadiga) ja UTP (uridiintrifosfaadiga). Kõik need ained on ülesehituselt sarnane adenosiintrifosfaat ja täidab ligikaudu sama funktsiooni, kuid nad esinevad rakus on palju harvemini.

Jäägid fosforhappe. Maksimeerida riboos võib liituda kolm jääki fosforhappe. Kui kaks neist või ainult üks vastavalt ainet nimega ADP (difosfaatglükuronosüültransferaasi) ja AMP (monofosfaat). Järeldati vahel fosfori jääkide makroenergeticheskie ühendus, mis vabaneb rebend 40-60 kJ energiat. Kui kaks sidet lõhkumist, seisab 80, vähemalt - 120 kJ energiat. Katkemiseni suhtlemine riboosifragmendi ja fosfori vabaneb ainult 13,8 kJ, seega ainult kaks trifosfaat molekuli macroergic ühendust (P ̴ ̴ F P) ja molekulis ADP - oon (P ̴ P).

Siin on, mida on omadused ATP struktuur. Tulenevalt asjaolust, et vahel fosforhappe jääke makroenergeticheskaya sideme struktuuri ja ATP seotud funktsioonide täitmise.

Struktuuri ja bioloogiline roll ATP molekule. Lisavõimalusi adenosiintrifosfaat

Pealegi energia, ATP saab teha palju muid funktsioone rakus. Koos teiste nukleotiidide trifosfaat trifosfaat kaasatud ehitamiseks nukleiinhape. Sel juhul ATP, GTP, TTP, CTP ja UTP on pakkujate lämmastikalused. Seda omadust kasutatakse protsesside DNA replikatsiooni ja transkriptsiooni.

ATP on vajalik ka ioonkanalid. Näiteks Na-K kanali pumbad naatrium 3 molekulide rakkudesse ja pumbata kaalium-2 molekuli sisestamist rakku. See ioonvoolust on vaja säilitada positiivne laeng välispinnal membraani ja ainult kasutades ATP kanalit toimida. Sama kehtib ka prootoni ja kaltsiumikanaleid.

ATP on eelkäija teisese kullerid cAMP (tsükliline adenosiinmonofosfaat) - cAMP mitte ainult edastab signaali saadakse rakumembraani retseptoritele, vaid ka on allosteerilised efektori. Allosteerilised efektoritele - ained, mis kiirendavad või aeglustavad ensüümreaktsioonide. Seega tsüklilised pärsib adenosiin ensüüm, mis katalüüsib lõhustamisel laktoosi rakkudesse bakter.

ATP molekuli ise võib olla ka allosteerilised efektori. Lisaks on nendes protsessides antagonist ATP ADP toimib kui trifosfaat kiirendab reaktsiooni, siis pärsib difosfaat, ja vastupidi. Need on funktsioonid ja struktuur ATP.

Kuna ATP moodustub raku

Funktsiooni ja struktuuri ATP on sellised, et molekulid aine kasutatakse kiiresti ja hävitatakse. Seetõttu trifosfaat sünteesi - on oluline protsess energia teket rakus.

On kolm kõige olulisemat sünteesimise meetodit adenosiintrifosfaadi:

1. substraati fosforüülimine.

2. oksüdatiivse fosforüülimise.

3. fosforüülimise.

Põhimik fosforüülimise põhineb palju reaktsioone rakus esineva tsütoplasmas. Need reaktsioonid on kutsutud glükolüüsi - anaeroobne etapi aeroobse hingamise. Selle tulemusena üks tsükkel glükolüüsi 1 glükoosi molekuli sünteesitakse kaks molekuli püroviinamarihapet täiendavalt kasutada energia tootmiseks, aga ka kahe sünteesida ATP.

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

Oksüdatiivse fosforüülimise. raku hingamist

Oksüdatiivse fosforüülimise - on moodustamine ATP siirdamise teel elektronid elektroni transpordi ahelale membraani. Selle tulemusena ülekandmisega prootoni gradient on moodustatud ühel pool membraani ja kasutades selleks valgu lahutamatuks ATP süntaasi on ehitada molekulidega. Protsess toimub mitokondrite membraani.

Sammude glükolüüsi ja oksüdatiivse fosforüülimise mitokondrites on üldine protsessi nimetatakse hingamine. Pärast kogu tsüklit 1 molekuli glükoosi rakus 36 on moodustatud ATP molekule.

photophosphorylation

Fosforüülimise protsessi - see on sama oksüdatiivse fosforüülimise ainult ühe erinevusega: fosforüülimise reaktsioonide korral kloroplastides rakud mõjul valgust. ATP toodetud fotosünteesi valgus staadiumis - põhiprotsess energia saamiseks rohelised taimed, vetikad ja mõned bakterid.

Protsessis fotosünteesi sama elektrone transpordiahelat pass elektronid, mille tulemuseks on prootoni gradienti. Kontsentratsioon prootonid ühel küljel membraan allikaks ATP sünteesi. Kokkupanek molekulid viiakse ensüümi ATP süntaasi.

Huvitavaid fakte ATP

- Keskmine rakk sisaldab 0,04% kogumassist adenosiintrifosfaat. Kuid kõige olulisem on täheldatud lihasrakkudes: 0,2-0,5%.

- Rakus ligikaudu 1 miljardi ATP molekule.

- Iga molekuli ei ela kauem kui 1 minut.

- Üks ATP molekuli uuendatakse iga päev 2000-3000 korda.

- Kokkuvõttes päevas inimkeha sünteesib 40kg adenosiintrifosfaat ja igal ajahetkel varude ATP 250 g

järeldus

ATP struktuur ja bioloogiline roll selle molekulid on omavahel tihedalt seotud. Aine mängib võtmerolli protsesside elu, sest energia vaheline side fosfaadijääkide sisaldavad tohutul hulgal energiat. ATP täidab paljusid funktsioone rakk, mistõttu on oluline, et säilitada pidev aine kontsentratsioon. Avarii- ja sünteesi lähevad suure kiirusega, st. Et. Energia suhted pidevalt kasutada biokeemilisi reaktsioone. See on asendamatu koostisosa tahes raku kehas. Siin ehk kõik, mis võib öelda, mida struktuur on ATP.