ATP struktuur en biologiese rol. ATP funksioneer

Elke sel in ons liggaam plaasvind miljoene biochemiese reaksies. Hulle word gekataliseer deur 'n verskeidenheid van ensieme, wat dikwels energie vereis. Waar is die sel wat dit neem? Hierdie vraag kan beantwoord word deur die oorweging van die struktuur van die molekule van ATP - 'n belangrike bron van energie.

ATP - die universele bron van energie

ATP staan vir adenosine, of adenosientrifosfaat. Die stof is een van die twee belangrikste bronne van energie in elke sel. Die struktuur en biologiese rol van ATP is nou verwant. Die meeste van biochemiese reaksies kan plaasvind slegs met die deelname van molekules van die stof, veral in plastiek metabolisme. Dit is egter ATP selde direk betrokke in die reaksie vir die voorkoms van enige proses vereis energie, dit is omhul in die chemiese bindings van ATP.

Die struktuur van die molekule van die stof so dat die gevolglike verband tussen die fosfaat groepe dra 'n groot hoeveelheid energie. So, is so 'n kommunikasie ook genoem 'n hoë-energie of makroenergeticheskimi (makro = baie groot aantal). Termyn energie effekte vir die eerste keer het 'n wetenskaplike F. Lipman, en dit is voorgestel om te gebruik ̴ ikoon om te wys.

Dit is baie belangrik vir die sel om 'n konstante vlak van ATP in stand te hou. Dit is veral kenmerkend van spierselle en senuweevesels, want hulle is die mees onstabiele en om te vervul sy funksies vereis 'n hoë inhoud van adenosientrifosfaat.

Die struktuur van molekules van ATP

ATP bestaan uit drie elemente: ribose en adenien oorblyfsels van fosforsuur.

Ribose - koolhidrate, wat verwys na 'n pentose groep. Dit beteken dat die samestelling van ribose 5 koolstofatome wat ingesluit is in die siklus. Ribose verbind met adenien β-N-glikosidiese binding aan die eerste koolstofatoom. Ook by tot die pentose oorblyfsels van fosforsuur by die 5de koolstofatoom.

Adenien - 'n stikstofbevattende basis. Afhangende van watter soort basiese stikstof aan die ribose, as geïsoleerde GTP (guanosien trifosfaat), TTP (thymidine), CTP (cytidine trifosfaat) en UTP (uridine trifosfaat). Al hierdie stowwe is soortgelyk in struktuur aan adenosientrifosfaat en uit te voer ongeveer dieselfde funksie, maar hulle is gevind in die sel is baie minder algemeen.

Reste van fosforsuur. Om te maksimeer ribose kan aansluit drie oorblyfsels van fosforsuur. As twee van hulle of net een, onderskeidelik, 'n stof genaamd ADP (diphosphate) en AMP (monofosfaat). Dit is die gevolgtrekking gekom tussen die fosfor reste makroenergeticheskie verband, wat vrygestel word op verbreking van 40-60 kJ energie. As die twee bindings gebreek, staan 80, ten minste - 120 kJ energie. Tydens pouse kommunikasie tussen die ribose moiety en fosfor is vrygestel net 13,8 kJ, so net twee trifosfaat molekule macroergic verband (P ̴ ̴ F P), en in die molekule van ADP - een (P ̴ P).

Hier is wat die eienskappe van ATP struktuur. As gevolg van die feit dat tussen die fosforsuur reste gevorm makroenergeticheskaya band struktuur en ATP funksies gekoppel.

Die struktuur en biologiese rol van ATP molekules. Bykomende funksies van adenosientrifosfaat

Behalwe energie, kan ATP baie ander funksies uit te voer in die sel. Saam met ander nukleotied trifosfaat trifosfaat betrokke by die konstruksie van nukleïensuur. In hierdie geval, ATP, GTP, TTP, CTP en UTP is verskaffers van stikstofbasisse. Hierdie eiendom word in die prosesse van DNA-replikasie en transkripsie.

ATP is ook nodig vir ioonkanale. Byvoorbeeld, Na-K kanaal pompe natrium 3 molekules van selle en te pomp kalium 2 molekule in 'n sel. Hierdie ioon stroom wat nodig is om die positiewe lading in stand te hou op die buitenste oppervlak van die membraan, en net die gebruik van ATP kanaal kan behoorlik te funksioneer. Dieselfde geld vir die proton en kalsiumkanale.

ATP is 'n voorloper van sekondêre boodskappers cAMP (sikliese adenosine monofosfaat) - cAMP nie net stuur 'n sein verkry selmembraan reseptore, maar ook 'n allosteriese effektor. Allosteriese effektore - is stowwe wat bespoedig of vertraag die ensiematiese reaksies. So, sikliese adenosine inhibeer die ensiem wat die cleavage van laktose kataliseer in die selle van 'n bakterie.

ATP molekule self ook 'n allosteriese effektor wees. Verder, in sulke prosesse antagonis ATP ADP optree asof trifosfaat die reaksie versnel, dan inhibeer diphosphate, en omgekeerd. Dit is die funksies en struktuur van ATP.

As die ATP gevorm in die sel

Funksie en struktuur van ATP is sodanig dat die molekules van die stof vinnig gebruik en is verbreek. Daarom trifosfaat sintese - is 'n belangrike proses van vorming energie in die sel.

Daar is drie belangrikste metode vir die sintese van adenosientrifosfaat:

1. Die substraat fosforilering.

2. Oksidatiewe fosforilering.

3. fosforilering.

Substraat fosforilering is gebaseer op verskeie reaksies wat in die sel sitoplasma. Hierdie reaksies word genoem glikolise - anaërobiese fase van aërobiese respirasie. As gevolg hiervan, is een siklus van glikolise vanaf 1 glukose molekuul gesintetiseer deur twee molekules van pirodruiwesuur word verder gebruik om energie te produseer, en ook twee gesintetiseer ATP.

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

Oksidatiewe fosforilering. selrespirasie

Oksidatiewe fosforilering - is die vorming van ATP deur oordrag van elektrone in die elektrontransportketting van die membraan. As gevolg van so 'n oordrag van proton gradiënt word gevorm aan die een kant van die membraan en die gebruik van 'n stel van proteïen integrale ATP sintase is bou molekules. Proses vind plaas by die membraan van die mitochondria.

Die volgorde van stappe van glikolise en oksidatiewe fosforilering in mitochondria is die algemene proses genaamd asemhaling. Na afloop van die volle siklus van 1 molekule glukose in die sel 36 word gevorm van ATP molekules.

fotofosforilering

Fosforilering proses - dit is dieselfde oksidatiewe fosforilering met net een verskil: die fosforilering reaksies plaasvind in chloroplaste selle onder die invloed van lig. ATP geproduseer tydens fotosintese lig stadium - die basiese proses van die verkryging van energie van groen plante, alge en 'n paar bakterieë.

In die proses van fotosintese vir dieselfde elektron-transport ketting pas elektrone, wat lei tot 'n proton gradiënt. Die konsentrasie van protone aan die een kant van die membraan is 'n bron van ATP-sintese. Samestelling molekules deur die ensiem ATP sintase gedra.

Interessante feite oor ATP

- Die gemiddelde sel bevat 0,04% van die totale massa van adenosientrifosfaat. Maar die belangrikste is waargeneem in spierselle: 0,2-0,5%.

- In die sel, oor 1000000000 molekules van ATP.

- Elke molekule nie meer as 1 minuut leef.

- Een ATP molekule word daagliks 2000-3000 keer opgedateer.

- In som, per dag van menslike liggaam synthesizes 40kg adenosientrifosfaat, en by elke keer is 250 ATP voorraad van

gevolgtrekking

ATP struktuur en biologiese rol van die molekule is nou verwant. Die stof speel 'n belangrike rol in die prosesse van die lewe, want in die energie band tussen die fosfaat reste bevat 'n groot hoeveelheid energie. Adenosine het baie funksies in die sel, en daarom is dit belangrik om 'n konstante konsentrasie van die stof in stand te hou. Uiteensetting en sintese gaan teen 'n hoë spoed, dws. Om. Die energie verhoudings is voortdurend gebruik in biochemiese reaksies. Dit is 'n onontbeerlike bestanddeel van enige sel in die liggaam. Hier, miskien, alles wat gesê kan word oor wat die struktuur is ATP.