Δομή ΑΤΡ και βιολογικό ρόλο. λειτουργίες ATP

Κάθε κύτταρο στο σώμα μας λαμβάνουν χώρα τα εκατομμύρια των βιοχημικών αντιδράσεων. Είναι καταλύεται από μια ποικιλία των ενζύμων, τα οποία συχνά απαιτούν ενέργεια. Πού είναι το κύτταρο που χρειάζεται; Αυτή η ερώτηση μπορεί να απαντηθεί με την εξέταση της δομής των μορίων του ATP - μια σημαντική πηγή ενέργειας.

ATP - η καθολική πηγή ενέργειας

ATP σημαίνει αδενοσίνη, ή τριφωσφορική αδενοσίνη. Η ουσία είναι μία από τις δύο πιο σημαντικές πηγές ενέργειας σε κάθε κύτταρο. Η δομή και βιολογικός ρόλος του ΑΤΡ είναι στενά συνδεδεμένες. Οι περισσότεροι βιοχημικές αντιδράσεις μπορούν να λάβουν χώρα μόνο με τη συμμετοχή των μορίων της ουσίας, ιδιαίτερα σε πλαστικά μεταβολισμό. Ωστόσο, ΑΤΡ σπάνια εμπλέκεται άμεσα στην αντίδραση για την εμφάνιση οποιασδήποτε διαδικασίας απαιτεί ενέργεια, είναι εγκλεισμένο στα χημικοί δεσμοί της ΑΤΡ.

Η δομή των μορίων της ουσίας, έτσι ώστε η προκύπτουσα σύνδεση μεταξύ των φωσφορικών ομάδων φέρουν ένα τεράστιο ποσό ενέργειας. Έτσι, τέτοια επικοινωνία ονομάζεται επίσης υψηλής ενέργειας ή makroenergeticheskimi (μακρο = πολλές μεγάλου αριθμού). ενεργειακούς δεσμούς Όρος για πρώτη φορά εισήγαγε ένα επιστήμονα F. Lipman, και προτείνεται να χρησιμοποιήσετε για να ορίσει εικονίδιο ̴.

Είναι πολύ σημαντικό για το κύτταρο να διατηρήσει ένα σταθερό επίπεδο της ΑΤΡ. Αυτό είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό των μυϊκών κυττάρων και των νευρικών ινών, επειδή είναι η πιο ασταθής και να εκπληρώσει τις λειτουργίες της απαιτούν μια υψηλή περιεκτικότητα της τριφωσφορικής αδενοσίνης.

Η δομή των μορίων ΑΤΡ

ΑΤΡ αποτελείται από τρία στοιχεία: ριβόζη και υπολείμματα αδενίνης φωσφορικού οξέος.

Ριβόζη - υδατάνθρακες, η οποία αναφέρεται σε μία πεντόζη ομάδα. Αυτό σημαίνει ότι η σύνθεση των ατόμων ριβόζης 5 άνθρακα τα οποία περιλαμβάνονται στον κύκλο. Ριβόζη συνδέεται με αδενίνη β-Ν-γλυκοσιδικό δεσμό με το πρώτο άτομο άνθρακα. Επίσης ενώνονται στα πεντόζης υπολείμματα του φωσφορικού οξέος στο 5ο άτομο άνθρακα.

Η αδενίνη - μια αζωτούχο βάση. Ανάλογα με το είδος των βασικών αζώτου που προσαρτάται στην ριβόζη, όπως απομονωμένες GTP (τριφωσφορική γουανοσίνη), ΤΤΡ (θυμιδίνη), CTP (τριφωσφορική κυτιδίνη) και UTP (τριφωσφορική ουριδίνη). Όλες αυτές οι ουσίες είναι παρόμοιες σε δομή με την τριφωσφορική αδενοσίνη και να εκτελέσει περίπου την ίδια λειτουργία, αλλά βρίσκονται στο κύτταρο είναι πολύ λιγότερο κοινά.

Υπολείμματα του φωσφορικού οξέος. Για τη μεγιστοποίηση ριβόζη μπορεί να προσχωρήσει τρία υπολείμματα του φωσφορικού οξέος. Εάν δύο από αυτούς ή μόνο μία, αντίστοιχα, μια ουσία που ονομάζεται ADP (διφωσφορική) και ΑΜΡ (μονοφωσφορική). Συνάγεται το συμπέρασμα μεταξύ των καταλοίπων φωσφόρου σύνδεση makroenergeticheskie, η οποία απελευθερώνεται κατά την ρήξη από 40 έως 60 kJ ενέργειας. Εάν οι δύο δεσμοί είναι σπασμένα, ανέρχεται 80, τουλάχιστον - 120 kJ ενέργειας. Σε επικοινωνία διάλειμμα μεταξύ της χαρακτηριστικής ομάδας ριβόζης και του φωσφόρου απελευθερώνεται μόνο 13,8 kJ, έτσι ώστε μόνο δύο τριφωσφορική μόριο macroergic σύνδεσης (Ρ ̴ ̴ F P), και στο μόριο της ADP - όνη (P ̴ Ρ).

Εδώ είναι ποια είναι τα χαρακτηριστικά της δομής ΑΤΡ. Λόγω του γεγονότος ότι μεταξύ των υπολειμμάτων φωσφορικού οξέος που σχηματίζεται δομή makroenergeticheskaya δεσμού και των λειτουργιών ΑΤΡ συνδέεται.

Η δομή και βιολογικός ρόλος των μορίων ΑΤΡ. Επιπλέον χαρακτηριστικά της τριφωσφορική αδενοσίνη

Εκτός από την ενέργεια, ΑΤΡ μπορεί να εκτελέσει πολλές άλλες λειτουργίες του κυττάρου. Μαζί με άλλες τριφωσφορική τριφωσφορικό νουκλεοτίδιο που εμπλέκονται στην κατασκευή του νουκλεϊνικού οξέος. Σε αυτήν την περίπτωση, ΑΤΡ, GTP, ΤΤΡ, CTP και UTP είναι πάροχοι των αζωτούχες βάσεις. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται στις διαδικασίες της αντιγραφής του DNA και η μεταγραφή.

ΑΤΡ είναι επίσης απαραίτητο για τα κανάλια ιόντων. Για παράδειγμα, Na-K διαύλου αντλίες νατρίου 3 μόρια από κύτταρα και να αντλεί καλίου 2 μορίου σε ένα κύτταρο. Αυτό το ρεύμα ιόντων είναι απαραίτητη για να διατηρηθεί το θετικό φορτίο επί της εξωτερικής επιφάνειας της μεμβράνης, και μόνο χρησιμοποιώντας το κανάλι ΑΤΡ μπορεί να λειτουργήσει σωστά. Το ίδιο ισχύει για τις πρωτονίου και ασβεστίου κανάλια.

ΑΤΡ είναι ένας πρόδρομος του δευτερογενούς αγγελιοφόρων cAMP (κυκλική μονοφωσφορική αδενοσίνη) - cAMP μεταδίδει όχι μόνο ένα σήμα που λαμβάνεται υποδοχείς κυτταρικής μεμβράνης, αλλά επίσης είναι ένα αλλοστερικό τελεστή. Αλλοστερικούς τελεστές - είναι ουσίες που επιταχύνουν ή να επιβραδύνει τις ενζυματικές αντιδράσεις. Έτσι, κυκλική αδενοσίνη αναστέλλει το ένζυμο που καταλύει τη διάσπαση της λακτόζης στα κύτταρα ενός βακτηριδίου.

ίδιο μόριο ΑΤΡ μπορεί επίσης να είναι ένα αλλοστερικό τελεστή. Επιπλέον, σε τέτοιες μεθόδους ανταγωνιστή ΑΤΡ ADP δρά ως εάν τριφωσφορική επιταχύνει την αντίδραση, στη συνέχεια, αναστέλλει διφωσφορικό, και αντιστρόφως. Αυτές είναι οι λειτουργίες και τη δομή της ΑΤΡ.

Καθώς σχηματίζεται το ΑΤΡ στο κύτταρο

Λειτουργία και δομή του ΑΤΡ είναι τέτοιες ώστε τα μόρια της ουσίας που χρησιμοποιείται γρήγορα και καταστρέφονται. Ως εκ τούτου η σύνθεση τριφωσφορικής - είναι μια σημαντική διαδικασία του σχηματισμού ενέργειας στο κύτταρο.

Υπάρχουν τρεις σημαντικότερες μέθοδος για τη σύνθεση της τριφωσφορικής αδενοσίνης:

1. Η φωσφορυλίωση του υποστρώματος.

2. Οξειδωτική φωσφορυλίωση.

3. φωσφορυλίωση.

φωσφορυλίωσης του υποστρώματος βασίζεται σε πολλαπλές αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Αυτές οι αντιδράσεις ονομάζονται γλυκόλυση - αναερόβια στάδιο της αερόβιας αναπνοής. Ως αποτέλεσμα, ένας κύκλος της γλυκόλυσης από 1 μόριο γλυκόζης συντίθεται από δύο μόρια πυρουβικού οξέος χρησιμοποιούνται περαιτέρω για την παραγωγή ενέργειας, και επίσης δύο συντίθενται ΑΤΡ.

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

Οξειδωτική φωσφορυλίωση. κυτταρική αναπνοή

Οξειδωτική φωσφορυλίωση - είναι ο σχηματισμός της ΑΤΡ με μεταφορά ηλεκτρονίων στην αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων της μεμβράνης. Ως αποτέλεσμα της εν λόγω μεταβίβασης της βαθμίδωσης πρωτονίων σχηματίζεται στη μια πλευρά της μεμβράνης και χρησιμοποιώντας ένα σύνολο πρωτεΐνης συνθάσης αναπόσπαστο ΑΤΡ είναι χτίσει μόρια. Η διαδικασία λαμβάνει χώρα στη μιτοχονδριακή μεμβράνη.

Η αλληλουχία των σταδίων της γλυκολύσεως και οξειδωτικής φωσφορυλίωσης στα μιτοχόνδρια είναι η γενική διαδικασία που ονομάζεται αναπνοή. Μετά τον πλήρη κύκλο από 1 μόριο της γλυκόζης στο κύτταρο 36 σχηματίζεται από ΑΤΡ μορίων.

φωτοφωσφορυλίωση

διαδικασία φωσφορυλίωσης - αυτό είναι το ίδιο οξειδωτική φωσφορυλίωση με μία μόνο διαφορά: οι αντιδράσεις φωσφορυλίωσης συμβαίνουν σε χλωροπλάστες κύτταρα υπό την επίδραση του φωτός. ΑΤΡ παράγεται κατά τη φωτοσύνθεση στάδιο φως - τη βασική διαδικασία της απόκτησης ενέργειας από πράσινα φυτά, φύκια και ορισμένα βακτήρια.

Κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης για τις ίδιες μεταφοράς ηλεκτρονίων ηλεκτρόνια αλυσίδα διόδου, που οδηγεί σε μία κλίση πρωτονίων. Η συγκέντρωση των πρωτονίων στη μία πλευρά της μεμβράνης είναι μια πηγή της σύνθεσης ΑΤΡ. Συναρμολόγηση μορίων που φέρονται από το ένζυμο συνθάση ΑΤΡ.

Ενδιαφέρουσες πληροφορίες για το ATP

- Το μέσο κύτταρο περιέχει 0,04% της συνολικής μάζας της τριφωσφορικής αδενοσίνης. Ωστόσο, το πιο σημαντικό παρατηρείται σε μυϊκά κύτταρα: 0,2-0,5%.

- Στο κύτταρο, περίπου 1 δισεκατομμύριο μόρια ΑΤΡ.

- Κάθε μόριο δεν ζει περισσότερο από 1 λεπτό.

- Ένα μόριο ΑΤΡ ενημερώνεται καθημερινά 2000-3000 φορές.

- Εν ολίγοις, ανά ημέρα του ανθρώπινου σώματος συνθέτει 40kg τριφωσφορικής αδενοσίνης, και σε κάθε στιγμή το απόθεμα της ΑΤΡ είναι 250 g

συμπέρασμα

δομή ΑΤΡ και βιολογικού ρόλου των μορίων του είναι στενά συνδεδεμένες. Η ουσία παίζει βασικό ρόλο στις διαδικασίες της ζωής, επειδή στην ενέργεια δεσμού μεταξύ των υπολειμμάτων φωσφορικού περιέχουν ένα τεράστιο ποσό ενέργειας. ATP επιτελεί πολλές λειτουργίες στο κύτταρο, και ως εκ τούτου είναι σημαντικό να διατηρηθεί μια σταθερή συγκέντρωση της ουσίας. Ανάλυση και σύνθεση πρόκειται σε υψηλή ταχύτητα, δηλ. Να. Οι ενεργειακές σχέσεις που χρησιμοποιούνται συνεχώς σε βιοχημικές αντιδράσεις. Είναι ένα απαραίτητο συστατικό οποιουδήποτε κυττάρου στο σώμα. Εδώ, ίσως, το μόνο που μπορεί να ειπωθεί για το ποια είναι η δομή είναι ΑΤΡ.