ساختار ATP و نقش بیولوژیکی. توابع ATP

هر سلول در بدن ما میلیونها محل واکنش های بیوشیمیایی. آنها توسط آنزیمهای متنوعی، که اغلب نیاز به انرژی کاتالیز می شود. سلول آن طول می کشد که در آن است؟ منبع اصلی انرژی - این سوال را می توان با توجه به ساختار مولکول ATP پاسخ.

ATP - منبع جهانی انرژی

ATP مخفف آدنوزین، یا آدنوزین تری فسفات. این ماده یکی از دو منبع مهم انرژی در هر سلول است. ساختار و نقش بیولوژیکی ATP نزدیکی با هم دارند. ترین واکنش های بیوشیمیایی می تواند تنها با مشارکت مولکول از ماده به خصوص در را، سوخت و ساز بدن های پلاستیکی. با این حال، ATP است که به ندرت به طور مستقیم در واکنش از وقوع هر گونه فرایند درگیر نیاز به انرژی، آن است که در روکشی پیوندهای شیمیایی از ATP است.

ساختار مولکول از ماده به طوری که اتصال و در نتیجه بین گروه های فسفات را تحمل مقدار زیادی از انرژی است. بنابراین، چنین ارتباطی نیز با انرژی بالا و یا makroenergeticheskimi (ماکرو = بسیاری از تعداد زیادی) نامیده می شود. اوراق قرضه انرژی مدت برای اولین بار معرفی یک دانشمند F. لیپمن، و آن پیشنهاد شده است به استفاده از آنها را به تعیین آیکون ̴.

این بسیار مهم است برای سلول به حفظ یک سطح ثابت ATP است. این امر به ویژه از ویژگی های سلول های عضلانی و رشته های عصبی، چرا که آنها بی ثبات ترین و وظایف خود نیاز به یک مقدار زیادی از آدنوزین تری فسفات.

ساختار مولکول ATP

ATP متشکل از سه عنصر: ریبوز و آدنین باقی مانده اسید فسفریک.

ریبوز - کربوهیدرات، که اشاره به یک گروه پنتوز. این به این معنی است که ترکیب اتم ریبوز 5 کربن که در چرخه گنجانده شده است. ریبوز است با باند β-N-گلیکوزیدی آدنین به اتم کربن برای اولین بار متصل شده است. همچنین به باقی مانده های پنتوز اسید فسفریک در اتم کربن 5 پیوست.

آدنین - یک پایه نیتروژنی. بسته به چه نوع نیتروژن پایه متصل به ریبوز، به عنوان GTP جدا شده (گوانوزین تری فسفات)، تحریک طالبان پاکستان (تیمیدین)، CTP (سیتیدین تری فسفات) و UTP (یوریدین تری فسفات). همه این مواد در ساختار به آدنوزین تری فسفات مشابه هستند و انجام حدود همان تابع، اما آنها در سلول پیدا شده است بسیار کمتر بود.

باقی مانده های اسید فسفریک. برای به حداکثر رساندن ریبوز ممکن است سه باقی مانده اسید فسفریک بپیوندید. اگر دو نفر از آنها و یا تنها یک، به ترتیب، ماده ای به نام ADP (دی فسفات) و AMP (منوفسفات). این است که بین باقی مانده فسفر اتصال makroenergeticheskie است که بر پارگی از 40 به 60 کیلوژول انرژی آزاد به پایان رسید. اگر دو اوراق قرضه شکسته، مخفف 80، حداقل - 120 کیلوژول انرژی است. در ارتباطات استراحت بین نصفه ریبوز و فسفر منتشر شده است تنها 13.8 کیلوژول، اتصال macroergic بنابراین تنها دو مولکول تری فسفات (P ̴ ̴ F P) و در مولکول از ADP - یکی (P ̴ P).

در اینجا آنچه که ویژگی های ساختار ATP است. با توجه به این واقعیت است که بین باقی مانده اسید فسفریک تشکیل ساختار باند makroenergeticheskaya و توابع ATP مرتبط است.

ساختار و نقش بیولوژیکی از مولکولهای ATP است. ویژگی های اضافی از آدنوزین تری فسفات

علاوه بر انرژی، ATP می توانید بسیاری از توابع دیگر در سلول را انجام دهد. همراه با دیگر تری فسفات نوکلئوتید تری فسفات درگیر در ساخت اسید نوکلئیک است. در این مورد، ATP، GTP، تحریک طالبان پاکستان، CTP و UTP ارائه دهندگان از پایگاه های نیتروژنی هستند. این ویژگی در فرآیندهای مورد استفاده قرار تکثیر DNA و رونویسی.

ATP برای کانال های یونی نیز ضروری است. به عنوان مثال، پمپ های کانال سدیم-K سدیم 3 مولکول از سلول ها و به پمپ پتاسیم 2 مولکول را در یک سلول. این جریان یونی مورد نیاز است برای حفظ بار مثبت بر روی سطح خارجی غشاء، و تنها با استفاده از کانال ATP تواند درست کار کند. همین امر به پروتون و کلسیم کانال.

ATP یک پیش ماده از رسولان ثانویه اردوگاه (آدنوزین منوفسفات حلقوی) است - اردوگاه نه تنها یک سیگنال به دست آمده گیرنده غشای سلولی، اما همچنین یک افکتور آلوستریک است. اثرات آلوستریک - مواد که سرعت بالا و یا کم کردن سرعت واکنش های آنزیمی می شود. بنابراین، آدنوزین چرخه ای را مهار آنزیم که کاتالیز رخ از لاکتوز را به سلول های یک باکتری.

مولکول ATP خود را نیز می توانید موثر آلوستریک باشد. علاوه بر این، در چنین فرایندهای آنتاگونیست ATP ADP عمل می کند به عنوان اگر تری فسفات تسریع واکنش، سپس مهار دی فسفات، و بالعکس. این توابع و ساختار ATP است.

به عنوان ATP در سلول تشکیل

عملکرد و ساختار ATP هستند به طوری که مولکول از ماده به سرعت استفاده می شود و از بین می روند. بنابراین سنتز تری فسفات - یک فرایند مهم شکل گیری انرژی در سلول است.

سه روش مهم برای سنتز آدنوزین تری فسفات وجود دارد:

1. فسفوریلاسیون بستر.

2. فسفوریلاسیون اکسیداتیو.

3. فسفوریلاسیون.

فسفوریلاسیون بستر بر واکنش های متعدد در سیتوپلاسم سلول اتفاق می افتد است. این واکنش به نام گلیکولیز - مرحله بی هوازی از تنفس هوازی. در نتیجه، یک چرخه گلیکولیز از 1 گلوکز مولکول های دو مولکول سنتز از پیرویک اسید هستند بیشتر استفاده می شود برای تولید انرژی، و همچنین دو سنتز ATP است.

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

فسفوریلاسیون اکسیداتیو. تنفس سلول

فسفوریلاسیون اکسیداتیو - تشکیل ATP توسط انتقال الکترون در زنجیره انتقال الکترون از غشا است. به عنوان یک نتیجه از چنین انتقال شیب پروتون در یک طرف غشاء تشکیل و با استفاده از مجموعه ای از پروتئین ATP سنتاز جدایی ناپذیر است ساخت مولکول. این فرایند می گیرد در غشاء میتوکندری.

توالی مراحل گلیکولیز و فسفوریلاسیون اکسیداتیو در میتوکندری روند کلی به نام تنفس است. پس از چرخه کامل از 1 مولکول گلوکز، در سلول 36 از مولکول ATP تشکیل شده است.

photophosphorylation

روند فسفوریلاسیون - این فسفوریلاسیون اکسیداتیو همان تنها با یک تفاوت است: واکنش فسفوریلاسیون در سلول های کلروپلاست تحت تاثیر نور رخ می دهد. مراحل اساسی به دست آوردن انرژی از گیاهان سبز، جلبک ها و برخی از باکتری ها - ATP در مرحله نور فتوسنتز تولید شده است.

در فرایند فتوسنتز برای همان الکترون حمل و نقل الکترون زنجیره پاس، و در نتیجه شیب پروتون. غلظت پروتون در یک طرف غشاء یک منبع از سنتز ATP است. نصب و راه اندازی مولکول انجام شده توسط سنتاز آنزیم ATP است.

حقایق جالب در مورد ATP

- سلول متوسط شامل 0.04 درصد از کل جرم آدنوزین تری فسفات. با این حال، مهم ترین است در سلول های عضلانی مشاهده: 0.2-0.5٪.

- در سلول، حدود 1 میلیارد مولکول ATP است.

- هر مولکول بیش از 1 دقیقه زندگی نمی کنند.

- یکی ATP مولکول به روز شده است 2000-3000 بار در روز.

- در مجموع، در روز از بدن انسان سنتز آدنوزین تری فسفات 40kg، و در هر زمان سهام از ATP 250 گرم است

نتیجه

ساختار ATP و نقش بیولوژیکی از مولکولهای آن نزدیک مرتبط است. این ماده یک نقش کلیدی در فرآیندهای زندگی بازی می کند، چرا که در باند انرژی بین باقی مانده فسفات حاوی مقدار زیادی از انرژی است. ATP انجام بسیاری از توابع در سلول، و بنابراین مهم است که به حفظ غلظت ثابت از ماده. تفکیک و سنتز رفتن با سرعت بالا، یعنی به این روابط انرژی به طور مداوم در واکنش های بیوشیمیایی استفاده می شود. این عنصر ضروری از هر سلول در بدن است. در اینجا، شاید، که می تواند در مورد آنچه که ساختار ATP است گفت.