ATP (adenosin typosfat)

ATP -struktur. Kilde: Wikimedia Commons

Hva er ATP (adenosin triffosfat)?

Han ATP (adenosin typosfat) Det er et organisk molekyl som bærer den primære energien i alle livsformer (bakterier, muggsopp, grønnsaker, gjær, celler, etc.). Den har en grunnleggende rolle i metabolismen, siden den transporterer energien som er nødvendig for å opprettholde en serie cellulære prosesser effektivt.

Dette molekylet blir presentert med høye -energi -koblinger som består av en adeninring, en ribose og tre fosfatgrupper. Det er kjent for begrepet "energivaluta", siden dannelsen og bruken enkelt oppstår, slik at de "raskt betaler" de kjemiske reaksjonene som krever energi.

Selv om molekylet med det blotte øye er lite og enkelt, holder det en betydelig mengde energi i koblingene. Fosfatgrupper har negative belastninger, som kontinuerlig er frastøtning, noe som gjør det til en labil og lett å bryte.

Dette molekylet er ansvarlig for å gi nødvendig energi for de fleste prosessene som oppstår inne i cellen, fra proteinsyntese til bevegelse. I tillegg tillater det trafikk av molekyler gjennom membranene og virker i cellesignal.

ATP -struktur

ATP, som navnet tilsier, er et nukleotid med tre fosfater. Den spesielle strukturen, nærmere bestemt de to pyrofosfatkoblingene, gjør den til en sammensatt rik på energi. Det er sammensatt av følgende elementer:

- En nitrogenbase, adenin. Nitrogenbasene er sykliske forbindelser som inneholder ett eller flere nitrogen i strukturen. Vi finner dem også som komponenter i nukleinsyrer, DNA og RNA.

- I midten av molekylet er ribosen. Det er et pentose -type sukker, siden den har fem karbonatomer. Dens kjemiske formel er C₅H₁₀ENTEN₅. Karbon 1 av ribosen er festet til adeninringen.

- Tre radikale fosfater. De to siste er "High Energy -koblingene" og er representert i grafiske strukturer med Virgulilla -symbolet: ~. Fosfatgruppen er et av de viktigste i biologiske systemer. De tre gruppene kalles Alfa, Beta og Gamma, fra de nærmeste de lengste.

Denne lenken er veldig labil, så den blir delt raskt, enkelt og spontant når de fysiologiske forholdene til organismen fortjener den. Dette skjer fordi de negative belastningene til de tre fosfatgruppene prøver å bevege seg bort fra hverandre.

Kan tjene deg: monosakkarider

ATP -funksjoner

ATP spiller en uunnværlig rolle i energimetabolismen til praktisk talt alle levende organismer. Av denne grunn kalles det vanligvis energivaluta, siden den kan brukes og fylle på kontinuerlig på bare noen få minutter.

Generelt fungerer ATP som et signalmolekyl i prosessene som oppstår inne i cellen; Det er nødvendig å syntetisere komponentene i DNA og RNA og for syntese av andre biomolekyler, deltar i trafikk gjennom membraner, blant andre.

ATP -funksjoner er veldig brede. Derfor vil vi nevne tre spesifikke eksempler.

Energiforsyning for transport av natrium og kalium gjennom membranen

ATP introduserer energi i natrium-potassiumpumpesystemet, cellulær aktiv transportmekanisme som stadig pumper natriumioner mot utsiden av cellen, og kaliumioner innover. 

Det anslås at en tredjedel av ATP dannet i cellen brukes til å holde pumpen aktiv. 

Logisk sett er bruk av ATP ikke begrenset til transport av natrium og kalium. Det er andre ioner, for eksempel kalsium, magnesium, blant andre som trenger denne energisalutaen for å komme inn.

Deltakelse i proteinsyntese

Proteinmolekyler dannes av aminosyrer, koblet sammen av peptidlenker. For å danne dem, kreves brudd på fire høye energikoblinger. Med andre ord, et betydelig antall ATP -molekyler må hydrolyseres for dannelse av et gjennomsnittlig lengdeprotein.

Proteinsyntese forekommer i strukturer som kalles ribosomer. Disse er i stand til å tolke koden som Messenger har og oversette den til en aminosyresekvens: Denne prosessen avhenger av ATP.

I de mest aktive cellene kan proteinsyntese dirigere opptil 75% av ATP -syntetisert i dette viktige arbeidet.

På den annen side syntetiserer cellen ikke bare proteiner, trenger også lipider, kolesterol og andre uunnværlige stoffer og for å gjøre det krever energien som er inneholdt i ATP -bindinger.

Forsyningsenergi for bevegelse

Mekanisk arbeid er en av de viktigste funksjonene til ATP. For eksempel for at kroppen vår skal kunne utføre sammentrekning av muskelfibre, må du ha store mengder energi.

Kan tjene deg: Timol Blue: Kjennetegn, forberedelser og applikasjoner

I muskelen kan kjemisk energi transformeres til mekanisk energi takket være omorganisering av proteiner med sammentrekningskapasitet som danner den. Lengden på disse strukturene er forkortet, noe som skaper en spenning som oversettes til bevegelsesgenerering.

ATP -hydrolyse

ATP -hydrolyse er en reaksjon som involverer oppbrudd av molekylet på grunn av tilstedeværelsen av vann. Reaksjonen er representert som følger:

ATP + vann ⇋ ADP + P_Yo + energi. Hvor, begrepet P_Yo refererer til den uorganiske fosfatgruppen og ADP er adenosin difosfat. Merk at reaksjonen er reversibel.

ATP -hydrolyse er et fenomen som innebærer frigjøring av en enorm mengde energi.

Rupturen av noen av pyrofosfatkoblingene oversettes til frigjøring av 7 kcal med mol -spesifikt 7,3 fra ATP til ADP og 8,2 for produksjon av adenosinmonofosfat (AMP) fra ATP.

Dette tilsvarer 12.000 kalorier per mol ATP.

Hvorfor oppstår denne energiutgivelsen?

Hydrolyseprodukter er mye mer stabile enn ATP.

Det er nødvendig å nevne at bare hydrolysen som oppstår på pyrofosfatbindinger for å gi opphav til dannelse av ADP eller AMP fører til en generasjon av energi i viktige mengder.

Frigjøring av energi fra disse reaksjonene brukes til å utføre metabolske reaksjoner inne i cellen, siden mange av disse prosessene trenger energi for å fungere, både i de første trinnene i nedbrytningsveier og i biosyntesen av forbindelser.

Skaffe ATP

ATP kan oppnås på to måter: oksidativ fosforylering og fosforylering når det gjelder underlag. Den første krever oksygen, mens den andre ikke trenger det. Omtrent 95% av ATP -dannet skjer i mitokondriene.

Oksidativ fosforylering

Oksidativ fosforylering involverer en oksidasjonsprosess av næringsstoffer i to faser: å oppnå reduserte koenzymer NADH og FADH₂ Vitaminer avledet.

Reduksjon av disse molekylene krever bruk av hydrogener fra næringsstoffer. I fett er produksjonen av koenzymer bemerkelsesverdig, takket være den enorme mengden hydrogener de har i strukturen, sammenlignet med peptider eller karbohydrater.

Kan tjene deg: apolipoproteiner: hva er, funksjoner, typer

Selv om det er flere koenzymproduksjonsveier, er den viktigste ruten Krebs -syklusen. Deretter er reduserte koenzymer konsentrert til luftveiene som ligger i mitokondriene, som overfører elektroner til oksygen.

Elektrontransportørkjeden er dannet av en serie proteiner koblet til membranen, som pumper protoner (H+) til utsiden (se bilde). Disse protonene kommer inn og krysser membranen igjen gjennom et annet protein, ATP -syntasa, ansvarlig for ATP -syntesen.

Med andre ord, vi må redusere koenzymer, mer ADP og oksygen, generere vann og ATP.

ATP -innhenting av prosess. Kilde: Wikimedia Commons

Fosforylering på underlagsnivå

Fosforylering når det gjelder underlag er ikke så viktig som mekanismen beskrevet ovenfor, og siden den ikke krever oksygenmolekyler, er den vanligvis assosiert med gjæring.

Denne ruten, selv om den er veldig rask, trekker ut lite energi: hvis vi sammenligner den med oksidasjonsprosessen, ville det være omtrent femten mindre.

I kroppen vår oppstår fermentative prosesser på muskeltivå. Dette vevet kan fungere uten oksygen, så det er mulig at et glukosemolekyl blir degradert til melkesyre (når vi utfører litt intens sportsaktivitet, for eksempel).

I gjæringer har sluttproduktet fortsatt energipotensial som kan trukket ut. Når det.

Således skjer energiproduksjon på grunn av dannelse av molekyler som har høye energibindinger, inkludert 1,3-bifosfoglirat og fosfoenolpirruvat.

I glykolyse er for eksempel hydrolyse av disse forbindelsene knyttet til produksjon av ATP -molekyler, så begrepet "når det gjelder underlag".

ATP -syklus

ATP -syklus. Kilde: Wikimedia Commons

ATP lagres aldri. Er i en kontinuerlig syklus av bruk og syntese. På denne måten opprettes en balanse mellom det dannede ATP og det hydrolyserte produktet, ADP.

Referanser

1. Guyton, a. C., & Hall, J. OG. (2000). Lærebok for menneskelig fysiologi.
2. Hall, J. OG. (2017). Guyton og Hall -traktaten for medisinsk fysiologi. Elsevier Brasil.
3. Lim, m. OG. (2010). Det essensielle innen metabolisme og ernæring. Elsevier.
4. Pratt, c. W., & Kathleen, C. (2012). Biokjemi. Redaksjon den moderne manualen.
5. Voet, d., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2007). Grunnleggende om biokjemi. Panamérican medisinsk redaksjon.