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Struttura ATP e ruolo biologico. funzioni ATP

Ogni cellula del nostro corpo avvengono milioni di reazioni biochimiche. Essi sono catalizzate da una varietà di enzimi, che spesso richiedono energia. Dove è la cellula che ci vuole? Questa questione può essere risolta considerando la struttura delle molecole di ATP – una delle principali fonti di energia.


ATP – la fonte universale di energia

ATP sta per adenosina, o adenosina trifosfato. La sostanza è una delle due più importanti fonti di energia in ogni cellula. La struttura e ruolo biologico di ATP sono strettamente correlati. La maggior parte delle reazioni biochimiche possono avvenire solo con la partecipazione di molecole della sostanza, in particolare nel metabolismo di plastica. Tuttavia, ATP viene raramente direttamente coinvolta nella reazione per il verificarsi di qualsiasi processo richiede energia, sia rivestito dei legami chimici di ATP.

La struttura delle molecole della sostanza tale che la connessione risultante tra i gruppi fosfato sopporterà una grande quantità di energia. Pertanto, tale comunicazione è chiamato anche ad alta energia o makroenergeticheskimi (macro = molti gran numero). legami energetici termine per la prima volta ha introdotto uno scienziato F. Lipman, e si propone di utilizzare per designarli ̴ icona.

E 'molto importante per la cellula di mantenere un livello costante di ATP. Questa caratteristica è particolarmente delle cellule muscolari e delle fibre nervose, perché sono il più volatile e assolvere le proprie funzioni richiedono un elevato contenuto di adenosina trifosfato.

La struttura delle molecole di ATP

ATP si compone di tre elementi: ribosio e adenina residui di acido fosforico.

Ribosio – carboidrati, che si riferisce ad un gruppo pentoso. Ciò significa che la composizione di atomi di carbonio ribosio 5 che sono inclusi nel ciclo. Ribosio è connesso adenina legame β-N-glicosidico il primo atomo di carbonio. Anche aderito ai residui pentoso di acido fosforico all'atomo di carbonio 5a.

Adenina – una base azotata. A seconda del tipo di azoto basico attaccato al ribosio, come GTP isolato (guanosintrifosfato), TTP (timidina), CTP (citosintrifosfato) e UTP (uridina trifosfato). Tutte queste sostanze sono simili nella struttura di adenosina trifosfato ed eseguono approssimativamente la stessa funzione, ma si trovano nella cellula è molto meno comune.

Residui di acido fosforico. Per massimizzare ribosio può unire tre residui di acido fosforico. Se due di loro o uno solo, rispettivamente, una sostanza chiamata ADP (difosfato) e AMP (monofosfato). Si conclude tra l'attacco makroenergeticheskie residui di fosforo, che viene rilasciato in caso di rottura di 40 a 60 kJ di energia. Se i due legami sono rotti, stand 80, almeno – 120 kJ di energia. Alla comunicazione pausa tra la porzione ribosio e fosforo è liberato soltanto 13,8 kJ, soltanto due trifosfato molecola collegamento macroergic (P ̴ ̴ F P), e nella molecola di ADP – one (P ̴ P).

Ecco quali sono le caratteristiche della struttura ATP. A causa del fatto che tra i residui di acido fosforico formate struttura legame makroenergeticheskaya e funzioni ATP collegati.

La struttura e ruolo biologico delle molecole di ATP. Altre caratteristiche di adenosina trifosfato

Oltre energia, ATP può eseguire molte altre funzioni nella cellula. Insieme ad altri trifosfato dntp coinvolto nella costruzione di acido nucleico. In questo caso, ATP, GTP, TTP, CTP e UTP sono fornitori di basi azotate. Questa proprietà viene utilizzata nei processi di replicazione del DNA e la trascrizione.

ATP è necessario per canali ionici anche. Ad esempio, le pompe canale Na-K sodio 3 molecole dalle cellule e per pompare potassio 2 molecola in una cellula. Questa corrente di ioni è necessario per mantenere la carica positiva sulla superficie esterna della membrana, e solo utilizzando il canale ATP può funzionare correttamente. Lo stesso vale per i canali protone e di calcio.

ATP è un precursore di messaggeri secondari cAMP (adenosina monofosfato ciclico) – cAMP non solo trasmette un segnale ottenuto recettori di membrana cellulare, ma è anche un effettore allosterico. effettori allosterici – sono sostanze che accelerano o rallentano le reazioni enzimatiche. Così, adenosina ciclica inibisce l'enzima che catalizza la scissione del lattosio nelle cellule di un batterio.

ATP molecola stessa può anche essere un effettore allosterico. Inoltre, in tali processi antagonista ATP ADP comporta come se trifosfato accelera la reazione, quindi inibisce difosfato, e viceversa. Queste sono le funzioni e la struttura di ATP.

Come ATP formata nella cella

Funzione e la struttura di ATP sono tali che le molecole della sostanza vengono impiegate rapidamente e vengono distrutte. Pertanto sintesi trifosfato – è un importante processo di formazione di energia nella cellula.

Ci sono tre metodo più importante per la sintesi di adenosina trifosfato:

1. La fosforilazione del substrato.

2. fosforilazione ossidativa.

3. fosforilazione.

Substrato fosforilazione si basa su molteplici reazioni che avvengono nel citoplasma cellulare. Queste reazioni sono chiamati glicolisi – fase anaerobica della respirazione aerobica. Di conseguenza, un ciclo di glicolisi da 1 molecola di glucosio viene sintetizzata da due molecole di acido piruvico sono inoltre utilizzati per produrre energia, e anche due sintetizzati ATP.

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

fosforilazione ossidativa. respirazione cellulare

Fosforilazione ossidativa – è la formazione di ATP mediante trasferimento di elettroni nella catena di trasporto degli elettroni della membrana. Come conseguenza di tale trasferimento di gradiente protonico è formata su un lato della membrana e utilizzando un set di proteina ATP sintasi integrale è costruire molecole. Il processo si svolge nella membrana mitocondriale.

La sequenza di fasi di glicolisi e fosforilazione ossidativa nei mitocondri è il processo generale chiamata respirazione. Dopo il ciclo completo da 1 molecola di glucosio nella cellula 36 è formato da molecole di ATP.

photophosphorylation

La fosforilazione processo – questa è la stessa fosforilazione ossidativa con una sola differenza: le reazioni di fosforilazione avvengono nelle cellule cloroplasti sotto l'influenza della luce. ATP prodotto durante la fotosintesi fase luce – il processo di base per ottenere energia da piante verdi, alghe e alcuni batteri.

Nel processo di fotosintesi per le stesse di trasporto degli elettroni elettroni passano catena, risultando in un gradiente protonico. La concentrazione di protoni su un lato della membrana è fonte di sintesi di ATP. Assemblare molecole portati dal sintetasi enzima ATP.

Numeri interessanti di ATP

– La cella contiene in media 0,04% della massa totale di adenosina trifosfato. Tuttavia, la più importante si osserva nelle cellule muscolari: 0,2-0,5%.

– Nella cella, circa 1 miliardo di molecole di ATP.

– Ogni molecola non vive più di 1 minuto.

– Una molecola di ATP viene aggiornato quotidianamente 2000-3000 volte.

– In sintesi, per ogni giorno di corpo umano sintetizza 40kg adenosina trifosfato, e ad ogni momento lo stock di ATP è di 250 g

conclusione

Struttura ATP e ruolo biologico delle sue molecole sono strettamente correlati. La sostanza svolge un ruolo chiave nei processi di vita, perché nel legame energia tra i residui di fosfati contengono una quantità enorme di energia. ATP svolge numerose funzioni nella cellula, e quindi è importante mantenere una costante concentrazione della sostanza. Ripartizione e sintesi stanno andando ad alta velocità, ad esempio. Per. Le relazioni energetiche sono costantemente utilizzati in reazioni biochimiche. È un ingrediente indispensabile di ogni cellula del corpo. Qui, forse, tutto ciò che si può dire su ciò che la struttura è ATP.