Cấu trúc ATP và vai trò sinh học. chức năng ATP

Mỗi tế bào trong cơ thể của chúng tôi diễn ra hàng triệu phản ứng sinh hóa. Họ đang được xúc tác bởi nhiều enzyme, thường đòi hỏi năng lượng. Đâu là tế bào phải mất? Câu hỏi này có thể được trả lời bằng cách xem xét cấu trúc của phân tử ATP - một nguồn chính của năng lượng.

ATP - nguồn năng lượng phổ quát của

ATP là viết tắt của adenosine, hoặc adenosine triphosphate. Chất là một trong hai nguồn quan trọng nhất của năng lượng trong từng tế bào. Cấu trúc và vai trò sinh học của ATP là có liên quan chặt chẽ. Hầu hết các phản ứng sinh hóa có thể xảy ra chỉ với sự tham gia của các phân tử của chất, đặc biệt là trong quá trình chuyển hóa nhựa. Tuy nhiên, ATP hiếm khi trực tiếp tham gia trong phản ứng đối với sự xuất hiện của bất kỳ quá trình đòi hỏi năng lượng, nó được bọc trong các liên kết hóa học của ATP.

Cấu trúc của các phân tử của chất như vậy mà kết nối kết quả giữa các nhóm phosphate chịu một lượng lớn năng lượng. Như vậy, thông tin liên lạc như vậy cũng được gọi là năng lượng cao hoặc makroenergeticheskimi (vĩ mô = nhiều số lượng lớn). trái phiếu năng lượng hạn cho lần đầu tiên giới thiệu một nhà khoa học F. Lipman, và nó được đề xuất sử dụng để chỉ cho họ biểu tượng ̴.

Nó là rất quan trọng đối với các tế bào để duy trì một mức độ thường xuyên của ATP. Điều này đặc biệt đặc trưng của tế bào cơ và sợi thần kinh, vì họ là những bất ổn nhất và thực hiện đầy đủ các chức năng của nó đòi hỏi phải có hàm lượng cao của adenosine triphosphate.

Cấu trúc của phân tử ATP

ATP bao gồm ba yếu tố: ribose và adenine dư lượng axit photphoric.

Ribose - carbohydrate, trong đó đề cập đến một nhóm pentose. Điều này có nghĩa rằng các thành phần của nguyên tử ribose 5 carbon được đưa vào chu kỳ. Ribose được kết nối với trái phiếu β-N-glycosidic adenine với nguyên tử cacbon đầu tiên. Cũng tham gia vào dư lượng pentose của axit photphoric ở nguyên tử cacbon thứ 5.

Adenine - một cơ sở đạm. Tùy thuộc vào loại nitơ cơ bản gắn liền với ribose, như GTP bị cô lập (guanosine triphosphate), TTP (thymidine), CTP (cytidine triphosphate) và UTP (uridine triphosphate). Tất cả các chất này cũng tương tự như trong cấu trúc để adenosine triphosphate và thực hiện xấp xỉ chức năng tương tự, nhưng chúng được tìm thấy trong các tế bào được ít gặp hơn.

Dư lượng axit photphoric. Để tối đa hóa ribose có thể tham gia ba dư lượng axit photphoric. Nếu hai người bọn họ hay chỉ có một, tương ứng, một chất gọi là ADP (diphosphate) và AMP (monophosphate). Có thể kết luận giữa các kết nối makroenergeticheskie dư lượng phốt pho, được phát hành sau khi vỡ 40-60 kJ năng lượng. Nếu hai liên kết bị phá vỡ, đứng 80, ít nhất - 120 kJ năng lượng. Tại giao tiếp phá vỡ giữa phân nưa ribose và phốt pho được phát hành chỉ 13,8 kJ, vì vậy chỉ có hai triphosphate phân tử kết nối macroergic (P ̴ ̴ F P), và trong phân tử của ADP - một (P ̴ P).

Dưới đây là những đặc điểm của cấu trúc ATP là gì. Do thực tế là giữa các dư lượng axit photphoric hình thành cấu trúc liên kết makroenergeticheskaya và chức năng ATP liên kết.

Cấu trúc và vai trò sinh học của các phân tử ATP. Các tính năng khác của adenosine triphosphate

Bên cạnh năng lượng, ATP có thể thực hiện nhiều chức năng khác trong tế bào. Cùng với khác triphosphat nucleotide triphosphate tham gia vào việc xây dựng các axit nucleic. Trong trường hợp này, ATP, GTP, TTP, CTP và UTP là nhà cung cấp các căn cứ đạm. Khách sạn này được sử dụng trong quá trình sao chép ADN và phiên mã.

ATP cũng là cần thiết cho các kênh ion. Ví dụ, kênh Na-K bơm natri 3 phân tử từ các tế bào và để bơm kali 2 phân tử vào phòng giam. ion hiện nay là cần thiết để duy trì điện tích dương trên bề mặt ngoài của màng tế bào, và chỉ sử dụng kênh ATP có thể hoạt động đúng. Điều tương tự cũng áp dụng cho các kênh proton và canxi.

ATP là một tiền chất của sứ giả thứ cAMP (cyclic adenosine monophosphate) - cAMP không chỉ truyền một tín hiệu thu được thụ màng tế bào, mà còn là một effector allosteric. effectors allosteric - là những chất mà tăng tốc độ hoặc làm chậm các phản ứng enzym. Như vậy, adenosine cyclic ức chế enzyme xúc tác sự phân tách lactose vào các tế bào của một loại vi khuẩn.

ATP phân tử riêng của mình cũng có thể là một effector allosteric. Hơn nữa, trong quá trình đó đối kháng ATP ADP đóng vai trò như nếu triphosphat tăng tốc độ phản ứng, sau đó ức chế diphosphate, và ngược lại. Đây là những chức năng và cấu trúc của ATP.

Khi ATP được hình thành trong các tế bào

Chức năng và cấu trúc của ATP là như vậy mà các phân tử của chất được sử dụng một cách nhanh chóng và bị phá hủy. Do đó triphosphat tổng hợp - là một quá trình quan trọng của sự hình thành năng lượng trong tế bào.

Có ba phương pháp quan trọng nhất đối với sự tổng hợp của adenosine triphosphate:

1. Các chất nền phosphoryl hóa.

2. oxy hóa phosphoryl hóa.

3. phosphoryl hóa.

Chất nền phosphoryl hóa được dựa trên nhiều phản ứng xảy ra trong tế bào chất của tế bào. Những phản ứng này được gọi là glycolysis - giai đoạn kỵ khí của hô hấp hiếu khí. Kết quả là, một chu kỳ của glycolysis từ 1 phân tử glucose được tổng hợp bởi hai phân tử acid pyruvic được tiếp tục sử dụng để sản xuất năng lượng, và cũng có hai tổng hợp ATP.

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

phosphoryl oxy hóa. hô hấp tế bào

Phosphoryl hóa oxy hóa - là sự hình thành ATP bằng hình thức chuyển của các electron trong chuỗi vận chuyển điện tử của màng tế bào. Như một kết quả của việc chuyển nhượng của gradient proton được hình thành ở một bên của màng tế bào và sử dụng một tập hợp các protein synthase ATP không thể thiếu là xây dựng các phân tử. Quá trình này diễn ra trong màng ty thể.

Trình tự các bước của quá trình đường phân và oxy hóa phosphoryl hóa ở ty lạp thể là quá trình chung gọi là hơi thở. Sau khi toàn bộ chu kỳ từ 1 phân tử glucose trong tế bào 36 được hình thành các phân tử ATP.

photophosphorylation

quá trình phosphoryl hóa - đây là phosphoryl hóa oxy hóa tương tự với chỉ có một sự khác biệt: các phản ứng phosphoryl hóa xảy ra trong các tế bào lạp lục dưới ảnh hưởng của ánh sáng. ATP được sản xuất trong quá trình quang ánh sáng sân khấu - quá trình cơ bản của việc thu thập năng lượng từ cây xanh, tảo và một số vi khuẩn.

Trong quá trình quang hợp cho electron-vận chuyển cùng một electron chuỗi vượt qua, kết quả là một gradient proton. Nồng độ của proton ở một bên của màng tế bào là một nguồn tổng hợp ATP. Lắp ráp các phân tử vận chuyển bằng synthase enzyme ATP.

sự thật thú vị về ATP

- Các tế bào trung bình chứa 0,04% tổng khối lượng của adenosine triphosphate. Tuy nhiên, quan trọng nhất là quan sát thấy trong các tế bào cơ: 0,2-0,5%.

- Trong tế bào, khoảng 1 tỷ phân tử ATP.

- Mỗi phân tử không sống hơn 1 phút.

- Một phân tử ATP được cập nhật hàng ngày 2000-3000 lần.

- Nói tóm lại, mỗi ngày của cơ thể con người tổng hợp 40kg adenosine triphosphate, và tại mỗi thời điểm cổ phiếu của ATP là 250 g

phần kết luận

cấu trúc ATP và vai trò sinh học của các phân tử của nó có liên quan chặt chẽ. Chất đóng một vai trò then chốt trong quá trình của cuộc sống, bởi vì trong trái phiếu năng lượng giữa các dư lượng phosphate chứa một lượng lớn năng lượng. ATP thực hiện nhiều chức năng trong tế bào, và do đó điều quan trọng là duy trì sự tập trung liên tục của các chất. Breakdown và tổng hợp đang đi với tốc độ cao, ví dụ. Để. Quan hệ năng lượng thường xuyên được sử dụng trong các phản ứng sinh hóa. Nó là một thành phần không thể thiếu của bất kỳ tế bào trong cơ thể. Ở đây, có lẽ, tất cả những gì có thể nói về những gì cấu trúc là ATP.