هيكل ATP ودورها البيولوجي. وظائف ATP

كل خلية في جسمنا تأخذ الملايين بدلا من التفاعلات الكيميائية الحيوية. والمحفزة من قبل مجموعة متنوعة من الإنزيمات، والتي غالبا ما تتطلب الطاقة. أين هي الخلية يستغرق؟ هذا السؤال يمكن الإجابة من خلال النظر في هيكل جزيئات ATP - مصدرا رئيسيا للطاقة.

ATP - مصدر عالمي للطاقة

ATP لتقف على الأدينوزين، أو أدينوسين ثلاثي الفوسفات. جوهر هو واحد من اثنين من أهم مصادر الطاقة في كل خلية. هيكل ودور البيولوجي للATP ترتبط ارتباطا وثيقا. يمكن لمعظم التفاعلات الكيميائية الحيوية أن يتم إلا بمشاركة جزيئات من مادة، وخاصة في عملية التمثيل الغذائي من البلاستيك. ومع ذلك، ATP نادرا ما تشارك مباشرة في رد فعل لحدوث أي عملية تتطلب طاقة، هو المغطى ذلك في الروابط الكيميائية من ATP.

هيكل جزيئات من مادة مثل أن الاتصال الناتجة بين مجموعات الفوسفات تحمل كمية كبيرة من الطاقة. وهكذا، ويسمى مثل هذا التواصل أيضا ذات الطاقة العالية أو makroenergeticheskimi (الكلي = كثير عدد كبير). قدمت سندات الطاقة المدى لأول مرة عالم F ليبان، ويقترح استخدامها لتعيين لهم رمز ̴.

من المهم جدا للخلية للحفاظ على مستوى ثابت من ATP. هذه سمة خاصة من خلايا العضلات والألياف العصبية، لأنها هي الأكثر تقلبا والوفاء وظائفها تتطلب نسبة عالية من أدينوسين ثلاثي الفوسفات.

هيكل جزيئات ATP

يتألف ATP من ثلاثة عناصر: الريبوز والأدينين بقايا حمض الفوسفوريك.

الريبوز - الكربوهيدرات، والذي يشير إلى مجموعة البنتوز. وهذا يعني أن تكوين ذرات الكربون الريبوز 5 والتي تم تضمينها في الدورة. يتم توصيل الريبوز مع الأدينين السندات β-N-غليكوزيدية إلى ذرة الكربون الأولى. كما انضم إلى بقايا البنتوز من حامض الفوسفوريك في ذرة الكربون 5TH.

الأدينين - قاعدة نيتروجينية. اعتمادا على أي نوع من النيتروجين الأساسي تعلق على الريبوز، وGTP معزولة (غوانوزين ثلاثي)، TTP (الثيميدين)، CTP (سيتيدين ثلاثي) وUTP (يوريدين ثلاثي الفوسفات). كل هذه المواد هي مماثلة في هيكل إلى أدينوسين ثلاثي الفوسفات وأداء ما يقرب من نفس الوظيفة، ولكن وجدوا في الخلية هو أقل شيوعا بكثير.

بقايا حمض الفوسفوريك. لتحقيق أقصى قدر من الريبوز قد تنضم ثلاثة بقايا حمض الفوسفوريك. إذا كان اثنان منهم أو واحدة فقط، على التوالي، على مادة تسمى ADP (ثنائي الفوسفات) وAMP (الأدينوزين). ويستنتج من ذلك بين الاتصال makroenergeticheskie بقايا الفوسفور، الذي صدر على تمزق 40-60 كج من الطاقة. إذا كانت السندات هما مكسورة، يقف 80 على الأقل - 120 كج من الطاقة. في الاتصالات استراحة بين شاردة الريبوز والفوسفور يتم تحريرها فقط 13.8 كج، لذلك سوى اثنين من ثلاثي جزيء اتصال macroergic (P ̴ ̴ F P)، وفي جزيء من ADP - واحد (P ̴ P).

هنا ما هي خصائص هيكل ATP. يرجع ذلك إلى حقيقة أن ما بين بقايا حمض الفوسفوريك شكلت هيكل makroenergeticheskaya السندات وظائف ATP ربط.

هيكل ودور البيولوجي للجزيئات ATP. ميزات إضافية من أدينوسين ثلاثي الفوسفات

وإلى جانب الطاقة، ويمكن ATP أداء العديد من الوظائف الأخرى في الخلية. جنبا إلى جنب مع غيرها من ثلاثي النوكليوتيدات ثلاثي تشارك في بناء الحمض النووي. في هذه الحالة، ATP، GTP، TTP، CTP وUTP ومقدمي القواعد النيتروجينية. يتم استخدام هذه الخاصية في عمليات تكرار الحمض النووي والنسخ.

ATP الضروري أيضا القنوات الأيونية. على سبيل المثال، مضخات قناة نا-K الصوديوم 3 جزيئات من الخلايا وإلى ضخ البوتاسيوم 2 جزيء في خلية. هذا مطلوب أيون الحالية للحفاظ على شحنة موجبة على السطح الخارجي للغشاء، ويمكن فقط استخدام قناة ATP بشكل صحيح. الأمر نفسه ينطبق على القنوات بروتون والكالسيوم.

ATP هو مقدمة الرسل الثانوية مخيم (أحادي فسفات الأدينوزين الحلقي) - المخيم ينقل ليس فقط إشارة الحصول على مستقبلات غشاء الخلية، ولكن أيضا هو المستجيب تفارغي. مؤثرات تفارغي - من المواد التي تسرع أو تبطئ من التفاعلات الأنزيمية. وهكذا، الأدينوزين الحلقي يمنع الإنزيم الذي يحفز الانقسام من اللاكتوز إلى خلايا البكتيريا.

ATP الجزيء نفسه يمكن أيضا أن يكون المستجيب تفارغي. وعلاوة على ذلك، في مثل هذه العمليات خصم ATP ADP يتصرف كما لو ثلاثي يسرع التفاعل، ثم يمنع ثنائي فسفات، والعكس بالعكس. هذه هي وظائف وهيكل ATP.

كما ATP التي تشكلت في الخلية

وظيفة وهيكل ATP هي من هذا القبيل أن جزيئات من مادة تستخدم بسرعة ودمرت. لذلك تركيب ثلاثي - هو عملية هامة لتشكيل الطاقة في الخلية.

هناك ثلاثة الأسلوب الأكثر أهمية لتركيب أدينوسين ثلاثي الفوسفات:

1. الفسفرة الركيزة.

2. الفسفرة التأكسدية.

3. الفسفرة.

ويستند الفسفرة الركيزة على ردود فعل متعددة تحدث في السيتوبلازم الخلية. وتسمى هذه التفاعلات تحلل - المرحلة اللاهوائية من التنفس الهوائي. ونتيجة لذلك، يتم تصنيعه دورة واحدة من تحلل من 1 الجلوكوز جزيء من جزيئين من حمض البيروفيك تستخدم كذلك لإنتاج الطاقة، وأيضا اثنين من تخليق ATP.

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

الفسفرة التأكسدية. التنفس الخلوي

الفسفرة التأكسدية - هو تشكيل ATP عن طريق التحويل من الإلكترونات في سلسلة نقل الإلكترون من الغشاء. كما شكلت نتيجة لهذا النقل من التدرج بروتون على جانب واحد من الغشاء وباستخدام مجموعة من البروتين ATP لا يتجزأ سينسيز هو بناء الجزيئات. تستغرق العملية مكان في غشاء الميتوكوندريا.

تسلسل خطوات تحلل والفسفرة المؤكسدة في الميتوكوندريا هو عملية عامة تسمى التنفس. بعد دورة كاملة من 1 جزيء من الجلوكوز في الخلية 36 يتكون من جزيئات ATP.

فسفتة ضوئية

عملية الفسفرة - وهذا هو نفس الفسفرة التأكسدية مع فارق واحد فقط: تحدث تفاعلات الفسفرة في الخلايا البلاستيدات الخضراء تحت تأثير الضوء. تنتج ATP خلال المرحلة ضوء الضوئي - العملية الأساسية للحصول على الطاقة من النباتات الخضراء والطحالب وبعض أنواع البكتيريا.

في عملية التمثيل الضوئي لنفس الإلكترون نقل الإلكترونات سلسلة تمريرة، مما أدى إلى التدرج بروتون. تركيز البروتونات على جانب واحد من الغشاء هو مصدر تركيب ATP. تجميع الجزيئات التي يحملها سينسيز إنزيم ATP.

حقائق مثيرة للاهتمام حول ATP

- تحتوي الخلية متوسط 0.04٪ من الكتلة الاجمالية للأدينوسين ثلاثي الفوسفات. ومع ذلك، لوحظ الأكثر أهمية في خلايا العضلات: 0.2-0.5٪.

- في الخلية، عن 1000000000 جزيئات ATP.

- كل جزيء لا يعيش أكثر من 1 دقيقة.

- يتم تحديث احدة جزيء ATP اليومي 2000-3000 مرات.

- وخلاصة القول، يوميا من جسم الإنسان يجمع 40KG أدينوسين ثلاثي الفوسفات، وفي كل مرة مخزون ATP هو 250 غرام

استنتاج

ترتبط ارتباطا وثيقا هيكل ATP ودورها البيولوجي من جزيئاته. المادة تلعب دورا رئيسيا في عمليات الحياة، لأنه في السندات الطاقة بين مخلفات الفوسفات تحتوي على كمية كبيرة من الطاقة. ATP يؤدي العديد من الوظائف في الخلية، وبالتالي فإنه من المهم للحفاظ على تركيز ثابت من هذه المادة. انهيار والتوليف تسير بسرعة عالية، أي. ل. وتستخدم علاقات الطاقة باستمرار في التفاعلات الكيميائية الحيوية. وهو عنصر لا غنى عنه في أي خلية في الجسم. هنا، ربما، كل ما يمكن أن يقال عن ما هو الهيكل ATP.