ATP (Adenosintyposphat)

ATP -Struktur. Quelle: Wikimedia Commons

Was ist der ATP (Adenosine Triffosphat)?

Er ATP (Adenosintyposphat) Es ist ein organisches Molekül, das die primäre Energie aller Lebensformen trägt (Bakterien, Formen, Gemüse, Hefen, Zellen usw.). Es spielt eine grundlegende Rolle im Stoffwechsel, da es die Energie transportiert, die erforderlich ist, um eine Reihe von zellulären Prozessen effektiv aufrechtzuerhalten.

Dieses Molekül wird mit hohen Energieverbindungen präsentiert, die von einem Adeninring, einem Ribose und drei Phosphatgruppen bestehen. Es ist allgemein bekannt für den Begriff "Energiewährung", da seine Bildung und Verwendung leicht auftritt, sodass die chemischen Reaktionen, die Energie erfordern.

Obwohl das Molekül mit dem bloßen Auge klein und einfach ist, hält es eine erhebliche Menge an Energie in seinen Verbindungen. Phosphatgruppen haben negative Belastungen, die ständig Abstoßung sind, was es zu einem labilen und leicht zu brechen.

Dieses Molekül ist dafür verantwortlich, die notwendige Energie für die meisten Prozesse in der Zelle zu liefern, von der Proteinsynthese bis zur Fortbewegung. Darüber hinaus ermöglicht es den Verkehr von Molekülen durch die Membranen und wirkt bei der Zellbezeichnung.

ATP -Struktur

Der ATP ist, wie der Name schon sagt, ein Nukleotid mit drei Phosphaten. Seine besondere Struktur, insbesondere die beiden Pyrophosphatverbindungen. Es besteht aus folgenden Elementen:

- Eine Stickstoffbasis, Adenin. Die Stickstoffbasen sind zyklische Verbindungen, die einen oder mehrere Stickstoff in ihrer Struktur enthalten. Wir finden sie auch als Komponenten in Nukleinsäuren, DNA und RNA.

- In der Mitte des Moleküls befindet sich die Ribose. Es ist ein Zucker vom Typ Pentose, da er fünf Kohlenstoffatome hat. Seine chemische Formel ist c₅H₁₀ENTWEDER₅. Carbon 1 der Ribose ist am Adeninring befestigt.

- Drei radikale Phosphate. Die letzten beiden sind die "Hochenergieverbindungen" und werden in Grafikstrukturen mit dem Virgulilla -Symbol dargestellt: ~. Die Phosphatgruppe ist eines der wichtigsten in biologischen Systemen. Die drei Gruppen werden Alfa, Beta und Gamma genannt, von den am nächsten am weitesten am weitesten.

Dieser Link ist sehr labil und ist also schnell, einfach und spontan unterteilt, wenn die physiologischen Bedingungen des Organismus ihn verdienen. Dies geschieht, weil die negativen Lasten der drei Phosphatgruppen versuchen, sich voneinander zu entfernen.

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ATP -Funktionen

Das ATP spielt eine unverzichtbare Rolle beim Energiestoffwechsel praktisch aller lebenden Organismen. Aus diesem Grund wird es normalerweise als Energiewährung bezeichnet, da es in wenigen Minuten ausgegeben und kontinuierlich aufgefüllt werden kann.

Im Allgemeinen fungiert das ATP als Signalmolekül in den Prozessen, die in der Zelle auftreten. Es ist notwendig, die Komponenten von DNA und RNA und für die Synthese anderer Biomoleküle unter anderem am Verkehr durch Membranen zu synthetisieren.

ATP -Funktionen sind sehr breit. Daher werden wir drei spezifische Beispiele nennen.

Energieversorgung für den Transport von Natrium und Kalium durch die Membran

Das ATP führt Energie in das Natrium-Potium-Pumpensystem, den mellulären aktiven Transportmechanismus ein, der Natriumionen ständig nach außen pumpt, und Kaliumionen nach innen. 

Es wird geschätzt, dass ein Drittel der in der Zelle gebildeten ATP verwendet wird, um die Pumpe aktiv zu halten. 

Logischerweise beschränkt sich die Verwendung von ATP nicht auf den Transport von Natrium und Kalium. Es gibt unter anderem andere Ionen wie Kalzium, Magnesium, die diese Energiewährung eingeben müssen.

Teilnahme an der Proteinsynthese

Proteinmoleküle werden durch Aminosäuren gebildet, die durch Peptidverbindungen miteinander verbunden sind. Um sie zu bilden, ist das Bruch von vier Hochenergieverbindungen erforderlich. Mit anderen Worten, eine beträchtliche Anzahl von ATP -Molekülen muss zur Bildung eines Proteins der durchschnittlichen Länge hydrolysiert werden.

Proteinsynthese tritt in Strukturen auf, die Ribosomen bezeichnet werden. Diese können den Code interpretieren, den der Messenger hat, und ihn in eine Aminosäuresequenz übersetzen: Dieser Prozess hängt von ATP ab.

In den aktivsten Zellen kann die Proteinsynthese bis zu 75% der in dieser wichtigen Arbeit synthetisierten ATP leiten.

Andererseits synthetisiert die Zelle nicht nur Proteine, benötigt auch Lipide, Cholesterin und andere unverzichtbare Substanzen, und dies erfordert die in ATP -Bindungen enthaltene Energie.

Versorgungsenergie für die Fortbewegung

Mechanische Arbeit ist eine der wichtigsten Funktionen von ATP. Zum Beispiel, damit unser Körper die Kontraktion von Muskelfasern ausführen kann, müssen Sie große Mengen an Energie haben.

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Im Muskel kann chemische Energie dank der Reorganisation von Proteinen mit Kontraktionskapazität in mechanische Energie umgewandelt werden, die es bilden. Die Länge dieser Strukturen wird verkürzt, was eine Spannung erzeugt, die sich in die Erzeugung von Bewegungen niederschlägt.

ATP -Hydrolyse

ATP -Hydrolyse ist eine Reaktion, die die Auseinandersetzung des Moleküls aufgrund des Vorhandenseins von Wasser beinhaltet. Die Reaktion wird wie folgt dargestellt:

ATP + Wasser ⇋ ADP + P_Yo + Energie. Wo, der Begriff p_Yo bezieht sich auf die anorganische Phosphatgruppe und das ADP ist Adenosin -Diphosphat. Beachten Sie, dass die Reaktion reversibel ist.

ATP -Hydrolyse ist ein Phänomen, das die Freisetzung einer immensen Menge an Energie beinhaltet.

Der Bruch eines der Pyrophosphatverbindungen führt zur Freisetzung von 7 kcal durch mol -spezifische 7,3 von ATP zu ADP und 8,2 für die Herstellung von Adenosinmonophosphat (AMP) von ATP.

Dies entspricht 12.000 Kalorien pro Mol ATP.

Warum tritt diese Energiefreisetzung auf?

Hydrolyseprodukte sind viel stabiler als ATP.

Es ist notwendig zu erwähnen, dass nur die Hydrolyse, die auf Pyrophosphatbindungen auftritt, um die Bildung von ADP oder AMP zu führen, zu einer Energieerzeugung in wichtigen Mengen führt.

Die Freisetzung von Energie aus diesen Reaktionen wird verwendet, um Stoffwechselreaktionen in der Zelle durchzuführen.

ATP erhalten

Das ATP kann auf zwei Arten erhalten werden: oxidative Phosphorylierung und Phosphorylierung in Bezug auf das Substrat. Der erste benötigt Sauerstoff, während der zweite ihn nicht braucht. Ungefähr 95% der gebildeten ATP treten in den Mitochondrien auf.

Oxidative Phosphorylierung

Die oxidative Phosphorylierung beinhaltet einen Oxidationsprozess von Nährstoffen in zwei Phasen: das Erhalten von reduzierten Coenzymen NADH und FADH₂ Vitamine abgeleitet.

Die Verringerung dieser Moleküle erfordert die Verwendung von Wasserstoffen aus Nährstoffen. Bei Fetten ist die Produktion von Coenzymen aufgrund der enormen Menge an Wasserstoffen in ihrer Struktur bemerkenswert, im Vergleich zu Peptiden oder Kohlenhydraten.

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Obwohl es mehrere Coenzym -Produktionsrouten gibt, ist der Krebszyklus der wichtigste Weg. Anschließend sind reduzierte Coenzyme auf die Atemungsketten in den Mitochondrien konzentriert, die Elektronen an Sauerstoff übertragen.

Die Elektronenförderkette wird durch eine Reihe von Proteinen gebildet, die an die Membran gekoppelt sind, die Protonen (H+) nach außen pumpen (siehe Bild). Diese Protonen betreten und überqueren die Membran erneut durch ein anderes Protein, die ATP -Syntasa, die für die ATP -Synthese verantwortlich ist.

Mit anderen Worten, wir müssen Coenzyme, mehr ADP und Sauerstoff reduzieren, Wasser und ATP erzeugen.

ATP erhalten Prozess. Quelle: Wikimedia Commons

Phosphorylierung auf Substratebene

Die Phosphorylierung in Bezug auf Substrat ist nicht so wichtig wie der oben beschriebene Mechanismus und, da es keine Sauerstoffmoleküle benötigt, normalerweise mit der Fermentation verbunden ist.

Diese Route extrahiert, obwohl sehr schnell, wenig Energie: Wenn wir sie mit dem Oxidationsprozess vergleichen, wäre es ungefähr fünfzehn weniger.

In unserem Körper treten fermentative Prozesse auf Muskelebene auf. Dieses Gewebe kann ohne Sauerstoff funktionieren, daher ist es möglich, dass ein Glukosemolekül auf Milchsäure abgebaut wird (wenn wir beispielsweise eine intensive sportliche Aktivität ausführen).

In den Fermentationen kann das Endprodukt immer noch ein Energiepotential haben, der extrahiert werden kann. Bei Fermentation im Muskel sind Kohlenstoffe in Milchsäure auf der gleichen Reduktion wie die des anfänglichen Moleküls: Glucose.

Somit tritt die Energieerzeugung aufgrund der Bildung von Molekülen mit hochenergetischen Bindungen auf, einschließlich 1,3-Bifosphoglirat und Phosphoenolpiruvat.

Bei der Glykolyse beispielsweise ist die Hydrolyse dieser Verbindungen mit der Produktion von ATP -Molekülen verbunden, so.

ATP -Zyklus

ATP -Zyklus. Quelle: Wikimedia Commons

Der ATP wird nie aufbewahrt. Befindet sich in einem kontinuierlichen Gebrauchszyklus und Synthese. Auf diese Weise wird ein Gleichgewicht zwischen dem gebildeten ATP und seinem hydrolysierten Produkt erzeugt, das ADP.

Verweise

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