• Mikä on ATP?
• Mihin ATP on tarkoitettu?
• Miten ATP valmistetaan?
• Glykolyysi
• Krebsin sykli
• Elektronien kuljetusketju ja oksidatiivinen fosforylaatio
• ATP:n merkitys

Selitämme, mitä ATP on, mihin se on tarkoitettu ja miten tämä molekyyli tuotetaan. Myös glykolyysi, Krebsin sykli ja oksidatiivinen fosforylaatio.

Saksalainen biokemisti Karl Lohmann löysi ATP-molekyylin vuonna 1929.

Mikä on ATP?

Vuonnabiokemialyhenne ATP tarkoittaa Adenosine Triphosphate tai Adenosine Triphosphate, orgaanista molekyyliä, joka kuuluu nukleotidien ryhmään, joka on olennainen kudosten energia-aineenvaihdunnalle. solu. ATP on pääasiallinen energianlähde, jota käytetään useimmissa soluprosesseissa ja toiminnoissa sekä ihmiskehossa että muiden kehossa.elävät olennot.

ATP:n nimi tulee tämän molekyylin molekyylikoostumuksesta, jonka muodostaa typpipitoinen emäs (adeniini), joka on liittynytatomi hiili yksimolekyyli pentoosisokeria (kutsutaan myös riboosiksi) ja puolestaan ​​kolmellaioneja toiseen hiiliatomiin kiinnittyneet fosfaatit. Kaikki tämä on tiivistetty ATP:n molekyylikaavaan: C10H16N5O13P3.

Cyrus H. Fiske ja Yellapragada SubbaRow löysivät ATP-molekyylin ensimmäisen kerran vuonna 1929 ihmisen lihaksesta Yhdysvalloissa ja itsenäisesti Saksassa biokemisti Karl Lohmann.

Vaikka ATP-molekyyli löydettiin vuonna 1929, sen toiminnasta ja tärkeydestä ei ollut tietoaprosessit solun energiansiirrosta vuoteen 1941 asti saksalais-amerikkalaisen biokemistin Fritz Albert Lipmannin (Nobel-palkinnon voittaja vuonna 1953 yhdessä Krebsin kanssa) tutkimusten ansiosta.

Katso myös:Aineenvaihdunta

Mihin ATP on tarkoitettu?

ATP:n päätehtävä on toimia energianlähteenä solun sisällä tapahtuvissa biokemiallisissa reaktioissa, minkä vuoksi tämä molekyyli tunnetaan myös organismin ”energiavaluuttana”.

ATP on hyödyllinen molekyyli, joka sisältää hetkellisesti kemiallinen energia vapautuu aineenvaihdunnan hajoamisprosessien aikanaruokaaja vapauta se tarvittaessa uudelleen ohjatakseen kehon erilaisia ​​biologisia prosesseja, kuten solujen kuljetusta, edistääkseen reaktioita, jotka kuluttavatEnergiaa tai jopa suorittaa kehon mekaanisia toimintoja, kuten kävelyä.

Miten ATP valmistetaan?

ATP:n syntetisoimiseksi on välttämätöntä vapauttaa glukoosiin varastoitunutta kemiallista energiaa.

Soluissa ATP syntetisoidaan soluhengityksen kautta, prosessi, joka tapahtuu soluissa.mitokondriot solusta. Tämän ilmiön aikana glukoosiin varastoitunut kemiallinen energia vapautuu prosessin kauttahapettumista joka vapauttaaCO2, H2O ja energia ATP:n muodossa. Vaikka glukoosi on tämän reaktion par excellence substraatti, se on selvennettäväproteiinia ja rasvat ne voivat myös hapettua ATP:ksi. Jokainen näistä ravintoaineista peräisin ruokinta yksilöillä on erilaisia ​​aineenvaihduntareittejä, mutta ne konvergoivat yhteiseen metaboliittiin: asetyyli-CoA:han, joka käynnistää Krebsin syklin ja mahdollistaa kemiallisen energian saantiprosessin lähentymisen, koska kaikki solut kuluttavat energiansa ATP:n muodossa.

Solujen hengitysprosessi voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen tai vaiheeseen: glykolyysi (edellinen reitti, jota tarvitaan vain, kun solu käyttää glukoosia polttoaineena), Krebsin sykli ja elektronien kuljetusketju. Kahden ensimmäisen vaiheen aikana tuotetaan asetyyli-CoA:ta, CO2:ta ja vain pieni määrä ATP:tä, kun taas kolmannessa hengitysvaiheessa sitä muodostuu. H2O ja suurin osa ATP:stä proteiinisarjan kautta, jota kutsutaan "kompleksisiksi ATP-syntaasiksi".

Glykolyysi

Kuten mainittiin, glykolyysi on soluhengitystä edeltävä reitti, jonka aikana jokaista glukoosia (jossa on 6 hiiltä) kohti muodostuu kaksi pyruvaattia (a yhdiste muodostuu 3 hiilestä).

Toisin kuin kaksi muuta soluhengityksen vaihetta, glykolyysi tapahtuu solussa sytoplasma solusta. Tästä ensimmäisestä reitistä syntyvän pyruvaatin on päästävä mitokondrioihin jatkaakseen muuttumistaan ​​asetyyli-CoA:ksi ja siten voidakseen käyttää sitä Krebsin syklissä.

Krebsin sykli

Krebsin sykli on osa hiilihydraattien, lipidien ja proteiinien hapettumisprosessia.

Krebsin sykli (myös sitruunahapposykli tai trikarboksyylihapposykli) on perustavanlaatuinen prosessi, joka tapahtuu solun mitokondrioiden matriisissa ja joka koostuu peräkkäisistä kemialliset reaktiot mikä pitäätavoite elävän olennon eri ravintoaineiden prosessoinnista saadun asetyyli-CoA:n sisältämän kemiallisen energian vapauttaminen sekä muiden aminohappojen esiasteiden saaminen, jotka ovat välttämättömiä muun luonteisiin biokemiallisiin reaktioihin.

Tämä sykli on osa paljon suurempaa prosessia, joka on hiilihydraattien, lipidien ja proteiinien hapetus, jonka välivaihe on: asetyyli-CoA:n muodostumisen jälkeen mainittujen orgaanisten yhdisteiden hiilen kanssa ja ennen oksidatiivista fosforylaatiota. jossa ATP on " koottu" reaktiossa, jota katalysoi aentsyymi kutsutaan ATP-syntaasi tai ATP-syntaasi.

Krebs-sykli toimii useiden eri entsyymien ansiosta, jotka hapettavat asetyyli-CoA:n kokonaan ja vapauttavat kustakin hapettuneesta molekyylistä kaksi erilaista: CO2 (hiilidioksidi) ja H2O (vesi). Lisäksi Krebsin syklin aikana syntyy pieni määrä GTP:tä (samanlainen kuin ATP) ja vähentää tehoa NADH:n ja FADH2:n muodossa, joita käytetään ATP:n synteesiin soluhengityksen seuraavassa vaiheessa.

Kierto alkaa asetyyli-CoA-molekyylin fuusiolla oksaloasetaattimolekyylin kanssa. Tästä liitosta syntyy kuuden hiilen molekyyli: sitraatti. Siten vapautuu koentsyymi A. Itse asiassa sitä käytetään uudelleen monta kertaa. Jos solussa on liikaa ATP:tä, tämä vaihe estyy.

Myöhemmin sitraatti tai sitruunahappo käy läpi sarjan peräkkäisiä muunnoksia, jotka peräkkäin synnyttävät isositraattia, ketoglutaraattia, sukkinyyli-CoA:ta, sukkinaattia, fumaraattia, malaattia ja oksaloasetaattia uudelleen. Yhdessä näiden tuotteiden kanssa jokaista täydellistä Krebsin sykliä kohti tuotetaan vähimmäismäärä GTP:tä, mikä vähentää tehoa NADH:n, FADH2:n ja CO2:n muodossa.

Elektronien kuljetusketju ja oksidatiivinen fosforylaatio

NADH- ja FADH2-molekyylit pystyvät luovuttamaan elektroneja Krebsin syklissä.

Ravinteiden talteenottokierron viimeisessä vaiheessa käytetään happea ja Krebsin syklin aikana tuotettuja yhdisteitä ATP:n tuottamiseen prosessissa, jota kutsutaan oksidatiiviseksi fosforylaatioksi. Tämän prosessin aikana, joka tapahtuu sisäisessä mitokondrioiden kalvossa, NADH ja FADH2 luovuttavat elektroneja ajaa heidät energeettisesti alemmalle tasolle. Lopulta happi hyväksyy nämä elektronit (joka kun protonien kanssa yhdistyy, syntyy vesimolekyylejä).

Elektronisen ketjun ja oksidatiivisen fosforylaation välinen kytkentä toimii kahden vastakkaisen reaktion perusteella: toinen vapauttaa energiaa ja toinen, joka käyttää vapautunutta energiaa ATP-molekyylien tuottamiseen, kiitos ATP-syntetaasin. Kun elektronit "matkaavat" alas ketjua sarjassa redox-reaktiotvapautunutta energiaa käytetään protonien pumppaamiseen kalvon läpi. Kun nämä protonit diffundoituvat takaisin ATP-syntetaasin läpi, niiden energiaa käytetään sitomaan ylimääräinen fosfaattiryhmä ADP (adenosiinidifosfaatti) -molekyyliin, mikä johtaa ATP:n muodostumiseen.

ATP:n merkitys

ATP on elävien organismien elintärkeiden prosessien perusmolekyyli, kemiallisen energian välittäjänä erilaisille solussa tapahtuville reaktioille, esimerkiksi solujen synteesiin. makromolekyylit monimutkaisia ​​ja perustavanlaatuisia, kutenDNA, RNA tai solussa tapahtuvaan proteiinisynteesiin. Siten ATP tarjoaa tarvittavan energian useimpien kehossa tapahtuvien reaktioiden mahdollistamiseen.

ATP:n käyttö "energian luovuttajana" selittyy energiarikkaiden fosfaattisidosten läsnäololla. Nämä samat sidokset voivat vapauttaa suuren määrän energiaa "murtumalla", kun ATP hydrolysoituu ADP:ksi, eli kun se menettää fosfaattiryhmän veden vaikutuksesta. Reaktio hydrolyysi ATP on seuraava:

ATP on välttämätön esimerkiksi lihasten supistumiselle.

ATP on avainasemassa makromolekyylien kuljettamisessaplasmakalvo (eksosytoosi ja solun endosytoosi) ja myös synaptiseen viestintään niiden välilläneuronit, joten sen jatkuva synteesi on välttämätöntä ruoasta saadusta glukoosista. Tällainen on sen merkitys elämää, että joidenkin ATP-prosesseja inhiboivien myrkyllisten alkuaineiden, kuten arseenin tai syanidin, nauttiminen on tappavaa ja aiheuttaa organismin fulminanttia kuolemaa.