- Mi az ATP?
- Mire való az ATP?
- Hogyan készül az ATP?
- Glikolízis
- Krebs ciklus
- Elektrontranszport lánc és oxidatív foszforiláció
- Az ATP jelentősége
Elmagyarázzuk, mi az ATP, mire való és hogyan keletkezik ez a molekula. Továbbá glikolízis, Krebs-ciklus és oxidatív foszforiláció.
Mi az ATP?
Ban,-benbiokémiaAz ATP mozaikszó az Adenosine Triphosphate vagy Adenosine Triphosphate egy olyan szerves molekula, amely a nukleotidok csoportjába tartozik, és alapvető fontosságú a sejtek energia-anyagcseréjében. sejt. Az ATP a legtöbb sejtfolyamatban és funkcióban felhasznált fő energiaforrás, mind az emberi testben, mind mások szervezetében.élőlények.
Az ATP neve ennek a molekulának a molekuláris összetételéből származik, amelyet egy nitrogéntartalmú bázis (adenin) képez, amely aatom szén egymolekula pentózcukorból (más néven ribózból), és viszont hárommalionok egy másik szénatomhoz kapcsolódó foszfátok. Mindezt az ATP molekulaképlete foglalja össze: C10H16N5O13P3.
Az ATP-molekulát először 1929-ben fedezte fel emberi izomban az Egyesült Államokban Cyrus H. Fiske és Yellapragada SubbaRow, Németországban pedig Karl Lohmann biokémikus.
Bár az ATP-molekulát 1929-ben fedezték fel, működéséről és fontosságáról nem volt feljegyzés a különbözőfolyamatokat a sejt energiaátadása 1941-ig, Fritz Albert Lipmann német-amerikai biokémikus (1953-ban Nobel-díjas Krebsszel együtt) tanulmányainak köszönhetően.
Lásd még:Anyagcsere
Mire való az ATP?
Az ATP fő funkciója a sejten belül lezajló biokémiai reakciók energiaellátása, ezért ezt a molekulát a szervezet „energiavalutájának” is nevezik.
Az ATP hasznos molekula, amely pillanatnyilag tartalmazza a kémiai energia bomlási folyamatai során szabadul felétel, és szükség esetén ismét felengedi, hogy a szervezet különböző biológiai folyamatait, például sejttranszportot hajtsa végre, elősegítse az elfogyasztó reakciókat.Energia vagy akár a test mechanikai műveleteinek végrehajtására, például gyaloglásra.
Hogyan készül az ATP?
A sejtekben az ATP-t sejtlégzéssel szintetizálják, amely folyamat a sejtekben megy végbe.mitokondriumok a sejt. E jelenség során a glükózban tárolt kémiai energia felszabadul egy folyamaton keresztüloxidáció hogy elengediCO2, H2O és energia ATP formájában. Bár a glükóz ennek a reakciónak a kiváló szubsztrátja, tisztázni kell, hogyfehérje és a zsírok ATP-vé is oxidálódhatnak. Mindegyik tápanyag a táplálás Az egyén anyagcsere-útvonalai eltérőek, de egy közös metabolithoz konvergálnak: az acetil-CoA-hoz, amely elindítja a Krebs-ciklust, és lehetővé teszi a kémiai energiaszerzés folyamatának konvergálását, mivel minden sejt ATP formájában fogyasztja el energiáját.
A sejtlégzés folyamata három fázisra vagy szakaszra osztható: glikolízis (egy korábbi folyamat, amely csak akkor szükséges, ha a sejt glükózt használ üzemanyagként), a Krebs-ciklus és az elektrontranszport lánc. Az első két szakaszban acetil-CoA, CO2 és csak kis mennyiségű ATP, míg a légzés harmadik fázisában termelődik. H2O és az ATP nagy része a "komplex ATP-szintáz" nevű fehérjekészleten keresztül.
Glikolízis
Mint említettük, a glikolízis a sejtlégzést megelőző folyamat, amelynek során minden egyes glükózhoz (amely 6 szénatomot tartalmaz) két piruvát képződik (a összetett 3 szénatom alkotja).
A sejtlégzés másik két szakaszától eltérően a glikolízis a citoplazma a sejt. Az ebből az első útvonalból származó piruvátnak be kell jutnia a mitokondriumokba, hogy folytassa az átalakulását acetil-CoA-vá, és így felhasználható legyen a Krebs-ciklusban.
Krebs ciklus
A Krebs-ciklus (más néven citromsavciklus vagy trikarbonsavciklus) egy alapvető folyamat, amely a sejtes mitokondriumok mátrixában játszódik le, és amely a kémiai reakciók mihez hasonlócélkitűzés az élőlény különböző táplálék-tápanyagainak feldolgozásából nyert acetil-CoA-ban lévő kémiai energia felszabadítása, valamint más jellegű biokémiai reakciókhoz szükséges egyéb aminosavak prekurzorainak kinyerése.
Ez a ciklus egy sokkal nagyobb folyamat része, amely a szénhidrátok, lipidek és fehérjék oxidációja, amelynek köztes szakasza: az acetil-CoA képződése után az említett szerves vegyületek szénatomjával, és az oxidatív foszforiláció előtt. ahol az ATP a. által katalizált reakcióbanenzim ATP-szintetáznak vagy ATP-szintetáznak nevezik.
A Krebs-ciklus több különböző enzimnek köszönhetően működik, amelyek teljesen oxidálják az acetil-CoA-t, és két különböző enzimet szabadítanak fel minden oxidált molekulából: CO2-t (szén-dioxid) és H2O-t (víz). Ezenkívül a Krebs-ciklus során minimális mennyiségű GTP (hasonlóan az ATP-hez) termelődik, és csökkenti a teljesítményt NADH és FADH2 formájában, amelyet az ATP szintézisére használnak fel a sejtlégzés következő szakaszában.
A ciklus egy acetil-CoA molekula és egy oxálacetát molekula fúziójával kezdődik. Ez az egyesülés egy hat szénatomos molekulát eredményez: a citrátot. Így felszabadul a koenzim A. Valójában sokszor újrafelhasználják. Ha túl sok ATP van a sejtben, ez a lépés gátlásra kerül.
Ezt követően a citrát vagy citromsav egy sor egymást követő átalakuláson megy keresztül, amelyek egymás után ismét izocitrátot, ketoglutarátot, szukcinil-CoA-t, szukcinátot, fumarátot, malátot és oxál-acetátot eredményeznek. Ezekkel a termékekkel együtt minimális mennyiségű GTP termelődik minden teljes Krebs-ciklushoz, csökkentve a teljesítményt NADH, FADH2 és CO2 formájában.
Elektrontranszport lánc és oxidatív foszforiláció
A tápanyag-begyűjtési kör utolsó szakasza oxigént és a Krebs-ciklus során keletkezett vegyületeket használva ATP-t állít elő az oxidatív foszforilációnak nevezett folyamat során. E folyamat során, amely a belső mitokondriális membránban megy végbe, a NADH és a FADH2 adományoz elektronok energetikailag alacsonyabb szintre tereli őket. Ezeket az elektronokat végül elfogadja az oxigén (ami a protonokkal való egyesülés során vízmolekulák képződését eredményezi).
Az elektronikus lánc és az oxidatív foszforiláció közötti kapcsolódás két ellentétes reakción alapul: az egyik energia szabadul fel, a másik pedig a felszabaduló energiát használja fel ATP-molekulák előállítására, köszönhetően az ATP-szintetáz beavatkozásának. Ahogy az elektronok sorozatosan "utaznak" le a láncon redox reakciók, a felszabaduló energiát protonok pumpálására használják a membránon keresztül. Amikor ezek a protonok visszadiffundálnak az ATP-szintetázon keresztül, energiájukat arra használják fel, hogy egy további foszfátcsoportot kötjenek egy ADP (adenozin-difoszfát) molekulához, ami ATP képződéséhez vezet.
Az ATP jelentősége
Az ATP az élő szervezetek létfontosságú folyamatainak alapvető molekulája, kémiai energia közvetítője a sejtben végbemenő különböző reakciókhoz, például a sejtszintézishez. makrómolekulák összetett és alapvető, mint például aDNS, RNS vagy a sejten belül végbemenő fehérjeszintézishez. Így az ATP biztosítja a szervezetben végbemenő legtöbb reakcióhoz szükséges energiát.
Az ATP „energiadonor” molekulaként való hasznosságát az energiában gazdag foszfátkötések jelenléte magyarázza. Ugyanezek a kötések nagy mennyiségű energiát szabadíthatnak fel azáltal, hogy az ATP ADP-vé hidrolizálódik, vagyis amikor a víz hatására elveszít egy foszfátcsoportot. reakciója hidrolízis Az ATP a következő:
Az ATP nélkülözhetetlen például az izomösszehúzódáshoz.Az ATP kulcsfontosságú a makromolekulák szállításában aplazma membrán (exocitózis és celluláris endocitózis), valamint a szinaptikus kommunikációhoz isneuronok, ezért elengedhetetlen a folyamatos szintézise, az élelmiszerekből nyert glükózból. Ilyen a jelentősége a élet, hogy egyes ATP folyamatokat gátló mérgező elemek, mint az arzén vagy a cianid lenyelése halálos és fulmináns módon okozza a szervezet halálát.