Strwythur ATP a rôl biolegol. swyddogaethau ATP

Mae pob cell yn ein corff yn digwydd miliynau o adweithiau biocemegol. Maent yn cael eu catalyzed gan amrywiaeth o ensymau, sy'n aml yn gofyn ynni. Ble y gell y mae'n ei gymryd? Gall hyn cwestiwn yn cael ei ateb drwy ystyried strwythur y moleciwlau o ATP - yn ffynhonnell bwysig o ynni.

ATP - y ffynhonnell cyffredinol o ynni

ATP yn sefyll am adenosine, neu adenosine triphosphate. Mae'r sylwedd yn un o'r ddwy ffynhonnell bwysicaf o ynni ym mhob cell. Mae strwythur a rôl biolegol o ATP yn agos gysylltiedig. Gall y rhan fwyaf o adweithiau biocemegol yn digwydd yn unig gyda chyfranogiad moleciwlau o sylwedd, yn enwedig mewn metabolaeth plastig. Fodd bynnag, mae ATP yn anaml yn ymwneud yn uniongyrchol yn yr adwaith ar gyfer y digwyddiad o unrhyw broses yn gofyn am egni, mae'n cael ei chau mewn y bondiau cemegol ATP.

Mae strwythur y moleciwlau o sylwedd fel bod y cysylltiad sy'n deillio rhwng y grwpiau ffosffad yn dwyn llawer iawn o ynni. Felly, a elwir hefyd yn cyfathrebu mor uchel-ynni neu makroenergeticheskimi (macro = llawer o nifer fawr). bondiau ynni Tymor am y tro cyntaf a gyflwynwyd yn wyddonydd F. Lipman, a bwriedir eu defnyddio i ddynodi ̴ eicon iddynt.

Mae'n bwysig iawn i'r gell i gynnal lefel gyson o ATP. Mae hyn yn arbennig o nodweddiadol o gelloedd cyhyrau a ffibrau nerfau, oherwydd eu bod yn fwyaf cyfnewidiol ac i gyflawni ei swyddogaethau yn gofyn am gynnwys uchel o adenosine triphosphate.

Mae strwythur y moleciwlau o ATP

ATP yn cynnwys tair elfen: ribose a adenin gweddillion o asid ffosfforig.

Ribose - carbohydrad, sy'n cyfeirio at grŵp pentos. Mae hyn yn golygu bod y cyfansoddiad atomau ribose 5 carbon sy'n cael eu cynnwys yn y cylch. Ribose yn gysylltiedig â bond β-N-glycosidig adenin i atom carbon cyntaf. Ymunodd â gweddillion pentos o asid ffosfforig yn yr atom carbon 5ed.

Adenin - sylfaen nitrogenaidd. Yn dibynnu ar ba fath o nitrogen sylfaenol ynghlwm wrth y ribose, fel RhAG ynysig (guanosine triphosphate), TTP (thymidine), CTP (triphosphate cytidine) a UTP (uridine triphosphate). Mae'r holl sylweddau hyn yn debyg o ran strwythur i adenosine triphosphate a pherfformio oddeutu yr un swyddogaeth, ond maent yn cael eu gweld yn y gell yn llawer llai cyffredin.

Gweddillion asid ffosfforig. Efallai i wneud y gorau ribose ymuno tri gweddillion asid ffosfforig. Os yw dau ohonynt, neu dim ond un, yn y drefn honno, sylwedd o'r enw ADP (diphosphate) a AMP (monophosphate). Deuir i'r casgliad rhwng y cysylltiad makroenergeticheskie gweddillion ffosfforws, sy'n cael ei ryddhau ar ôl rhwygo 40-60 kJ o egni. Os bydd y ddau bondiau yn cael eu torri, yn sefyll 80, o leiaf - 120 kJ o egni. Ar gyfathrebu egwyl rhwng y moiety ribose a ffosfforws yn cael ei ryddhau dim ond 13.8 kJ, felly dim ond dau triphosphate moleciwl gysylltiad macroergic (P ̴ ̴ F P), ac yn y moleciwl o ADP - un (P ̴ P).

Dyma beth yw nodweddion strwythur ATP. Oherwydd y ffaith bod rhwng y gweddillion asid ffosfforig a ffurfiwyd strwythur bond makroenergeticheskaya a swyddogaethau ATP cysylltiedig.

Mae strwythur a rôl biolegol o foleciwlau ATP. Nodweddion ychwanegol adenosine triphosphate

Ar wahân i ynni, gall ATP perfformio llawer o swyddogaethau eraill yn y gell. Ynghyd â triphosphate triphosphate niwcleotid eraill sy'n rhan yn y gwaith o asid niwclëig adeiladu. Yn yr achos hwn, ATP, RhAG, TTP, CTP a UTP yn ddarparwyr o ganolfannau nitrogenaidd. eiddo hwn yn cael ei ddefnyddio yn y prosesau o ddyblygu DNA a thrawsgrifio.

ATP hefyd yn angenrheidiol ar gyfer sianelau ion. Er enghraifft, Na-K sianel pympiau sodiwm 3 moleciwlau o gelloedd ac i bwmpio photasiwm 2 moleciwl i mewn i gell. Mae angen y presennol ion i gynnal y wefr bositif ar wyneb allanol y bilen, a dim ond drwy ddefnyddio ATP sianel gweithio'n iawn. Mae'r un peth yn berthnasol i'r sianeli proton a chalsiwm.

ATP yn rhagflaenydd o negeswyr eilaidd CAMP (cylchol monophosphate adenosine) - CAMP nid yn unig yn trosglwyddo signal a geir derbynyddion cell bilen, ond hefyd yn effeithydd allosteric. effeithyddion allosteric - yn sylweddau sy'n cyflymu neu arafu yr adweithiau enzymatic. Felly, adenosine cylchol yn atal yr ensym sy'n catalyzes holltiad lactos mewn i gelloedd bacteriwm.

Gall ATP moleciwl ei hun hefyd yn effeithydd allosteric. Ar ben hynny, mewn prosesau o'r fath gwrthweithydd ATP ADP yn gweithredu fel pe triphosphate cyflymu adwaith, ac yna yn llesteirio diphosphate, ac i'r gwrthwyneb. Mae'r rhain yn y swyddogaethau a strwythur ATP.

Gan fod y ATP a ffurfiwyd yn y gell

Swyddogaeth a strwythur ATP yn golygu bod y moleciwlau o sylwedd yn cael eu defnyddio yn gyflym ac yn cael eu dinistrio. Felly synthesis triphosphate - yn broses bwysig o ffurfio ynni yn y gell.

Mae tri dull mwyaf pwysig ar gyfer y synthesis o adenosine triphosphate:

1. Yr ffosfforyleiddiad swbstrad.

2. ffosfforyleiddiad ocsidiol.

3. ffosfforyleiddiad.

ffosfforyleiddiad swbstrad yn seiliedig ar adweithiau lluosog sy'n digwydd yn y cytoplasm y gell. Gelwir y rhain yn cael eu adweithiau glycolysis - cam anaerobig resbiradaeth aerobig. O ganlyniad, un cylch o glycolysis o 1 moleciwl glwcos yn syntheseiddio gan ddau moleciwlau o asid pyruvic yn cael eu defnyddio bellach i gynhyrchu ynni, a hefyd dau syntheseiddio ATP.

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

ffosfforyleiddiad ocsidiol. resbiradaeth cell

Ocsidiol ffosfforyleiddiad - yw ffurfio ATP trwy drosglwyddo electronau yn y gadwyn trosglwyddo electronau y bilen. O ganlyniad i fath drosglwyddo graddiant proton ei ffurfio ar un ochr y bilen a defnyddio set o brotein synthase ATP annatod yn adeiladu moleciwlau. Mae'r broses yn digwydd yn y bilen mitochondrial.

Mae'r dilyniant o gamau o glycolysis a ffosfforyleiddiad ocsidiol yn mitocondria yw'r broses gyffredinol a elwir yn anadlu. Ar ôl y cylch llawn o 1 moleciwl o glwcos yn y gell 36 yn cael ei ffurfio moleciwlau ATP.

ffotoffosfforyladu

broses ffosfforyleiddiad - mae hyn yn yr un ffosfforyleiddiad ocsidiol gyda gwahaniaeth dim ond un: yr adweithiau ffosfforyleiddiad yn digwydd yng nghelloedd cloroplastau dan ddylanwad golau. Cynhyrchwyd ATP yn ystod ffotosynthesis cyfnod golau - y broses sylfaenol o gael ynni o blanhigion gwyrdd, algâu a rhai bacteria.

Yn y broses o ffotosynthesis ar gyfer yr un electron-cludiant electronau pasio cadwyn, gan arwain at graddiant proton. Mae crynodiad y protonau ar un ochr y bilen yn ffynhonnell o ATP synthesis. Cydosod moleciwlau gario gan y synthase ATP ensym.

Ffeithiau diddorol am ATP

- y gell ar gyfartaledd yn cynnwys 0.04% o gyfanswm y màs o adenosine triphosphate. Fodd bynnag, mae'r rhan fwyaf pwysig yn arsylwi mewn celloedd cyhyrau: 0.2-0.5%.

- Yn y gell, tua 1 biliwn o foleciwlau o ATP.

- Nid yw pob moleciwl yn byw mwy na 1 munud.

- Un moleciwl ATP yn cael ei diweddaru bob dydd 2000-3000 weithiau.

- Yn y swm, y dydd o corff dynol synthesizes adenosine triphosphate 40kg, ac ar bob tro y stoc ATP yw 250 g

casgliad

Strwythur ATP a rôl biolegol o'i moleciwlau yn perthyn yn agos. Mae'r sylwedd yn chwarae rhan allweddol yn y prosesau bywyd, oherwydd yn y bond ynni rhwng y gweddillion ffosffad yn cynnwys llawer iawn o ynni. ATP yn cyflawni llawer o swyddogaethau yn y gell, ac felly mae'n bwysig cynnal crynodiad cyson o'r sylwedd. Dadansoddiad a synthesis yn mynd ar gyflymder uchel, hy. I. Mae'r cysylltiadau ynni'n cael eu defnyddio'n gyson mewn adweithiau biocemegol. Mae'n cynhwysyn anhepgor o unrhyw cell yn y corff. Yma, efallai, i gyd y gellir ei ddweud am yr hyn y mae'r strwythur yn ATP.