Funkcije ATP. Koja je funkcija ATP-a?

Da parafraziram poznati izraz „kretanje - to je život”, postaje jasno da su sve manifestacije žive tvari - rast, reprodukcija, prehrambene procese sinteze tvari, disanje - su, u stvari, kretanje atoma i molekula koje čine stanice. Jesu li ti procesi mogući bez sudjelovanja energije? Naravno da ne.

Gdje žive tvari, od divovskih organizama, poput plavog kitova ili američke sekvoje, do ultramicroskopskih bakterija, izvode svoje rezerve?

Biokemija je pronašla odgovor na ovo pitanje. Adenozin trifosforna kiselina je univerzalna tvar koju koriste svi stanovnici našeg planeta. U ovom ćemo članku razmotriti strukturu i funkcije ATP-a u različitim skupinama živih organizama. Osim toga, odredit ćemo koji su organeli odgovorni za sintezu u biljnim i životinjskim stanicama.

Povijest otkrića

U ranom dvadesetom stoljeću u laboratoriju Harvard Medical School, nekoliko znanstvenika, naime Subbaris, Lohman i Frisco, naći spojeve koji su slični u strukturi na adenin nukleotida RNA. Međutim, on nije sadržavao jedan, ali tri cjelina fosfatnih kiselina povezanih s monosaharidnom ribozom. Nakon dva desetljeća, F. Lipman, koji je proučavao funkcije ATP-a, potvrdio je znanstvenu pretpostavku da ovaj spoj nosi energiju. Od ovog trenutka biokemičari su imali izvrsnu priliku da se detaljno upoznaju sa složenim mehanizmom sinteze ove tvari koja se pojavljuje u stanici. Kasnije je otkriven ključni spoj: enzim je ATP sintaza, odgovorna za formiranje kiselih molekula u mitohondrijima. Da bismo utvrdili što funkcionira ATF, saznat ćemo koji se procesi pojavljuju u živim organizmima koji se ne mogu ostvariti bez sudjelovanja ove tvari.

Oblici postojanja energije u biološkim sustavima

Različite reakcije koje se javljaju u živim organizmima zahtijevaju različite vrste energije koje se mogu pretvoriti jedna u druge. To uključuje mehaničke procese (kretanje bakterija i protozoa, smanjenje miofibela u mišićnom tkivu), biokemijsku sintezu. Ovaj popis također uključuje električne impulse koji su podložni ekscitaciji i inhibiciji, toplinske reakcije koje održavaju konstantnu tjelesnu temperaturu kod toplokrvnih životinja i ljudi. Svjetlosni sjaj planete morskog mora, nekih insekata i dubokih morskih riba također se odnosi na vrste energije koje proizvode životi.

Sve gore opisane pojave koje se javljaju u biološkim sustavima nemoguće je bez ATP molekula, čije se funkcije sastoje od skladištenja energije u obliku makroergijskih veza. Pojavljuju se između adenilnog nukleozida i ostataka fosfatne kiseline.

Odakle dolazi stanična energija?

Prema zakonima termodinamike pojavljivanje i nestanak energije dolazi iz određenih razloga. Cijepanje organskih spojeva koji čine hranu: proteini, ugljikohidrati i osobito lipidi dovode do oslobađanja energije. Primarni procesi hidrolize pojavljuju se u probavnom traktu, gdje su makromolekule organskih spojeva izložene enzimima. Dio primljene energije raspršuje se u obliku topline ili se koristi za održavanje optimalne temperature unutarnjeg sadržaja ćelije. Preostali dio se akumulira u obliku u mitohondrijima - elektranama stanice. To je glavna funkcija ATP molekule - osiguravanje i nadopunjavanje energetskih potreba tijela.

Koja je uloga kataboličkih reakcija

Osnovna jedinica žive tvari - stanica može funkcionirati samo ako je DC nadogradnja snaga u svom životnom ciklusu. Da bi se ispunili taj uvjet u stanični metabolizam postoji smjer, zvan disimilacija, katabolizam ili energetski metabolizam. U anoksičnom fazi je najjednostavnija metoda oblikovanja i pohranjivanje energije svake molekule glukoze u odsutnosti kisika, 2 sintetizirane molekule energetski tvar pruža glavnu ulogu ATP u stanici - dotoka energije. Većina reakcija anoksične faze javlja se u citoplazmi.

Ovisno o tome što struktura stanice može protjecati na različite načine, na primjer, u obliku glikolize, alkohola ili fermentacije mliječne kiseline. Međutim, biokemijske karakteristike tih metaboličkih procesa ne utječu na funkciju koju ATP provodi u stanici. Univerzalna je: očuvati energetske rezerve ćelije.

Kako je struktura molekule povezana s njegovim funkcijama

Prethodno, uspostavili smo činjenicu da sastav adenozin trifosfata je tri fosfatne ostatke spojeni s bazom nitrata - adenina, te monosaharid - riboze. Jer se praktično svaki od reakcija provedenih u stanica citoplazme u vodenom mediju uz djelovanje kiseline molekula hidrolitičkih enzima razbiti kovalentne veze kako bi se dobilo adenozin difosfornu kiseline, nakon čega slijedi AMP. Obrnute reakcije koje dovode do sinteze adenozin trifosfatne kiseline javljaju se u prisutnosti enzima fosfotransferaze. Budući da ATP služi kao univerzalni izvor staničnog života, ona uključuje dvije makroergijske veze. Uz narednu rupturu svakog od njih, dodijeljeno je 42 kJ. Ovaj izvor se koristi u metabolizmu stanice, u njegovom rastu i reproduktivnom procesu.

Vrijednost ATP sintaze

U organelima opće vrijednosti - mitohondriji, koji se nalaze u biljnim i životinjskim stanicama, postoji enzimski sustav - respiratorni lanac. Sadrži enzim - ATP sintazu. Molekule biokatalizatora koje imaju oblik heksamera koji se sastoje od proteinskih globula uronjene su u membranu i na stromu mitohondrija. Zbog aktivnosti enzima, sinteza energetske supstance stanice dolazi od ADP-a i ostataka anorganske fosfatne kiseline. Formirane ATP molekule ispunjavaju funkciju akumuliranja energije potrebne za njegovu vitalnu aktivnost. Značajka biokatalizatora je to što, s prekomjernom koncentracijom energetskih spojeva, ponaša se kao hidrolitički enzim, razdvajajući svoje molekule.

Značajke sinteze adenozin trifosfata

Biljke imaju ozbiljnu značajku metabolizma, kardinalno razlikujući ove organizme od životinja. Povezan je s autotrofnim hranjenjem i sposobnošću procesiranja fotosinteze. Nastajanje molekula koje sadrže makroergijske veze javlja se u biljkama u staničnim organoidima - kloroplastima. Već poznato nam je enzim ATP-sintaza uključen u njih u sastavu tiakoidnih i stroma kloroplasta. Funkcija ATP-a u stanici je skladištenje energije u autotrofnim i heterotrofnim organizmima, uključujući ljude.

Spojevi s makroergijskim vezama sintetizirani su u saprotrofima i heterotrofima u reakcijama oksidativna fosforilacija, prolazi na kristale mitohondrija. Kao što vidimo, u procesu evolucije, u različitim skupinama živih organizama, stvoren je savršeni mehanizam za sintezu takvog spoja kao ATP, čije se funkcije sastoje u osiguravajući stanice energijom.