атп

Биолог

2022

Објашњавамо шта је АТП, чему служи и како се производи овај молекул. Такође, гликолиза, Кребсов циклус и оксидативна фосфорилација.

Молекул АТП је открио немачки биохемичар Карл Ломан 1929. године.

Шта је АТП?

Убиохемија, акроним АТП означава аденозин трифосфат или аденозин трифосфат, органски молекул који припада групи нуклеотида, фундаменталан за енергетски метаболизам ћелија. АТП је главни извор енергије који се користи у већини ћелијских процеса и функција, како у људском телу, тако иу телу других.жива бића.

Назив АТП потиче од молекуларног састава овог молекула, формираног од азотне базе (аденин) која је повезана саатом угљеник једанмолекула пентозног шећера (који се назива и рибоза), а заузврат са тријони фосфати везани за други атом угљеника. Све ово је сажето у молекуларној формули АТП-а: Ц10Х16Н5О13П3.

Молекул АТП-а су први открили 1929. године у људским мишићима у Сједињеним Државама Цирус Х. Фиске и Иеллапрагада СуббаРов, а независно у Немачкој биохемичар Карл Лохманн.

Иако је молекул АТП откривен 1929. године, није било података о његовом функционисању и важности у различитимпроцеса преноса енергије ћелије до 1941. захваљујући студијама немачко-америчког биохемичара Фрица Алберта Липмана (добитник Нобелове награде 1953. заједно са Кребсом).

Такође видети:Метаболизам

За шта је АТП?

Главна функција АТП-а је да служи као снабдевање енергијом у биохемијским реакцијама које се одвијају унутар ћелије, због чега је овај молекул познат и као „енергетска валута“ организма.

АТП је користан молекул који тренутно садржи хемијска енергија ослобађа се током метаболичких процеса распадањахрана, и поново га отпушта када је потребно да покрене различите биолошке процесе у телу, као што је ћелијски транспорт, промовише реакције које трошеЕнергија или чак да врши механичка дејства тела, као што је ходање.

Како се прави АТП?

Да би се синтетизовао АТП, потребно је ослободити хемијску енергију ускладиштену у глукози.

У ћелијама, АТП се синтетише путем ћелијског дисања, процеса који се одвија у ћелијама.митохондрије ћелије. Током овог феномена, хемијска енергија ускладиштена у глукози се ослобађа, кроз процесоксидације који ослобађаЦО2, Х2О и енергија у облику АТП. Иако је глукоза супстрат пар екцелленце ове реакције, треба то разјаснитибеланчевина анд тхе масти такође се могу оксидовати у АТП. Сваки од ових хранљивих састојака из храњење појединаца имају различите метаболичке путеве, али се конвергирају на заједнички метаболит: ацетил-ЦоА, који покреће Кребсов циклус и омогућава конвергацију процеса добијања хемијске енергије, пошто све ћелије троше своју енергију у облику АТП-а.

Процес ћелијског дисања може се поделити у три фазе или фазе: гликолиза (претходни пут који је потребан само када ћелија користи глукозу као гориво), Кребсов циклус и ланац транспорта електрона. Током прве две фазе стварају се ацетил-ЦоА, ЦО2 и само мала количина АТП-а, док се у трећој фази дисања производи Х2О а највећи део АТП-а преко скупа протеина који се називају „комплексна АТП синтаза”.

Гликолиза

Као што је поменуто, гликолиза је пут пре ћелијског дисања, током којег се за сваку глукозу (која има 6 угљеника) формирају два пирувата (а сложени формирана од 3 угљеника).

За разлику од друге две фазе ћелијског дисања, гликолиза се одвија у цитоплазма ћелије. Пируват који је резултат овог првог пута мора ући у митохондрије да би наставио своју трансформацију у ацетил-ЦоА и тако могао да се користи у Кребсовом циклусу.

Кребсов циклус

Кребсов циклус је део процеса оксидације угљених хидрата, липида и протеина.

Кребсов циклус (такође циклус лимунске киселине или циклус трикарбоксилне киселине) је фундаментални процес који се дешава у матриксу ћелијских митохондрија, а састоји се од низа хемијске реакције шта има каообјективан ослобађање хемијске енергије садржане у Ацетил-ЦоА добијеној прерадом различитих хранљивих материја живог бића, као и добијање прекурсора других аминокиселина неопходних за биохемијске реакције друге природе.

Овај циклус је део много већег процеса који представља оксидацију угљених хидрата, липида и протеина, а његова међуфаза је: након формирања ацетил-ЦоА са угљеницима наведених органских једињења, а пре оксидативне фосфорилације. где је АТП " састављен" у реакцији коју катализује аензим назива АТП синтетаза или АТП синтетаза.

Кребсов циклус функционише захваљујући неколико различитих ензима који потпуно оксидирају ацетил-ЦоА и ослобађају два различита из сваког оксидованог молекула: ЦО2 (угљен-диоксид) и Х2О (вода). Поред тога, током Кребсовог циклуса, минимална количина ГТП-а (слично АТП-у) се генерише и смањује снагу у облику НАДХ и ФАДХ2 који ће се користити за синтезу АТП-а у следећој фази ћелијског дисања.

Циклус почиње фузијом молекула ацетил-ЦоА са молекулом оксалоацетата. Ово спајање доводи до молекула са шест угљеника: цитрата. Тако се ослобађа коензим А. У ствари, он се поново користи много пута. Ако у ћелији има превише АТП-а, овај корак је инхибиран.

Након тога, цитрат или лимунска киселина пролазе кроз низ узастопних трансформација које ће сукцесивно поново настати изоцитрат, кетоглутарат, сукцинил-ЦоА, сукцинат, фумарат, малат и оксалоацетат. Заједно са овим производима, минимална количина ГТП се производи за сваки комплетан Кребсов циклус, смањујући снагу у облику НАДХ и ФАДХ2 и ЦО2.

Ланац транспорта електрона и оксидативна фосфорилација

НАДХ и ФАДХ2 молекули су способни да донирају електроне у Кребсовом циклусу.

Последња фаза круга сакупљања хранљивих материја користи кисеоник и једињења произведена током Кребсовог циклуса за производњу АТП-а у процесу који се назива оксидативна фосфорилација. Током овог процеса, који се одвија у унутрашњој митохондријалној мембрани, НАДХ и ФАДХ2 донирају електрона терајући их на енергетски нижи ниво. Ове електроне коначно прихвата кисеоник (који при спајању са протонима доводи до стварања молекула воде).

Спој између електронског ланца и оксидативне фосфорилације функционише на основу две супротне реакције: једне која ослобађа енергију и друге која ту ослобођену енергију користи за производњу АТП молекула, захваљујући интервенцији АТП синтетазе. Док електрони "путују" низ ланац у низу редокс реакције, ослобођена енергија се користи за пумпање протона кроз мембрану. Када се ови протони дифундују назад кроз АТП синтетазу, њихова енергија се користи за везивање додатне фосфатне групе за молекул АДП (аденозин дифосфат), што доводи до стварања АТП-а.

Важност АТП-а

АТП је основни молекул за виталне процесе живих организама, као преносилац хемијске енергије за различите реакције које се дешавају у ћелији, на пример, синтезу макромолекуле сложене и фундаменталне, као што су оне уДНК, РНА или за синтезу протеина која се дешава унутар ћелије. Дакле, АТП обезбеђује енергију неопходну да омогући већину реакција које се одвијају у телу.

Корисност АТП-а као молекула „донора енергије“ објашњава се присуством фосфатних веза, богатих енергијом. Ове исте везе могу да ослободе велику количину енергије „пуцањем“ када се АТП хидролизује у АДП, односно када губи фосфатну групу услед дејства воде. Реакција на хидролиза АТП је следећи:

АТП је неопходан, на пример, за контракцију мишића.

АТП је кључан за транспорт макромолекула крозПлазма мембране (егзоцитоза и ћелијска ендоцитоза) као и за синаптичку комуникацију измеђунеурона, тако да је неопходна његова континуирана синтеза, из глукозе добијене храном. Толика је његова важност за живот, да је гутање неких токсичних елемената који инхибирају АТП процесе, као што су арсен или цијанид, смртоносно и изазива смрт организма на фулминантан начин.

!-- GDPR -->