ATP Struktur und biologische Rolle. ATP-Funktionen

Jede Zelle in unserem Körper stattfindet Millionen von biochemischen Reaktionen. Sie zeichnen sich durch eine Vielzahl von Enzymen katalysiert, die oft Energie benötigen. Wo ist die Zelle dauert es? Diese Frage kann unter Berücksichtigung die Struktur des Moleküls ATP beantwortet werden – eine wichtige Quelle von Energie.

ATP – die universelle Energiequelle

ATP steht für Adenosin oder Adenosin-Triphosphat. Die Substanz ist eine der beiden wichtigsten Energiequellen in jeder Zelle. Die Struktur und die biologische Rolle von ATP sind eng miteinander verbunden. Die meisten biochemischen Reaktionen können nur unter Beteiligung von Molekülen des Stoffes, vor allem in Kunststoff – Stoffwechsel. Jedoch wird ATP selten in der Reaktion auf das Auftreten eines jeden Prozesses direkt beteiligt erfordert Energie, ist es in den ummantelten chemischen Bindungen von ATP.

Die Struktur der Moleküle der Substanz, so dass die sich ergebende Verbindung zwischen den Phosphatgruppen, eine riesige Menge an Energie tragen. Somit wird eine solche Kommunikation auch mit hoher Energie oder makroenergeticheskimi (Makro = viele große Zahl) genannt. Tige Energieanleihen zum ersten Mal eingeführt einen Wissenschaftler F. Lipman, und es wird vorgeschlagen, sie ̴ Symbol zu verwenden zu bezeichnen.

Es ist sehr wichtig, dass die Zelle ein konstantes Niveau von ATP zu halten. Dies ist besonders charakteristisch für Muskelzellen und Nervenfasern, weil sie die flüchtig sind und deren Funktionen einen hohen Gehalt an Adenosintriphosphat erfordern zu erfüllen.

Die Struktur der Moleküle ATP

ATP besteht aus drei Elementen: Ribose und Adenin – Reste der Phosphorsäure.

Ribose – Kohlenhydrate, die zu einer Pentose – Gruppe bezeichnet. Dies bedeutet, dass die Zusammensetzung der Ribose 5 Kohlenstoffatomen, die in dem Zyklus enthalten sind. Ribose ist mit Adenin-β-N-Glycosidbindung mit dem ersten Kohlenstoffatom verbunden ist. Ebenfalls verbunden mit den Pentose Resten von Phosphorsäure auf dem 5. Kohlenstoffatom.

Adenin – eine Stickstoffbase. Je nachdem, welche Art von basischem Stickstoff an die Ribose angehängt, als isolierter GTP (Guanosin-Triphosphat), TTP (Thymidin), CTP (Cytidintriphosphat) und UTP (Uridintriphosphat). All diese Substanzen sind in ihrer Struktur ähnlich Adenosintriphosphat und führen etwa die gleiche Funktion, aber sie sind in der Zelle gefunden werden viel weniger verbreitet.

Reste von Phosphorsäure. Zur Maximierung der Ribose kann drei Reste aus Phosphorsäure verbinden. Wenn zwei von ihnen oder nur einer bzw. einer Substanz namens ADP (Diphosphat) und AMP (Monophosphat). Es befindet sich zwischen dem Phosphorreste makroenergeticheskie Verbindung abgeschlossen, die bei Bruch von 40 bis 60 kJ Energie freigesetzt wird. Wenn die beiden Bindungen aufgebrochen sind, steht 80, zumindest – 120 kJ Energie. Bruch Kommunikation zwischen der Riboseeinheit und Phosphor freigesetzt werden nur 13,8 kJ, so dass nur zwei Triphosphat-Molekül macroergic Verbindung (P ̴ ̴ F P), und in dem Moleküle von ADP – ein (P ̴ P).

Hier sind, was die Eigenschaften der ATP-Struktur sind. Aufgrund der Tatsache, daß zwischen den Phosphorsäurereste verbunden makroenergeticheskaya Bindungsstruktur und ATP-Funktionen gebildet.

Die Struktur und die biologische Rolle von ATP-Molekülen. Weitere Merkmale von Adenosintriphosphat

Neben der Energie kann ATP viele andere Funktionen in der Zelle ausführen. Zusammen mit anderen Nukleotidtriphosphat Triphosphat in der Konstruktion von Nukleinsäure beteiligt. In diesem Fall, ATP, GTP, TTP, CTP und UTP sind Anbieter von stickstoffhaltigen Basen. Diese Eigenschaft wird in den Prozessen der verwendeten DNA – Replikation und Transkription.

ATP ist auch für Ionenkanäle erforderlich. Beispielsweise pumpt Na-K-Kanal-Natrium-3-Moleküle von Zellen und Kalium-2-Molekül in eine Zelle zu pumpen. Dieser Ionenstrom benötigt, um die positive Ladung auf der äußeren Oberfläche der Membran zu halten und ATP Kanal kann nur unter Verwendung von richtig funktionieren. Das gleiche gilt für die Protonen- und Calciumkanäle.

ATP ist ein Vorläufer von sekundären Botenstoffen cAMP (cyclisches Adenosinmonophosphat) – cAMP nicht nur ein Signal erhalten Zellmembranrezeptoren überträgt, ist aber auch ein allosterischer Effektor. Allosterische Effektoren – sind Stoffe, die Beschleunigung oder die enzymatischen Reaktionen verlangsamen. So hemmt zyklisches Adenosin das Enzym, das die Spaltung von Lactose in die Zellen eines Bakteriums katalysiert.

ATP-Molekül kann auch selbst ein allosterischer Effektor sein. Darüber hinaus wirkt in solchen Prozessen Antagonisten ATP ADP als ob Triphosphat, die Reaktion beschleunigt, dann Diphosphat hemmt, und umgekehrt. Dies sind die Funktionen und die Struktur von ATP.

Da das ATP in der Zelle gebildet,

Funktion und Aufbau von ATP ist, so dass die Moleküle der Substanz zerstört werden schnell und verwendet. Daher Triphosphat Synthese – ist ein wichtiger Prozess der Energiebildung in der Zelle.

Es gibt drei wichtigsten Verfahren für die Synthese von Adenosintriphosphat:

1. Die Substratphosphorylierung.

2. Oxidative Phosphorylierung.

3. Phosphorylierung.

Substratphosphorylierung basiert auf mehreren Reaktionen im Zytoplasma der Zelle auftritt. Diese Reaktionen werden Glykolyse genannt – anaerobe Stufe der aeroben Atmung. Als Ergebnis wird ein Zyklus der Glykolyse von Glucose – 1 – Moleküle durch zwei Moleküle synthetisiert wird , von Brenztraubensäure werden weiter verwendet , um Energie zu erzeugen, und zwei ebenfalls ATP synthetisierte.

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

Oxidative Phosphorylierung. Zellatmung

Oxidative Phosphorylierung – ist die Bildung von ATP durch Übertragung von Elektronen in der Elektronentransportkette der Membran. Als Folge einer solchen Übertragung von Protonengradienten auf einer Seite der Membran und mit einem Satz von Protein integral ATP-Synthase gebildet wird, ist Moleküle aufzubauen. Der Prozess findet in der mitochondrialen Membran.

Die Abfolge der Schritte der Glykolyse und die oxidative Phosphorylierung in den Mitochondrien ist das allgemeine Verfahren Atmung genannt. Nach dem vollständigen Zyklus von 1 Molekül Glucose in der Zelle 36 ist von ATP-Molekülen gebildet werden.

Photophosphorylierung

Phosphorylierungsprozess – das ist die gleiche oxidative Phosphorylierung mit nur einem Unterschied: Die Phosphorylierung Reaktionen in der Chloroplasten Zellen unter dem Einfluss von Licht auftreten. ATP erzeugte bei der Photosynthese Lichtphase – die Grundprozessenergie aus grünen Pflanzen, Algen und einige Bakterien zu erhalten.

In dem Prozess der Photosynthese für die gleiche Elektronentransportkette Pass Elektronen, was zu einem Protonengradienten. Die Konzentration der Protonen auf der einen Seite der Membran ist eine Quelle der ATP-Synthese. Zusammenbauen Moleküle durch das Enzym ATP-Synthase erfolgt.

Interessante Fakten über ATP

– Die durchschnittliche Zelle enthält 0,04% der Gesamtmasse von Adenosintriphosphat. Doch das wichtigste ist in Muskelzellen beobachtet: 0,2-0,5%.

– In der Zelle etwa 1 Milliarde Moleküle ATP.

– Jedes Molekül lebt nicht mehr als 1 Minute.

– Ein ATP-Molekül 2000-3000 mal täglich aktualisiert.

– In der Summe pro Tag des menschlichen Körpers synthetisiert 40kg Adenosintriphosphat, und zu jedem Zeitpunkt der Bestand an ATP 250 g

Abschluss

ATP Struktur und biologische Rolle seiner Moleküle sind eng verwandt. Die Substanz spielt eine wichtige Rolle in den Prozessen des Lebens, denn in der Energie Bindung zwischen den Phosphatresten eine riesige Menge an Energie enthält. ATP führt viele Funktionen in der Zelle, und daher ist es wichtig, eine konstante Konzentration der Substanz zu halten. Pannenhilfe und Synthese werden mit hohen Geschwindigkeit, dh. To. Die Energiebeziehungen ständig in biochemischen Reaktionen verwendet werden. Es ist ein unverzichtbarer Bestandteil jeder Zelle im Körper. Hier vielleicht alles, was kann über gesagt werden, was die Struktur ist ATP.