Funkce ATP. Jaká je funkce ATP?

Parafrázujeme známý výraz „pohyb - to je život“, je zřejmé, že všechny projevy živé hmoty - růst, reprodukci, nutriční způsoby syntézy látek, dýchání - jsou ve skutečnosti pohyb atomů a molekul, které tvoří buňky. Jsou tyto procesy možné bez účasti energie? Samozřejmě že ne.

Kde se živí hmota, od obřích organismů, jako je modrá velryba nebo americká sekvoje, až po ultramikroskopické bakterie, odvozuje od svých rezerv?

Biochemie našla odpověď na tuto otázku. Adenosintrifosforečná kyselina je univerzální látkou používanou všemi obyvateli naší planety. V tomto článku budeme uvažovat o struktuře a funkcích ATP v různých skupinách živých organismů. Dále určíme, které organely jsou zodpovědné za jejich syntézu v rostlinných a živočišných buňkách.

Historie objevu

Na počátku dvacátého století v laboratoři Harvard Medical School, několik vědců, a to Subbaris, Lohman a Frisco, zjištěno, že sloučeniny se strukturou podobnou adeninových nukleotidů RNA. Nicméně, to obsahuje ne jeden, ale tři zbytek kyseliny fosfátový připojený k monosacharidu ribózy. Po dvou desetiletích F. Lipman, studium funkce ATP, potvrdily vědecké předpokladu, že sloučenina nese energii. Od té chvíle biochemists vynikající příležitost seznámit se s komplexním mechanismu syntézy látky vyskytující se v buňce. Následně bylo zjištěno, klíčovou sloučeninu: enzym - ATP syntázy, zodpovědný za tvorbu molekul kyseliny v mitochondriích. Chcete-li zjistit, který je funkce ATP, zjistit, jaký druh procesů probíhajících v živých organismech, nelze realizovat bez účasti této látky.

Formy existence energie v biologických systémech

Různé reakce, které se vyskytují v živých organismech, vyžadují různé druhy energie, které se mohou navzájem přeměňovat. Patří sem mechanické procesy (pohyb bakterií a prvoků, redukce myofibrilů ve svalové tkáni), biochemická syntéza. Tento seznam zahrnuje také elektrické impulsy podléhající excitaci a inhibici, tepelné reakce, které udržují konstantní tělesnou teplotu u teplokrevných zvířat a lidí. Luminiscenční záře mořského planktonu, některý hmyz a hlubinné ryby také odkazuje na odrůdy energie produkované živými těly.

Všechny výše popsané jevy vyskytující se v biologických systémech jsou nemožné bez molekul ATP, jejichž funkce spočívají ve skladování energie ve formě makroergických vazeb. Vznikají mezi adenyl nukleosidem a zbytky fosfátové kyseliny.

Odkud pochází buněčná energie?

Podle zákonů termodynamiky nastává vzhled a zmizení energie z určitých důvodů. Štěpení organických sloučenin tvořících potravu: bílkoviny, sacharidy a zejména lipidy vedou k uvolnění energie. Primární procesy hydrolýzy se vyskytují v zažívacím traktu, kde jsou makromolekuly organických sloučenin vystaveny enzymům. Část přijaté energie se rozptýlí ve formě tepla nebo se používá k udržení optimální teploty vnitřního obsahu buňky. Zbývající část je nahromaděna ve formě v mitochondriích - elektrárnách buňky. Jedná se o hlavní funkci molekuly ATP - zajištění a doplnění energetických potřeb těla.

Jaká je role katabolických reakcí

Základní jednotka živé hmoty - buňka může fungovat pouze v případě, že aktualizace výkonu DC v jeho životního cyklu. Chcete-li tato podmínka splněna v buněčném metabolismu existuje směr, nazvaný disimilace, katabolismus nebo Energetický metabolismus. V anoxické fázi, to je nejjednodušší způsob výroby a skladování energie každé molekuly glukózy, v nepřítomnosti kyslíku, 2 syntetizované molekuly energetická látka poskytující hlavní funkci ATP v buňce - dodávat energii. Většina reakcí stupně anoxie se vyskytuje v cytoplazmě.

V závislosti na struktuře buňky může proudit různými způsoby, například ve formě glykolýzy, fermentace alkoholu nebo kyseliny mléčné. Nicméně biochemické vlastnosti těchto metabolických procesů neovlivňují funkci, kterou ATP provádí v buňce. Je univerzální: zachovat energetické zásoby buňky.

Jak struktura molekuly souvisí s jejími funkcemi

Dříve jsme založili skutečnost, že složení adenosintrifosfátu je o tři fosfátové zbytky spojené se základem dusičnanu - adeninu, a monosacharid - ribóza. Vzhledem k tomu, prakticky všechny reakce probíhají v cytoplazmě buněk, ve vodném prostředí působením molekul kyseliny hydrolytické enzymy rozbít kovalentní vazby k první vzniku adenosin kyseliny difosforečné, následuje AMP. Inverzní reakce vedoucí k syntéze adenosintrifosfátu nastat v přítomnosti enzymu fosfotransferáza. Vzhledem k tomu, ATP provádí univerzální funkci výkonu buněčné aktivity, že obsahuje dvě energie vazbu. Při sekvenčním přestávce každý z nich stojí na 42 kJ. Tento zdroj se používá v metabolizmu buňky ve svém růstu a reprodukčních procesů.

Hodnota ATP syntázy

U organel obecné hodnoty - mitochondrie, umístěné v rostlinných a živočišných buňkách, existuje enzymatický systém - respirační řetězec. Obsahuje enzym - ATP syntázu. Biokatalyzátorové molekuly, které mají formu hexameru sestávající z proteinových kuliček, jsou ponořeny jak do membrány, tak do stromy mitochondrií. Vzhledem k aktivitě enzymu dochází k syntéze energetické látky buňky z ADP a zbytků anorganické fosfátové kyseliny. Vytvořené molekuly ATP plní funkci akumulace energie potřebné pro svou životně důležitou aktivitu. Charakteristickým znakem biokatalyzátoru je to, že s nadměrnou koncentrací energetických sloučenin se chová jako hydrolytický enzym a rozděluje své molekuly.

Vlastnosti syntézy adenosintrifosfátu

Rostliny mají závažný rys metabolismu, kardinálně rozlišují tyto organismy od zvířat. Je spojena s autotrofním podáváním a schopností zpracovávat fotosyntézu. Tvorba molekul obsahujících makroergní vazby se vyskytuje u rostlin v buněčných organoidech - chloroplasty. Již známe, že enzym ATP-syntáza je v nich obsažena v složení tylakoidů a stroma chloroplastů. Funkce ATP v buňce je uchování energie v autotrofních i heterotrofických organizmech, včetně lidí.

Sloučeniny s makroergickými vazbami jsou syntetizovány v saprotrofech a heterotrofech v reakcích oxidační fosforylaci, předávání krystalů mitochondrií. Jak vidíme, v procesu vývoje v různých skupinách živých organismů byl vytvořen dokonalý mechanismus pro syntézu takové sloučeniny, jako je ATP, jejíž funkce spočívají v poskytování energie energii.