Funcții de amplificator ATF adf. Structura ATP și rolul biologic

Polifosfați nucleozidici. Toate țesuturile corpului conțin moho-, di- și trifosfați de nucleozide în stare liberă. Nucleotidele care conțin adenină sunt deosebit de cunoscute - adenozin-5-fosfat (AMP), adenozin-5-difosfat (ADP) și adenozin-5-trifosfat (ATP) (pentru acești compuși, împreună cu abrevierile date în litere latine, în sunt utilizate abrevierile din literatura națională ale numelor rusești corespunzătoare - AMP, ADF, ATP). Nucleotidele precum guanozin trifosfat (GTP), uridin trifosfat (UTP) și citidin trifosfat (CTP) sunt implicate într-o serie de reacții biochimice. Formele lor difosfat sunt denumite GDP, UDP și, respectiv, COP. 

Difosfații nucleozidici și trifosfații nucleozidici sunt adesea combinați sub termenul polifosfați nucleozidici. Toate nucleozidele fosforilate sunt incluse în grupul de nucleotide, mai precis, mononucleotidele. 

Importanța mononucleotidelor este extrem de mare. În primul rând, mononucleotidele, în special polifosfații nucleozidici, sunt coenzime ale multor reacții biochimice, participă la biosinteza proteinelor, carbohidraților, grăsimilor și altor substanțe. Rolul lor major este asociat cu prezența unei rezerve de energie acumulată în legăturile lor polifosfatice. De asemenea, se știe că cel puțin unii polifosfați nucleozidici, în concentrații mici, afectează funcții complexe precum inima. În al doilea rând, mononucleotidele sunt componente structurale ale acizilor nucleici - compuși cu molecule înalte care determină sinteza proteinelor și transmiterea caracteristicilor ereditare (sunt studiate în biochimie)

AMP adenozin monofosfat

Adenozin difosfat (ADP)

Adenozin trifosfat (abreviar ATP, engleză ATP) joacă un rol vital în metabolism și energie, deoarece adăugarea de grupări fosfat la AMP este însoțită de acumularea de energie (ADP, ATP - compuși de înaltă energie ), iar separarea lor este eliberarea de energie utilizată pentru diferite procese de viață (vezi. Bioenergie

12. ). Interconversiile ATP, ADP și AMP au loc în mod constant în celule.

Teoria protonilor acizilor și bazelor de I. Brønsted și T. Lowry. Conform teoriei Bronsted–Lowry

,Acizii sunt substanțe capabile să doneze un proton (donatori de protoni), iar bazele sunt substanțe care acceptă un proton (acceptori de protoni). Această abordare este cunoscută sub numele de teoria protonilor acizilor și bazelor (teoria protolitică).

A

acid bazic conjugat conjugat baz acid, proprietățile acide și bazice ale compușilor organici sunt evaluate prin capacitatea de a accepta sau de a furniza o pereche de electroni cu formarea ulterioară a legăturilor. Un atom care acceptă o pereche de electroni este un acceptor de electroni, iar un compus care conține un astfel de atom ar trebui clasificat ca un acid. Atomul care oferă o pereche de electroni este un donor de electroni, iar compusul care conține un astfel de atom este o bază.

Acizii Lewis sunt acceptori de perechi de electroni; Bazele Lewis sunt donatori de perechi de electroni.

13 .Teoria electronică a lui Lewis. Acizi și baze „duri” și „moi”.

Acid– o particulă cu învelișul exterior de electroni neumplut, capabil să accepte o pereche de electroni ( acid= acceptor de electroni).

Baza– particule cu o pereche liberă de electroni care pot fi donate pentru a forma o legătură chimică ( baza= donor de electroni).

LA acizi conform lui Lewis: molecule formate din atomi cu o înveliș goală de opt electroni ( BF3,SO3); cationi de complexare ( Fe3+,Co2+,Ag+, etc.); halogenuri cu legături nesaturate ( TiCl4,SnCl4 molecule cu legături duble polarizate (); CO2,SO2) si etc.

LA motive Potrivit lui Lewis, acestea includ: molecule care conțin perechi de electroni liberi ( NH3,H2O);anioni ( Сl–,F– compuși organici cu legături duble și triple (acetonă). CH3COCH3 compuși aromatici (anilină С6Н5NH2, fenol C6H5OH).Proton H+în teoria lui Lewis este un acid (acceptor de electroni), hidroxid ionOH-– bază (donator de electroni): HO–(↓) + H+ ↔ HO(↓)H.

Interacțiunea dintre un acid și o bază implică formarea unei substanțe chimice legătura donor-acceptorîntre particulele care reacţionează Reacţia dintre un acid şi o bază în general: B(↓)bază + Acid↔D(↓)A.

acizi și baze Lewis.

Conform teoriei lui Lewis, proprietățile acido-bazice ale compușilor sunt determinate de capacitatea lor de a accepta sau dona o pereche de electroni pentru a forma o nouă legătură.

acizi Lewis - acceptori perechi de electroni, Fundamentele lui Lewis – donatori ai unei perechi de electroni.

Acizii Lewis pot fi molecule, atomi sau cationi care au un orbital liber și sunt capabili să accepte o pereche de electroni pentru a forma o legătură covalentă. Acizii Lewis includ halogenuri ale elementelor din grupele II și III ale sistemului periodic, halogenuri ale altor metale cu orbitali liberi și un proton. Acizii Lewis participă la reacții ca reactivi electrofili.

Bazele Lewis sunt molecule, atomi sau anioni care au o pereche singură de electroni pe care o furnizează pentru a forma o legătură cu un orbital liber. Bazele Lewis includ alcooli, eteri, amine, tioalcooli, tioeteri și compuși cu legături p. În reacțiile Lewis, bazele Lewis acționează ca specii nucleofile.

Dezvoltarea teoriei lui Lewis a condus la crearea principiului acizilor și bazelor dure și moi (principiul HMCO sau principiul Pearson). Conform principiului lui Pearson, acizii și bazele sunt împărțite în tari și moi.

acizi duri - Aceștia sunt acizi Lewis ai căror atomi donatori sunt de dimensiuni mici, au o sarcină pozitivă mare, electronegativitate ridicată și polarizabilitate scăzută. Acestea includ: protoni, ioni metalici (K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Al 3+), AlCl 3 etc.

Acizi moi - – Aceștia sunt acizi Lewis, ale căror atomi donatori sunt de dimensiuni mari, foarte polarizabili, au o sarcină pozitivă mică și electronegativitate scăzută. Acestea includ: ioni metalici (Ag +, Cu +), halogeni (Br 2, I 2), Br +, I + cationi etc.

baze rigide - Bazele Lewis, ai căror atomi donatori au electronegativitate ridicată, polarizabilitate scăzută și au o rază atomică mică. Acestea includ: H2O, OH-, F-, CI-, NO3-, ROH, NH3, RCOO - și altele.

Baze moi - Bazele Lewis, ai căror atomi donatori sunt foarte polarizabili, au electronegativitate scăzută și au o rază atomică mare. Acestea includ: H-, I-, C2H4, C6H6, RS - și altele.

Esența principiului HMKO este că acizii duri reacționează cu baze dure, acizii moi cu baze moi

14. Compoziția, structura și tipurile de izomerie în hidrocarburile de etilenă. Proprietăți fizice. Reacții de polimerizare; mecanisme de reacție de polimerizare. Oxidare cu oxidanți care conțin oxigen și oxidare biologică.

Compoziția, structura și tipurile de izomerie în hidrocarburile de etilenă

Alchene, sau olefine, etilenă - hidrocarburi nesaturate, în moleculele cărora există o dublă legătură între atomii de carbon. (Diapozitivul 3) Alchenele conțin mai puțini atomi de hidrogen în molecula lor decât alcanii corespunzători lor (cu același număr de atomi de carbon), prin urmare astfel de hidrocarburi sunt numite nesaturate sau nesaturate. Alchenele formează o serie omoloagă cu formula generală CnH2n.

Cel mai simplu reprezentant al hidrocarburilor de etilenă, strămoșul său este etilena (etena) C 2 H 4. Structura moleculei sale poate fi exprimată prin următoarele formule:

După numele primului reprezentant al acestei serii, astfel de hidrocarburi se numesc etilenă.

În alchene, atomii de carbon sunt în a doua stare de valență (hibridarea sp 2). (Diapozitivul 4) În acest caz, între atomii de carbon apare o legătură dublă, constând dintr-o legătură s și o legătură p. Lungimea și energia dublei legături sunt de 0,134 nm și, respectiv, 610 kJ/mol. Toate unghiurile de legătură ale NCH sunt aproape de 120º.

Alchenele se caracterizează prin două tipuri de izomerie: structurală și spațială. (Diapozitivul 5)

Tipuri de izomerie structurală:

izomeria scheletului de carbon

izomeria poziției dublei legături

izomerie interclasă

Izomeria geometrică este unul dintre tipurile de izomerie spațială. Izomerii în care aceiași substituenți (la atomi de carbon diferiți) sunt localizați pe o parte a dublei legături se numesc izomeri cis, iar pe partea opusă - izomeri trans:

Proprietăți fizice
Din punct de vedere al proprietăților fizice, hidrocarburile de etilenă sunt apropiate de alcani. În condiții normale, hidrocarburile C 2 -C 4 sunt gaze, C 5 -C 17 sunt lichide, iar reprezentanții superiori sunt solide. Punctele lor de topire și de fierbere, precum și densitatea lor, cresc odată cu creșterea greutății moleculare. Toate olefinele sunt mai ușoare decât apa și puțin solubile în ea, dar solubile în solvenți organici.

Reacții de polimerizare; mecanisme de reacție de polimerizare.

Una dintre cele mai importante reacții practic ale compușilor nesaturați (sau olefinelor) este polimerizarea. Reacția de polimerizare este procesul de formare a unui compus cu molecule înalte (polimer) prin combinarea moleculelor compusului original cu molecul scăzut (monomer) între ele. În timpul polimerizării, legăturile duble din moleculele compusului nesaturat original „se deschid”, iar datorită valențelor libere formate, aceste molecule sunt conectate între ele.

În funcție de mecanismul de reacție, polimerizarea este de două tipuri:
1) radical, sau inițiat și
2) ionic sau catalitic.”

„Polimerizarea radicală este cauzată (inițiată) de substanțe care se pot descompune în radicali liberi în condiții de reacție - de exemplu, peroxizi, precum și de acțiunea căldurii și a luminii.
Să luăm în considerare mecanismul de polimerizare radicalică.

CH 2 =CH 2 –– R ˙ ® R–CH 2 −CH 2 –– C2H4 ® R−CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2

În stadiul inițial, radicalul inițiator atacă molecula de etilenă, determinând clivajul omolitic al dublei legături, se atașează la unul dintre atomii de carbon și formează un nou radical. Radicalul rezultat atacă apoi următoarea moleculă de etilenă și, de-a lungul căii indicate, duce la un nou radical, provocând transformări similare ulterioare ale compusului original.
După cum se poate observa, particula de polimer în creștere, până în momentul stabilizării, este un radical liber. Radicalul inițiator face parte din molecula de polimer, formând grupul său final.

Terminarea lanțului are loc fie la o coliziune cu o moleculă a unui regulator de creștere a lanțului (poate fi o substanță special adăugată care donează cu ușurință un atom de hidrogen sau halogen), fie prin saturarea reciprocă a valențelor libere a două lanțuri polimerice în creștere pentru a forma un polimer. moleculă."

Polimerizare ionică sau catalitică

„Polimerizarea ionică are loc datorită formării ionilor reactivi din moleculele de monomeri. De la numele particulei de polimer în creștere în timpul reacției provin denumirile de polimerizare - cationicȘi anionic.

Polimerizare ionică (cationică)

Catalizatorii pentru polimerizarea cationică sunt acizii, clorurile de aluminiu și bor etc. Catalizatorul este de obicei regenerat și nu face parte din polimer.
Mecanismul de polimerizare cationică a etilenei în prezența unui acid ca catalizator poate fi reprezentat după cum urmează.

CH 2 =CH 2 –– H+ ® CH 3 −CH 2 + –– C2H4 ® CH 3 −CH 2 −CH 2 −C + H 2 etc.

Un proton atacă molecula de etilenă, determinând ruperea dublei legături, atașându-se de unul dintre atomii de carbon și formând un cation sau carbocation de carboniu.
Tipul prezentat de descompunere a unei legături covalente se numește clivaj heterolitic (din greacă heteros - diferit, diferit).
Carbocationul rezultat atacă apoi următoarea moleculă de etilenă și, în mod similar, duce la un nou carbocation, provocând transformări suplimentare ale compusului original.
După cum se poate observa, particula de polimer în creștere este un carbocation.
Celula elementară din polietilenă este reprezentată după cum urmează:

Terminarea lanțului poate apărea datorită captării anionului corespunzător de către cationul în creștere sau cu pierderea unui proton și formarea unei duble legături finale.

Polimerizare ionică (anionică)

Catalizatorii pentru polimerizarea anionice sunt unii compuși organometalici, amide de metale alcaline etc.
Mecanismul polimerizării anionice a etilenei sub influența alchililor metalici este prezentat după cum urmează.

CH 2 =CH 2 –– R–M ® - M + –– C2H4 ® - M + etc.

Metalalchilul atacă molecula de etilenă și, sub influența sa, metalul alchil se disociază într-un cation metalic și un anion alchil. Anionul alchil rezultat, care determină scindarea heterolitică a legăturii p în molecula de etilenă, se atașează la unul dintre atomii de carbon și dă un nou anion sau carbanion de carboniu, stabilizat de un cation metalic. Carbanionul rezultat atacă următoarea moleculă de etilenă și, de-a lungul căii indicate, conduce la un nou carbanion, provocând transformări similare ulterioare ale compusului original într-un produs polimer cu un grad dat de polimerizare, de exemplu. cu un număr dat de unități monomerice.
Particula de polimer în creștere pare a fi un carbanion.
Celula elementară din polietilenă este reprezentată după cum urmează: (CH 2 –CH 2)."

Fără îndoială, cea mai importantă moleculă din corpul nostru în ceea ce privește producția de energie este ATP (adenozin trifosfat: o adenil nucleotidă care conține trei resturi de acid fosforic și este produsă în mitocondrii).

De fapt, fiecare celulă din corpul nostru stochează și folosește energie pentru reacții biochimice prin ATP, astfel ATP poate fi considerat moneda universală a energiei biologice. Toate ființele vii au nevoie de o aprovizionare continuă de energie pentru a susține sinteza proteinelor și ADN-ului, metabolismul și transportul diferiților ioni și molecule și pentru a menține funcțiile vitale ale organismului. Fibrele musculare în timpul antrenamentului de forță necesită, de asemenea, energie ușor disponibilă. După cum sa menționat deja, ATP furnizează energia pentru toate aceste procese. Cu toate acestea, pentru a forma ATP, celulele noastre au nevoie de materii prime. Oamenii obțin aceste materii prime prin calorii prin oxidarea alimentelor consumate. Pentru a obține energie, acest aliment trebuie mai întâi procesat într-o moleculă ușor de utilizat - ATP.

Molecula de ATP trebuie să treacă prin mai multe faze înainte de a fi utilizată.

În primul rând, o coenzimă specială este folosită pentru a separa unul dintre cei trei fosfați (fiecare conținând zece calorii de energie), eliberând cantități mari de energie și formând produsul de reacție adenozin difosfat (ADP). Dacă este necesară mai multă energie, următoarea grupă fosfat este separată, formând adenozin monofosfat (AMP).

ATP + H 2 O → ADP + H 3 PO 4 + energie
ATP + H 2 O → AMP + H 4 P 2 O 7 + energie

Când nu este necesară producția rapidă de energie, are loc reacția inversă - cu ajutorul ADP, fosfagenului și glicogenului, gruparea fosfat este reatașată la moleculă, rezultând formarea de ATP. Acest proces presupune transferul de fosfați liberi către alte substanțe conținute în mușchi, care includ și. În același timp, glucoza este luată din rezervele de glicogen și descompusă.

Energia obținută din această glucoză ajută la transformarea glucozei înapoi în forma sa originală, după care fosfații liberi pot fi atașați din nou la ADP pentru a forma ATP nou. Odată ce ciclul este complet, ATP-ul nou creat este gata pentru următoarea utilizare.

În esență, ATP funcționează ca o baterie moleculară, stochând energie atunci când nu este nevoie și eliberând-o atunci când este nevoie. Într-adevăr, ATP este ca o baterie complet reîncărcabilă.

Structura ATP

Molecula de ATP este formată din trei componente:

• Riboză (același zahăr cu cinci atomi de carbon care formează coloana vertebrală a ADN-ului)
• Adenina (atomi de carbon și azot legați)
• Trifosfat

Molecula de riboză este situată în centrul moleculei de ATP, a cărei margine servește ca bază pentru adenozină.
Un lanț de trei fosfați este situat pe cealaltă parte a moleculei de riboză. ATP saturează fibrele lungi și subțiri care conțin proteina miozina, care formează baza celulelor noastre musculare.

retenție de ATP

Corpul mediu al unui adult folosește zilnic aproximativ 200-300 de moli de ATP (un mol este termenul chimic pentru cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține tot atâtea particule elementare câte atomi de carbon există în 0,012 kg de izotop carbon-12). Cantitatea totală de ATP din organism la un moment dat este de 0,1 mol. Aceasta înseamnă că ATP trebuie reutilizat de 2000-3000 de ori pe parcursul zilei. ATP nu poate fi stocat, astfel încât nivelul de sinteză aproape se potrivește cu nivelul de consum.

sisteme ATP

Deoarece ATP este important din punct de vedere energetic și datorită utilizării sale pe scară largă, organismul are diferite moduri de a produce ATP. Acestea sunt trei sisteme biochimice diferite. Să le privim în ordine:

Când mușchii au o perioadă scurtă, dar intensă de activitate (aproximativ 8-10 secunde), se folosește sistemul fosfagen - ATP se combină cu creatina fosfat. Sistemul fosfagen asigură că cantități mici de ATP circulă în mod constant în celulele noastre musculare.

Celulele musculare conțin, de asemenea, un fosfat cu energie ridicată, fosfatul de creatină, care este folosit pentru a restabili nivelurile de ATP după o activitate pe termen scurt, de mare intensitate. Enzima creatin kinaza preia grupul fosfat din creatina fosfat și o transferă rapid în ADP pentru a forma ATP. Deci, celula musculară transformă ATP în ADP, iar fosfagenul reduce rapid ADP în ATP. Nivelurile de creatină fosfat încep să scadă după doar 10 secunde de activitate de mare intensitate, iar nivelul de energie scade. Un exemplu de funcționare a sistemului de fosfagen este, de exemplu, sprintul de 100 de metri.

Sistemul glicogen-acid lactic furnizează energie organismului într-un ritm mai lent decât sistemul fosfagen, deși funcționează relativ rapid și asigură suficient ATP pentru aproximativ 90 de secunde de activitate de mare intensitate. În acest sistem, acidul lactic este produs din glucoză în celulele musculare prin metabolism anaerob.

Dat fiind faptul ca in stare anaeroba organismul nu foloseste oxigen, acest sistem furnizeaza energie pe termen scurt fara a activa sistemul cardiorespirator la fel ca si sistemul aerob, dar cu economie de timp. Mai mult, atunci când în modul anaerob mușchii lucrează rapid și se contractă puternic, blochează aportul de oxigen, deoarece vasele sunt comprimate.

Acest sistem mai este numit uneori și respirație anaerobă, iar un bun exemplu în acest caz este sprintul de 400 de metri.

Dacă activitatea fizică durează mai mult de câteva minute, intră în joc sistemul aerob, iar mușchii primesc ATP mai întâi din, apoi din grăsimi și în final din aminoacizi (). Proteina este folosită pentru energie în principal în condiții de foamete (în unele cazuri, ținând dieta).

Respirația aerobă produce cea mai lentă cantitate de ATP, dar produce suficientă energie pentru a susține activitatea fizică timp de câteva ore. Acest lucru se întâmplă deoarece în timpul respirației aerobe, glucoza este descompusă în dioxid de carbon și apă fără a fi contracarată de acid lactic din sistemul glicogen-acid lactic. Glicogenul (forma stocată de glucoză) în timpul respirației aerobe este furnizat din trei surse:

1. Absorbția glucozei din alimente în tractul gastrointestinal, care pătrunde în mușchi prin sistemul circulator.
2. Reziduuri de glucoză în mușchi
3. Descompunerea glicogenului hepatic în glucoză, care intră în mușchi prin sistemul circulator.

Concluzie

Dacă v-ați întrebat vreodată de unde obținem energia pentru a efectua diferite activități în diferite condiții, răspunsul este mai ales ATP. Această moleculă complexă ajută la transformarea diferitelor componente ale alimentelor în energie ușor de utilizat.

Fără ATP, corpul nostru pur și simplu nu ar putea funcționa. Astfel, rolul ATP-ului în producerea de energie este multifațet, dar în același timp simplu.

Figura prezintă două metode Imaginile structurii ATP. Adenozin monofosfat (AMP), adenozin difosfat (ADP) și adenozin trifosfat (ATP) aparțin unei clase de compuși numite nucleotide. Molecula de nucleotidă constă dintr-un zahăr cu cinci atomi de carbon, o bază azotată și acid fosforic. În molecula AMP, zahărul este reprezentat de riboză, iar baza este adenina. Există două grupe fosfat în molecula ADP și trei în molecula ATP.

Valoarea ATP

Când ATP este descompus în ADP iar energia fosfatului anorganic (Pn) este eliberată:

Reacția are loc cu absorbția apei, adică reprezintă hidroliza (în articolul nostru am întâlnit de multe ori acest tip foarte comun de reacții biochimice). Al treilea grup fosfat separat de ATP rămâne în celulă sub formă de fosfat anorganic (Pn). Randamentul de energie liberă pentru această reacție este de 30,6 kJ per 1 mol de ATP.

De la ADFși fosfat, ATP poate fi sintetizat din nou, dar aceasta necesită cheltuirea a 30,6 kJ de energie per 1 mol de ATP nou format.

În această reacție, numită reacție de condensare, se eliberează apă. Adăugarea de fosfat la ADP se numește reacție de fosforilare. Ambele ecuații de mai sus pot fi combinate:

Această reacție reversibilă este catalizată de o enzimă numită ATPaza.

Toate celulele, așa cum am menționat deja, au nevoie de energie pentru a-și îndeplini munca, iar pentru toate celulele oricărui organism sursa acestei energie este servește ca ATP. Prin urmare, ATP este numit „purtător de energie universal” sau „moneda energetică” a celulelor. O analogie adecvată este bateriile electrice. Amintiți-vă de ce nu le folosim. Cu ajutorul lor putem primi lumină într-un caz, sunet în altul, uneori mișcare mecanică, iar uneori avem nevoie de energie electrică de la ele. Comoditatea bateriilor este că putem folosi aceeași sursă de energie - o baterie - pentru o varietate de scopuri, în funcție de locul în care o plasăm. ATP joacă același rol în celule. Furnizează energie pentru procese atât de diverse precum contracția musculară, transmiterea impulsurilor nervoase, transportul activ de substanțe sau sinteza proteinelor și toate celelalte tipuri de activitate celulară. Pentru a face acest lucru, trebuie pur și simplu „conectat” la partea corespunzătoare a aparatului celular.

Analogia poate fi continuată. Bateriile trebuie mai întâi fabricate, iar unele dintre ele (reîncărcabile), la fel ca , pot fi reîncărcate. Când bateriile sunt fabricate într-o fabrică, o anumită cantitate de energie trebuie să fie stocată în ele (și, prin urmare, consumată de fabrică). Sinteza ATP necesită și energie; sursa sa este oxidarea substanţelor organice în timpul respiraţiei. Deoarece energia este eliberată în timpul procesului de oxidare la fosforilarea ADP, o astfel de fosforilare se numește fosforilare oxidativă. În timpul fotosintezei, ATP este produs din energia luminoasă. Acest proces se numește fotofosforilare (vezi Secțiunea 7.6.2). Există, de asemenea, „fabrici” în celulă care produc cea mai mare parte a ATP. Acestea sunt mitocondriile; ele conțin „linii de asamblare” chimice pe care se formează ATP în timpul respirației aerobe. În cele din urmă, „bateriile” descărcate sunt de asemenea reîncărcate în celulă: după ce ATP, după ce a eliberat energia conținută în el, este convertit în ADP și Fn, poate fi sintetizat rapid din nou din ADP și Fn datorită energiei primite în proces. a respiraţiei din oxidarea unor noi porţiuni de materie organică.

Cantitatea de ATPîn celulă la un moment dat este foarte mic. Prin urmare, în ATF ar trebui să se vadă doar purtătorul de energie, și nu depozitul ei. Substanțe precum grăsimile sau glicogenul sunt folosite pentru stocarea energiei pe termen lung. Celulele sunt foarte sensibile la nivelurile de ATP. Pe măsură ce rata de utilizare a acestuia crește, crește și rata procesului de respirație care menține acest nivel.

Rolul ATP ca o legătură de legătură între respirația celulară și procesele care implică consumul de energie, este vizibilă din figură. Această diagramă pare simplă, dar ilustrează un model foarte important.

Prin urmare, se poate spune că, în general, funcția respirației este de a produce ATP.

Să rezumăm pe scurt cele spuse mai sus.
1. Sinteza ATP din ADP și fosfat anorganic necesită 30,6 kJ de energie per 1 mol de ATP.
2. ATP este prezent în toate celulele vii și, prin urmare, este un purtător universal de energie. Nu se folosesc alți purtători de energie. Acest lucru simplifică problema - aparatul celular necesar poate fi mai simplu și poate funcționa mai eficient și mai economic.
3. ATP furnizează cu ușurință energie oricărei părți a celulei la orice proces care necesită energie.
4. ATP eliberează rapid energie. Aceasta necesită o singură reacție - hidroliza.
5. Rata de producere a ATP din ADP și fosfat anorganic (viteza procesului de respirație) este ușor de ajustat în funcție de nevoi.
6. ATP este sintetizat în timpul respirației datorită energiei chimice eliberate în timpul oxidării substanțelor organice precum glucoza, iar în timpul fotosintezei datorită energiei solare. Formarea ATP din ADP și fosfat anorganic se numește reacție de fosforilare. Dacă energia pentru fosforilare este furnizată de oxidare, atunci vorbim de fosforilare oxidativă (acest proces are loc în timpul respirației), dar dacă pentru fosforilare se folosește energia luminoasă, atunci procesul se numește fotofosforilare (aceasta are loc în timpul fotosintezei).

ATP (adenozin trifosfat)– un compus organic din grupul trifosfaților nucleozidici, care joacă un rol major într-o serie de procese biochimice, în primul rând în furnizarea energiei celulelor.

Navigare articole

Structura și sinteza ATP

Trifosfatul de adenozină este adenina de care sunt atașate trei molecule de acid ortofosforic. Adenina face parte din mulți alți compuși care sunt larg răspândiți în natura vie, inclusiv acizii nucleici.

Eliberarea de energie, care este folosită de organism pentru o varietate de scopuri, are loc prin procesul de hidroliză a ATP, ducând la apariția a una sau două molecule libere de acid fosforic. În primul caz, adenozin trifosfat este transformat în adenozin difosfat (ADP), în al doilea, în adenozin monofosfat (AMP).

Sinteza ATP, care are loc într-un organism viu datorită combinației de adenozin difosfat cu acid fosforic, poate avea loc în mai multe moduri:

1. Principal: fosforilarea oxidativă, care are loc în organele intracelulare - mitocondrii, în timpul oxidării substanțelor organice.
2. A doua cale: fosforilarea substratului, care are loc în citoplasmă și joacă un rol central în procesele anaerobe.

Funcțiile ATP

Trifosfatul de adenozină nu joacă un rol semnificativ în stocarea energiei, ci mai degrabă îndeplinește funcții de transport în metabolismul energetic celular. Trifosfatul de adenozină este sintetizat din ADP și este în curând convertit înapoi în ADP, eliberând energie utilă.

În raport cu vertebrate și oameni, funcția principală a ATP este de a asigura activitatea motorie a fibrelor musculare.

În funcție de durata efortului, fie că este vorba de muncă de scurtă durată sau de sarcină de lungă durată (ciclică), procesele energetice sunt destul de diferite. Dar în toate acestea, trifosfatul de adenozină joacă un rol crucial.

Formula structurală ATP:

Pe lângă funcția sa energetică, trifosfatul de adenozină joacă un rol semnificativ în transmiterea semnalului între celulele nervoase și alte interacțiuni intercelulare, în reglarea acțiunii enzimelor și hormonilor. Este unul dintre produsele de pornire pentru sinteza proteinelor.

Câte molecule de ATP sunt produse în timpul glicolizei și oxidării?

Durata de viață a unei molecule nu este, de obicei, mai mare de un minut, astfel încât în ​​orice moment conținutul acestei substanțe în corpul unui adult este de aproximativ 250 de grame. În ciuda faptului că cantitatea totală de adenozină trifosfat sintetizată pe zi este de obicei comparabilă cu greutatea proprie a corpului.

Procesul de glicoliză are loc în 3 etape:

1. pregătitoare.
   La intrarea în această etapă nu se formează molecule de adenozin trifosfat
2. Anaerob.
   Se formează 2 molecule de ATP.
3. Aerobic.
   În timpul acesteia, are loc oxidarea PVA și a acidului piruvic. Din 1 moleculă de glucoză se formează 36 de molecule de ATP.

În total, în timpul glicolizei unei molecule de glucoză, se formează 38 de molecule de ATP: 2 în timpul etapei anaerobe a glicolizei, 36 în timpul oxidării acidului piruvic.