ATP funkcijas. Kāda ir ATP funkcija?

Ja mēs pārfrāzējam plaši pazīstamo izteicienu"Kustība - tā ir dzīve", kļūst skaidrs, ka visi izpausmes dzīves nozīmes - augšanu, vairošanos, uztura procesus sintēzi vielu, elpošana - ir, faktiski, kustība no atomiem un molekulām, kas veido šūnas. Vai šie procesi ir iespējami bez enerģijas iesaistīšanas? Protams, nē.

Kur dzīvās būtnes, no milzīgiem organismiem, piemēram, zilā valūta vai amerikāņu sequoia, uz ultramikroskopiskām baktērijām, iegūst savas rezerves?

Bioķīmija ir atradusi atbildi uz šo jautājumu. Adenozīna trifosforskābe ir universāla viela, ko lieto visi mūsu planētas iedzīvotāji. Šajā rakstā mēs aplūkosim ATP struktūru un funkcijas dažādās dzīvo organismu grupās. Turklāt mēs noteiksim, kuri organelli ir atbildīgi par tā sintēzi augu un dzīvnieku šūnās.

Atklāšanas vēsture

Divdesmitā gadsimta sākumā Hārvardas laboratorijāMedicīnas skola, daži zinātnieki, proti Subbaris, Lohman un Frisco, atrasti savienojumus struktūras līdzīgi adenīna nukleotīdu RNS. Tomēr tas saturēja ne vienu, bet trīs veselus fosfāta skābes atlikumus, kas saistīti ar monosaharīda ribozi. Pēc divām desmitgadēm F. Lipmans, pētot ATP funkcijas, apstiprināja zinātnisko pieņēmumu, ka šim savienojumam ir enerģija. No šī brīža bioķīmiķi lieliska iespēja iepazīties ar sarežģītu mehānismu sintēzes vielas notiek šūnā. Tas pēc tam tika atklāts, galvenais savienojums: ferments - ATP sintāzes, kas ir atbildīga par veidošanās nukleīnskābes molekulas ceļā mitohondrijos. Lai noteiktu, kāda funkcija ATF veic, mēs noskaidrosim, kādi procesi notiek dzīvos organismos, kurus nevar realizēt bez šīs vielas iesaistīšanas.

Enerģijas eksistences formas bioloģiskajās sistēmās

Dažādas reakcijas notiek dzīvoorganismiem, ir nepieciešami dažādi enerģijas veidi, kas spēj pārveidoties savā starpā. Tie ietver mehāniskos procesus (baktēriju un vienkāju kustību, miofibrilu samazināšanos muskuļu audos), bioķīmisko sintēzi. Šajā sarakstā iekļauti arī elektriskie impulsi, kas ir ierosinātāja un nomākuma pamatā, termiskās reakcijas, kas saglabā nemainīgu ķermeņa temperatūru siltā laikā dzīvniekiem un cilvēkiem. Jūras planktona, dažu kukaiņu un dziļūdens zivju luminiscējošais spīdums norāda arī uz dzīvo organismu radītajām enerģijas šķirnēm.

Visas iepriekš aprakstītās parādībasbioloģiskās sistēmas, nav iespējamas bez ATP molekulām, kuru funkcijas ir uzglabāt enerģiju makroreģisko saišu formā. Tās rodas starp adenilnukleozīdu un fosfāta skābes atlikumiem.

No kurienes nāk mobilā enerģija?

Saskaņā ar termodinamikas likumiem, izskatu unzināmu iemeslu dēļ enerģijas izzušana notiek. Organisko savienojumu, kas veido pārtiku, šķelšanās: olbaltumvielas, ogļhidrāti un īpaši lipīdi izraisa enerģijas izdalīšanos. Primārie hidrolīzes procesi notiek gremošanas traktā, kur organisko savienojumu makromolekulas tiek pakļautas enzīmiem. Daļa no saņemtā enerģijas izdalās siltuma formā vai tiek izmantota, lai saglabātu šūnas iekšējā satura optimālo temperatūru. Atlikušā daļa tiek uzkrāta formā mitohondrijā - šūnas spēkstacijās. Šī ir galvenā ATP molekulas funkcija - nodrošināt un papildināt ķermeņa enerģijas vajadzības.

Kāda ir katabolisko reakciju loma

Elementārā dzīvās būtnes vienība ir šūna,Tas darbojas tikai ar pastāvīgu enerģijas atjaunošanu tā dzīves ciklā. Lai izpildītu šo nosacījumu šūnu metabolismu pastāv virziens, ko sauc disimilācija, katabolismu vai enerģijas metabolismu. In Bezskābekļa stadijā, tas ir vienkāršākā Paņēmiens, lai veidotu un uzglabātu enerģiju katra molekula glikozes, ja nav skābekļa, 2 sintezētās molekulu enerģētiskā viela nodrošina galveno funkciju ATP šūnā - piegādāt to ar enerģiju. Lielākā daļa anoksiskā stāvokļa reakciju rodas citoplazmā.

Atkarībā no tā, kāda ir šūnas struktūra, tāvar turpināties dažādos veidos, piemēram, glikolīzes, spirta vai pienskābes fermentācijas veidā. Tomēr šo metabolisko procesu bioķīmiskās īpašības neietekmē funkciju, ko ATP veic šūnā. Tas ir universāls: saglabāt šūnu enerģijas rezerves.

Kā molekulas struktūra ir saistīta ar tās funkcijām

Iepriekš mēs konstatējām faktu, kaAdenozīna trifosforskābe ir trīs fosfāta atlikumi, kas pievienoti nitrāta bāzei - adenīns un monosaharīds - riboze. Tā kā gandrīz visas šūnas citoplazmas reakcijas tiek veiktas ūdens vidē, skābes molekulas hidrolītisko enzīmu iedarbībā pārtrauc kovalentās saites, lai vispirms izveidotu adenozīndifosfāta skābi, un pēc tam AMP. Reversās reakcijas, kuru rezultātā rodas adenozīna trifosfāta skābes sintēze, parādās fosfotransferāzes enzīma klātbūtnē. Tā kā ATP kalpo par universālu šūnu dzīves avotu, tas ietver divas makrorīriskas saites. Ar katra no tiem sekojošu plīsumu tiek piešķirti 42 kJ. Šis resurss tiek izmantots šūnas vielmaiņas procesā, tā augšanas un reproduktīvā procesā.

ATP sintāzes vērtība

Vispārējās nozīmes organellos - mitohondrios,kas atrodas augu un dzīvnieku šūnās, ir fermentatīva sistēma - elpošanas ķēde. Tas satur enzīmu - ATP sintāžu. Molekulas biocatalyst kam formā hexamer, kas sastāv no lodveida proteīns, tiek nosūtīti kā ar membrānu un stromas mitohondriju. Pateicoties fermenta aktivitātes, ADF un neorganisko fosfātu acid residues tiek sintezēts enerģija šūnu materiālu. Izveidotās ATP molekulas pilda enerģijas taupīšanai nepieciešamo enerģiju. Īpatnība ir biocatalyst ir tāda, ka tad, kad pārpalikums koncentrācija enerģētisko savienojumu, tas darbojas kā vairāku hidrolītisku fermenta, sadalot to molekulas.

Iezīmes adenozīna trifosfāta sintēzei

Augiem ir nopietna biržas iezīmevielas, kardināli atšķir šo organismu no dzīvniekiem. Tas ir saistīts ar autotrofisku barošanu un spēju apstrādāt fotosintēzi. Molekulu veidošanās, kas satur makroerģiskas saites, notiek augos šūnu organoīdos - hloroplastos. Jau zināms, ka enzīms ATP-sintēze tiek iekļauta taukokoīdu un hloroplastu stromā. ATP funkcija šūnā ir enerģijas glabāšana gan autotrofos, gan heterotrofos, ieskaitot cilvēkus.

Savienojumi ar makrorīriskām saitēmsintezēts saprotroph un heterotrophs in oksidatīvo fosforilēšanos, kas iet uz mitohondriju cristae. Kā mēs varam redzēt, kas gaitā evolūcijas dažādās grupās organismu veido ideāli sintēzes mehānisms savienojums, piemēram, ATP, kura funkcijas ir nodrošināt enerģijas šūnas.