ATP'nin özellikleri

İçerik

• Nükleotidlere Genel Bakış
• Nükleotitler: Adlandırma
• ATP Karakteristikleri
• Hücrelerde ATP'nin Metabolik Kaynakları
• ATP Döngüsü
• ATP'nin Klinik Kullanımları

Adenosin trifosfat (ATP), biyokimya çalışmasındaki tartışmasız en önemli moleküldür, çünkü eğer bu nispeten basit bir madde mevcudiyetinden kurtulursa, tüm yaşam derhal durur. ATP hücrelerin "enerji para birimi" olarak kabul edilir, çünkü yakıt kaynağı olarak bir organizmaya neyin girdiğine bakılmaksızın (örneğin hayvanlarda gıda, bitkilerde karbondioksit molekülleri), nihayetinde güç sağlamak için mevcut olan ATP'yi üretmek için kullanılır. hücrenin tüm ihtiyaçları ve dolayısıyla bir bütün olarak organizma.

ATP, kimyasal reaksiyonlarda çok yönlülük sağlayan bir nükleotittir. Moleküller (ATP'yi sentezleyen) hücrelerde yaygın olarak bulunur. 1990'lı yıllara kadar ATP ve türevleri çeşitli ortamları tedavi etmek için klinik ortamlarda kullanılıyordu ve diğer uygulamalar araştırılmaya devam edildi.

Bu molekülün çok önemli ve evrensel rolü göz önüne alındığında, ATP'nin üretimi ve biyolojik önemini öğrenmek, süreçte harcayacağınız enerjiye kesinlikle değer.

Nükleotidlere Genel Bakış

Ölçüde nükleotidleri eğitimli biyokimyacılar değil bilim meraklıları arasında herhangi bir üne sahip, muhtemelen en iyi olarak bilinen monomerlerveya ondan küçük tekrarlayan birimler nükleik asitler - uzun polimerler DNA ve RNA - yapılır.

Nükleotitler, üç ayrı kimyasal gruptan oluşur: DNA'da deoksiriboz olan ve RNA'daki riboz olan beş karbonlu veya riboz bir şeker; azotlu veya azot atomu bakımından zengin bir baz; ve bir ila üç fosfat grubu.

Birinci (veya sadece) fosfat grubu, şeker kısmındaki karbonlardan birine tutturulurken, herhangi bir ilave fosfat grubu, bir mini-zincir oluşturmak için mevcut olanlardan dışarı doğru uzanır. Fosfat içermeyen bir nükleotid - yani azotlu bir baza bağlı deoksiriboz veya riboz - nükleosid.

Azotlu bazlar beş tipte gelir ve bunlar, tek tek nükleotidlerin hem adını hem de davranışını belirler. Bu bazlar adenin, sitozin, guanin, timin ve urasildir. Timin yalnızca DNA'da görünür, oysa RNA'da urasil, timinin DNA'da görüneceği yerde görünür.

Nükleotitler: Adlandırma

Nükleotidlerin hepsinde üç harfli kısaltmalar vardır. Bunlardan ilki mevcut temeli gösterirken, son ikisi moleküldeki fosfat sayısını gösterir. Böylece ATP, baz olarak adenin içerir ve üç fosfat grubuna sahiptir.

Bununla birlikte, baz adını doğal formuna dahil etmek yerine, "-in" eki, adenin taşıyan nükleotitlerde "-osin" ile değiştirilir; diğer nükleositler ve nüklotitler için benzer küçük sapmalar meydana gelir.

Bu nedenle, AMP dır-dir adenozin monofosfat ve ADP dır-dir adenozin difosfat. Her iki molekül de, hücresel metabolizmada, kendi başlarına ve ATP'nin öncüleri veya parçalanma ürünleri olmaları bakımından önemlidir.

ATP Karakteristikleri

ATP ilk olarak 1929'da tanımlandı. Her organizmanın her hücresinde bulunur ve enerji depolamak için kimyasal maddedir. Çoğunlukla yalnızca bitkilerde ve belirli prokaryotik organizmalarda (Archaea ve Bakteriler alanlarında tek hücreli yaşam formları) meydana gelen hücresel solunum ve fotosentez ile üretilir.

ATP genellikle anabolizmi (daha küçüklerinden daha büyük ve daha karmaşık molekülleri sentezleyen metabolik süreçler) veya katabolizmi (bunun tersini yapan ve daha büyük ve daha karmaşık molekülleri daha küçük olanlara parçalayan metabolik süreçler) içeren reaksiyonlar bağlamında tartışılmaktadır.

Bununla birlikte ATP, doğrudan reaksiyona enerji katkısı ile ilgili olmayan diğer yollarla hücreye bir el verir; örneğin, ATP çeşitli tiplerde bir haberci molekül olarak kullanışlıdır. telefon sinyali ve anabolizm ve katabolizma alanları dışındaki moleküllere fosfat grupları bağışlayabilir.

Hücrelerde ATP'nin Metabolik Kaynakları

Glikoliz: Prokaryotlar, belirtildiği gibi, tek hücreli organizmalardır ve hücreleri, örgütsel yaşam ağacı üzerindeki en üstteki dallardan daha az karmaşıktır, ökaryotlar (hayvanlar, bitkiler, protistler ve mantarlar). Bu nedenle, enerji ihtiyaçları prokaryotlarınkine kıyasla oldukça mütevazı. Neredeyse tümü ATP'lerini altı-karbon şekerinin hücre sitoplazmasında parçalanan tamamen glikolizden türetiyor glikoz üç karbonlu molekülün iki molekülüne piruvat ve iki ATP.

Önemli olarak, glikoliz, glikoz molekülü başına iki ATP'nin girişini gerektiren bir "yatırım" fazını ve içinde dört ATP'nin (piruvat molekülü başına iki tane) üretildiği bir "ödeme" fazını içerir.

Tıpkı ATP'nin olduğu gibi para birimi Tüm hücrelerin - yani, daha sonra kullanım için enerjinin kısa süreli olarak depolanabildiği molekül - glikoz tüm hücreler için nihai enerji kaynağıdır. Bununla birlikte prokaryotlarda glikolizin tamamlanması, enerji üretim hattının sonunu temsil eder.

Hücresel solunum: Ökaryotik hücrelerde ATP partisi sadece glikolizin sonunda başlamaktadır, çünkü bu hücreler mitokondritek başına glikolizden çok daha fazla ATP üretmek için oksijen kullanan futbol şeklindeki organeller.

Ayrıca aerobik ("oksijenli") olarak da adlandırılan hücresel solunum, solunumla başlar. Krebs döngüsü. Mitokondri içinde gerçekleşen bu reaksiyon dizisi iki karbon molekülünü birleştirir asetil CoA, piruvatın doğrudan soyundan okzaloasetat yaratmak sitratBu, altı karbonlu bir yapıdan tekrar oksaloasetata indirgenir, az miktarda ATP yaratır. elektron taşıyıcıları.

Bu taşıyıcılar (NADH ve FADH₂elektron taşıma zinciri veya ECT olan hücresel solunumun bir sonraki adımına katılmak. ECT, mitokondrinin iç zarı üzerinde gerçekleşir ve sistematik bir eşleşme elektron hareketiyle "yukarı akış" glikoz molekülü başına 32 ila 34 ATP üretilmesine neden olur.

Fotosentez: Yeşil pigment içeren bu süreç ortaya çıkıyor kloroplast Bitki hücrelerinin, çalışması için ışık gerektirir. CO kullanır₂ glikoz oluşturmak için dış ortamdan ekstrakte edilir (sonuçta bitkiler "yiyemez"). Bitki hücreleri aynı zamanda mitokondriye sahiptir, bu nedenle bitkiler, aslında fotosentezde kendi yiyeceklerini yaptıktan sonra, hücresel solunum izler.

ATP Döngüsü

Herhangi bir zamanda, İnsan vücudu yaklaşık 0.1 mol ATP içerir.. bir köstebek yaklaşık 6.02 × 10²³ bireysel parçacıklar; Bir maddenin molar kütlesi, bu maddenin bir molünün gram cinsinden ağırlığını ifade eder ve ATP'nin değeri 500 gr / mol'den biraz fazladır (sadece poundun üzerinde). Bunun çoğu doğrudan fosforilasyon ADP

Tipik bir insan hücreleri, günde 100 ila 150 mol ATP, veya yaklaşık 50 ila 75 kilogram - 100 ila 150 pound! Bu, belirli bir insanda günde ATP devir miktarının kabaca 100 / 0.1 ila 150 / 0.1 mol veya 1.000 ila 1.500 mol olduğu anlamına gelir.

ATP'nin Klinik Kullanımları

ATP kelimenin tam anlamıyla doğada her yerde olduğundan ve sinir iletimi, kas kasılması, kalp fonksiyonu, kanın pıhtılaşması, kan damarlarının genişlemesi ve karbonhidrat metabolizması dahil çok çeşitli fizyolojik süreçlere katıldığı için "ilaç" olarak kullanımı araştırılmıştır.

Örneğin, ATP'ye karşılık gelen nükleosid olan adenosin, acil durumlarda kalp damar kan akışını iyileştirmek için kardiyak bir ilaç olarak kullanılır ve 20. yüzyılın sonunda, olası bir analjezik (yani ağrı kontrolü) olarak incelenmiştir. madde).