Функции на ATP. Каква е функцията на АТП?

За да перифразирам добре известни "движение - това е живот" експресия, става ясно, че всички прояви на жива материя - растеж, размножаване, хранителни процеси за синтез на вещества, дишане - са, в действителност, движението на атоми и молекули, които съставляват клетки. Възможни ли са тези процеси без участието на енергия? Разбира се, че не.

Къде е живото тяло, вариращи от гигантски организми, като синият кит и Американския секвоя, и завършва с ултра-микроскопични бактерии извличат своите запаси?

Биохимията намери отговор на този въпрос. Аденозин трифосфорната киселина е универсалната субстанция, използвана от всички жители на нашата планета. В тази статия ще разгледаме структурата и функциите на АТР в различни групи живи организми. Освен това ще определим кои органели са отговорни за синтеза му в растителни и животински клетки.

История на откритието

В началото на двадесети век в лабораторията на Harvard Medical School, няколко учени, а именно Subbaris, Lohman и Сан Франциско, намерени съединения, подобни по структура на аденин нуклеотиди на РНК. Обаче, тя не съдържаше един, а три цели остатъци от фосфатна киселина, свързани с монозахаридната рибоза. След две десетилетия Ф. Липман, изучаващ функциите на АТП, потвърждава научното предположение, че това съединение носи енергия. От този момент биохимиците имаха отлична възможност да се запознаят подробно със сложния механизъм на синтез на това вещество, случващо се в клетката. По-късно беше открито ключовото съединение: ензимът е АТР синтаза, отговорен за образуването на киселинни молекули в митохондриите. За да определим каква функция извършва ATF, ще разберем какви процеси протичат в живите организми, които не могат да бъдат реализирани без участието на това вещество.

Форми на енергийно съществуване в биологичните системи

Различните реакции, настъпващи в живите организми, изискват различни видове енергия, които могат да се трансформират един в друг. Те включват механични процеси (движението на бактерии и протозои, намаляване на миофибрилите в мускулната тъкан), биохимичен синтез. Този списък включва и електрическите импулси, които са в основата на възбуждането и инхибирането, термичните реакции, които поддържат постоянна телесна температура в топлокръвни животни и хора. Луминесцентното светене на морския планктон, някои насекоми и дълбоководни риби също се отнася до сортовете енергия, произведени от живи тела.

Всички описани по-горе явления в биологичните системи са невъзможни без АТР молекули, чиито функции се състоят в съхраняване на енергия под формата на макроенергични връзки. Те възникват между остатъците от аденил нуклеозид и фосфатната киселина.

Откъде идва клетъчната енергия?

Според законите на термодинамиката появата и изчезването на енергия се случва по определени причини. Разцепването на органичните съединения, които съставляват храната: протеини, въглехидрати и особено липиди води до освобождаване на енергия. Основни методи на хидролиза се извършва в храносмилателния тракт, където макромолекули на органични съединения, изложени на ензими. Част от получената енергия се разсейва като топлина или отива да се поддържа оптимално вътрешните съдържание на температурата на клетката. Останалата част се натрупва във формата в митохондриите - електроцентралите на клетката. Това е основната функция на АТР молекулата - осигуряване и зареждане на енергийните нужди на тялото.

Каква е ролята на катаболните реакции

Елементарната единица на живата материя е клетка, която може да функционира само при постоянно обновяване на енергията в жизнения цикъл. За да се изпълни това условие в клетъчния метаболизъм, има посока, наречена дислиминация, катаболизъм или енергиен метаболизъм. В аноксична етап е най-простият метод на формоване и съхранение на енергията на всяка молекула на глюкоза, в отсъствие на кислород, 2 синтезира молекула енергийната вещество осигурява основната функция на АТР в клетката - го снабдява с енергия. Повечето от реакциите на аноксичния стадий се появяват в цитоплазмата.

В зависимост от структурата на клетката, тя може да протича по различни начини, например под формата на гликолиза, алкохолна или млечна киселина ферментация. Въпреки това, биохимичните характеристики на тези метаболитни процеси не влияят на функцията, която АТФ изпълнява в клетката. Това е универсално: да се запазят енергийните резерви на клетката.

Как структурата на молекулата е свързана с нейните функции

Преди това ние сме установили, че съставът на аденозин трифосфат е три фосфатни остатъци съединени с нитрат база - аденин, и монозахарид - рибоза. Тъй като почти всички от реакциите, извършени в цитоплазмата на клетките във водна среда чрез действието на киселина молекули хидролитични ензими разграждат ковалентните връзки първо да образуват аденозин дифосфорна киселина, последвано от AMP. Обратните реакции, водещи до синтеза на аденозин трифосфатна киселина, се срещат в присъствието на ензим на фосфотрансферазата. Тъй като АТР служи като универсален източник на клетъчен живот, той включва две макроенергични връзки. С последващо разкъсване на всеки от тях се разпределят 42 kJ. Този ресурс се използва в метаболизма на клетката, в нейния растеж и в репродуктивните процеси.

Стойността на АТР синтазата

При органелите с обща стойност - митохондриите, разположени в растителни и животински клетки, има ензимна система - респираторна верига. Той съдържа ензима - АТР синтаза. Молекули биокатализатор с формата на хексамер, състояща се от глобуларен протеин, се доставят като мембрана и в стромата на митохондриите. Благодарение на активността на ензима, синтезата на енергийната субстанция на клетката възниква от ADP и остатъците от неорганичната фосфатна киселина. Формираните молекули на АТР изпълняват функцията на натрупване на енергия, необходима за жизнената си дейност. Отличителна черта на биокатализатора е, че с прекомерна концентрация на енергийни съединения той се държи като хидролитичен ензим, като разцепва молекулите си.

Характеристики на синтеза на аденозин трифосфат

Растенията имат сериозна характеристика на метаболизма, кардинално разграничавайки тези организми от животните. Той се свързва с автотрофичното хранене и способността за обработка на фотосинтезата. Образуването на молекули, съдържащи макроенергични връзки, се среща в растенията в клетъчните органоиди - хлоропласти. Вече известен ензим АТФ синтаза ги включи в thylakoids и стромата на хлоропластите. Функцията на АТР в клетката е съхранението на енергия както в автотрофните, така и в хетеротрофните организми, включително и в хората.

Съединенията с макроенергични връзки се синтезират в сапротрофи и хетеротрофи в реакциите оксидативно фосфорилиране, преминавайки върху кристалите на митохондриите. Както виждаме, в процеса на еволюцията в различни групи живи организми се формира идеален механизъм за синтез на такова съединение като АТР, чиито функции се състоят в осигурявайки клетки с енергия.