Садржај
- Преглед нуклеотида
- Нуклеотиди: Номенклатура
- АТП карактеристике
- Метаболички извори АТП у ћелијама
- АТП циклус
- Клиничка употреба АТП-а
Аденозин трифосфат (АТП) је сигурно најважнији молекул у проучавању биохемије, јер би сав живот одмах престао када би та релативно једноставна супстанца нестала из постојања. АТП се сматра „енергетском валутом“ ћелија, јер без обзира на то шта иде у организам као извор горива (нпр. Храна код животиња, молекуле угљен-диоксида у биљкама), на крају се користи за генерисање АТП-а који је тада доступан за напајање све потребе ћелије, а самим тим и организма у целини.
АТП је нуклеотид, што му даје свестраност у хемијским реакцијама. Молекуле (из којих се синтетише АТП) су широко доступне у ћелијама. До 1990-их, АТП и његови деривати коришћени су у клиничким окружењима за лечење различитих стања, а остале апликације се и даље истражују.
Имајући у виду кључну и универзалну улогу овог молекула, учење о производњи АТП-а и његовом биолошком значају је свакако вредно енергије коју ћете потрошити у том процесу.
Преглед нуклеотида
До те мере да нуклеотиди имати било какав углед међу ентузијастима који нису обучени биохемичари, вероватно су најпознатији као мономереили мале јединице које се понављају нуклеинске киселине - направљени су дуги полимери ДНК и РНК.
Нуклеотиди се састоје од три различите хемијске групе: шећера са пет угљеника или рибозе, који је у ДНК деоксирибоза, а у РНК је рибоза; азотна или база богата азотом; и једна до три фосфатне групе.
Прва (или једина) фосфатна група везана је за један од угљеника на делу шећера, док се све додатне фосфатне групе шире ван већ постојећих како би формирале мини ланац. Нуклеотид без фосфата - то јест деоксирибоза или рибоза спојена са азотном базом - назива се а нуклеозид.
Душичне базе долазе у пет врста и оне одређују и име и понашање појединих нуклеотида. Ове базе су аденин, цитозин, гванин, тимин и урацил. Тимин се појављује само у ДНК, док се у РНА, урацил појављује тамо где би се тимин појавио у ДНК.
Нуклеотиди: Номенклатура
Сви нуклеотиди имају скраћенице од три слова. Прва означава присутну базу, док последња два означавају број фосфата у молекули. Тако АТП садржи аденин као своју базу и има три фосфатне групе.
Уместо да назив базе укључимо у изворном облику, међутим, суфикс "-ине" се у случају нуклеотида који носе аденин замењује са "-осин"; слична мала одступања се јављају и за остале нуклеозиде и нуклотиде.
Стога АМП је аденозин монофосфат и АДП је аденозин-дифосфат. Обе молекули су саме по себи важне за ћелијски метаболизам, као и да су прекурсори или продукти распада АТП.
АТП карактеристике
АТП је први пут идентификован 1929. Налази се у свакој ћелији у сваком организму и живи су хемијска средства за складиштење енергије. Генерише се углавном ћелијским дисањем и фотосинтезом, а последња се појављује само у биљкама и одређеним прокариотским организмима (једноцелични животни облици у доменима Архае и Бактерије).
О АТП-у се обично говори о реакцијама које укључују или анаболизам (метаболички процеси који синтетизирају веће и сложеније молекуле из мањих) или катаболизам (метаболички процеси који раде супротно и разграђују веће и сложеније молекуле на мање).
АТП, међутим, пружа руку ћелији и на друге начине који нису директно повезани са његовом доприносом енергијом реакцијама; на пример, АТП је користан као молекул гласника у разним врстама ћелијска сигнализација и могу даровати фосфатне групе молекулама изван подручја анаболизма и катаболизма.
Метаболички извори АТП у ћелијама
Гликолиза: Прокариоти су, као што је напоменуто, једноцелични организми и њихове ћелије су много мање сложене од оних других највиших грана на организационом дрвету живота, еукариоти (животиње, биљке, протетичари и гљивице). Као такве, њихове енергетске потребе су прилично скромне у поређењу с потребама прокариота. Скоро сви они добијају свој АТП у потпуности из гликолизе, разградње ћелијске цитоплазме шећера из угљеника глукоза у два молекула молекула три угљеника пируват и два АТП-а.
Оно што је најважније, гликолиза укључује фазу „улагања“ која захтева унос два АТП-а по молекули глукозе и фазу „исплате“ у којој се стварају четири АТП-а (два по молекули пирувата).
Баш као што је и АТП енергија валута свих ћелија - то јест молекула у којем се енергија може краткорочно складиштити за каснију употребу - глукоза је крајњи извор енергије за све ћелије. Код прокариота, међутим, завршетак гликолизе представља крај линије за производњу енергије.
Ћелијско дисање: У еукариотским ћелијама АТП страна започиње тек на крају гликолизе јер те ћелије имају митохондрије, органеле у облику фудбала који користе кисеоник за стварање пуно више АТП-а него што може сама гликолиза.
Ћелијско дисање, које се такође назива аеробно („са кисеоником“), почиње са Кребсов циклус. Ова серија реакција које се одвијају унутар митохондрија комбинује молекул са два угљеника ацетил ЦоА, директни потомак пирувата, са оксалоацетат створити цитрат, која се постепено смањује од шестеро-угљене структуре до оксалоацетата, стварајући малу количину АТП-а, али много носачи електрона.
Ови носачи (НАДХ и ФАДХ)2) учествовати у следећем кораку ћелијског дисања, а то је ланац транспорта електрона или ЕЦТ. ЕЦТ се одвија на унутрашњој мембрани митохондрија, а систематским дејством електрона долази до стварања 32 до 34 АТП по "узводном" молекулу глукозе.
Фотосинтеза: Овај процес, који се одвија у зеленом пигменту хлоропласти биљних ћелија, потребно је светло да би деловало. Користи ЦО2 извучен из спољашњег окружења за стварање глукозе (биљке, на крају крајева, не могу "јести"). Биљне ћелије такође имају митохондрије, па након што биљке, у ствари, направе своју храну у фотосинтези, следи ћелијско дисање.
АТП циклус
У сваком тренутку, људско тело садржи око 0,1 мола АТП-а. А кртица износи око 6,02 × 1023 појединачне честице; моларна маса неке супстанце је колико мол те материје тежи у грамима, а вредност АТП-а је мало више од 500 г / мол (нешто више од килограма). Већина тога долази директно из фосфорилација АДП.
Ћелије типичних особа дневно губе око 100 до 150 молова АТП-а, или око 50 до 75 килограма - преко 100 до 150 килограма! То значи да је количина промета АТП-а у дану код одређене особе отприлике 100 / 0,1 до 150 / 0,1 мол, односно од 1000 до 1500 мол.
Клиничка употреба АТП-а
Будући да је АТП буквално свуда у природи и учествује у широком спектру физиолошких процеса - укључујући преношење живаца, контракцију мишића, рад срца, згрушавање крви, ширење крвних судова и метаболизам угљених хидрата - истражена је његова употреба као "лекова".
На пример, аденозин, нуклеозид који одговара АТП, користи се као кардиолошки лек за побољшање протока крви у крвним судовима у ванредним ситуацијама, а крајем 20. века испитан је као могући аналгетик (тј. Контрола боли) агент).