כשאנחנו מדברים על מולקולות, ביולוגיה ואנרגיה, תמיד מגיע אלינו מושג שידוע בשם ה-ATP. זו המולקולה המופיעה תמיד כמעט בכל התגובות הביוכימיות של יצורים חיים. לא כולם יודעים מה זה ATP ומה הפונקציות העיקריות שלו.
לכן, אנו מקדישים מאמר זה כדי לספר לכם על כל המאפיינים, הפונקציה והחשיבות של ATP.
תכונות עיקריות
אנחנו מדברים על מולקולה שהייתה כמעט בכל התגובות הביוכימיות שיש ליצורים חיים. תגובות כימיות כגון גליקוליזה, מחזור קרבס. בן זוגו הבלתי נפרד הוא ה- ADP וזה ממלא תפקיד חשוב בכל התגובות הביוכימיות הללו.
הראשון מכל הוא לדעת מה זה ATP. זהו הנוקלאוטיד אדנוזין טריפוספט והוא חומר הביניים הנפוץ ביותר ואוניברסלי עשיר באנרגיה. כשמו כן הוא, הוא מורכב מקבוצת אדנוזין, שבתורו מורכבת אדנין וריבוז, וקבוצת טריפוספט. המאפיין העיקרי הוא שקבוצות הפוספט שהוא מכיל ל- ATP שלוש יחידות פוספטים שדוחפות זו את זו באופן אלקטרוסטטי. הסיבה לכך היא כי אטומי הזרחן נטענים באופן חיובי, ואילו אטומי החמצן טעונים שלילית.
כאשר אנו מדברים על דחייה אלקטרוסטטית, אנו מתכוונים שהם מתנהגים כמו כאשר אנו רוצים לחבר שני מגנטים בשני הקטבים החיוביים או בשני הקטבים השליליים. אנו יודעים שקטבים מנוגדים מושכים, אך כמו דוחים זה את זה.
פונקציית ואחסון ATP
אנו הולכים לראות מה הפונקציה העיקרית שיש ל- ATP בגופנו ומדוע היא כה חשובה על פני כדור הארץ. תפקידו העיקרי הוא משמשים אספקת אנרגיה כמעט בכל התגובות הביוכימיות. בדרך כלל, כל התגובות הביוכימיות הללו נחוצות לחיים ומתרחשות בתוך התא. הודות לתגובות ביוכימיות אלה, ניתן לשמור על תפקודיו הפעילים של התא, כגון סינתזה של DNA ו- RNA, חלבונים והובלת מולקולות מסוימות דרך קרום התא.
כאשר אנו הולכים לחדר הכושר בשניות הראשונות שאנו מרימים את הסכרים, ה- ATP הוא זה שנותן לנו את האנרגיה הדרושה לכך. ברגע שהתרגיל נמשך יותר מ -10 שניות, גליקוגן השריר הוא האחראי על התגברות על ההתנגדות שאנו מציבים עליו.
אחד ההיבטים הבסיסיים שיש לדעת על פעולת ATP זה לדעת איך זה אוגר אנרגיה. כדי להחזיק את הקשרים בין הפוספטים יחד בקבוצת טריפוספט לוקח הרבה אנרגיה. באופן ספציפי, יש צורך ב -7.7 קלוריות של אנרגיה חופשית לכל שומה של ATP. זו אותה אנרגיה שמשתחררת כאשר ה- ATP הידרוליזה ל- ADP. משמעות הדבר היא שהיא מאבדת קבוצת פוספט בגלל פעולת המים וכמות גדולה של אנרגיה משתחררת.
אנו נחזור לאנלוגיה המשמשת את המגנט כדי שנוכל להסביר היטב את פעולת ה- ATP. בואו נחשוב שיש לנו שני מגנטים שניצב מול הקוטב החיובי שלהם ומחובר לשעווה או דבק. בזמן השעווה מוצקה לחלוטין, המגנטים עדיין מחוברים למרות שבמצבם המקורי הם צריכים להדוף זה את זה. עם זאת, אם אנו מתחילים לחמם את השעווה, שני המגנטים שוברים את הקשר שמחזיק אותם יחד ומפרידים אנרגיה משחררת. לכן, אנו יכולים לומר שהאנרגיה נשמרת על המדרכה שהיא הקשר של שני המגנטים.
במקרה של מולקולה זו, אנרגיה נשמרת בקשרים המחזיקים את מולקולות הפוספט. קשרים אלה ידועים בשם פירופוספט. דרך נוספת לקרוא לקשרים אלה היא קשרים נטולי מים או אנרגיה גבוהה.
איך ATP מוותר על אנרגיה
כבר הזכרנו שמולקולה זו היא העיקרית האחראית על אספקת אנרגיה לאורגניזמים. עם זאת, לא כולם יודעים כיצד אנרגיה זו מוותרת על מנת שתוכל לשמש אותה בפעילויות שונות. לשם כך ATP מעניקה קבוצת פוספט סופנית עם תכולת אנרגיה גבוהה לקבוצת מולקולות קבלה כגון סוכרים, חומצות אמינו ונוקלאוטידים. כאשר מסוף הפוספט משתחרר, הוא מומר לדיפוספט אדנוזין, כלומר ADP. זה כאשר קבוצת פוספט מחייבת משתחררת על מולקולת הקולט. בתהליך זה יש העברה של קבוצת פוספט או זרחון שאין לבלבל עם זרחון חמצוני, האחראי על יצירת המולקולה.
זרחון מגדיל את רמת האנרגיה החופשית של מולקולת הקולט ולכן היא יכולה להגיב בצורה אקרגנית בתגובות ביוכימיות שמזרזות אנזימים. אנזימים אחראים להבטחת התפקוד המהיר ביותר של תגובות ביוכימיות. תגובה היא אקרגנית כאשר וריאציית האנרגיה החופשית של גיבס היא שלילית. כלומר, שינוי אנרגיה זה מההידרוליזה או מהעברת קבוצת הפוספט הוא -7.7 קק"ל. מולקולת הטריפוספט אדנוזין יכולה לשחרר אנרגיה באמצעות הידרוליזה. במקרה זה אנו רואים כיצד מולקולת המים אחראית לתקוף את אחד הקשרים בין קבוצות הפוספטים כדי לתת קבוצת פוספט ו- ADP.
איך זה נוצר
בואו נראה מהם הצעדים העיקריים לפיהם נוצר ATP נקודת הנשימה של התא דרך שרשרת ההובלה האלקטרונית היא המקור העיקרי ליצירה. זה קורה גם בפוטוסינתזה המתרחשת בצמחים. אחת הצורות או מסלולי היצירה היא במהלך הגליקוליזה ובמהלך מחזור חומצת הלימון, המכונה גם מחזור קרבס.
היווצרות ATP מתרחשת על ידי זרחון של ADP הודות לפעולה של ארגינין פוספט וקריאטין פוספט. שניהם משמשים כמאגרים מיוחדים של אנרגיה כימית להתרחשות זירחון מהירה יותר. זהו התהליך שהזכרנו לעיל ומכונה זרחון חמצוני. גם קריאטין וגם ארגינין ידועים כפוספגנים.
אני מקווה שעם מידע זה תוכלו ללמוד עוד על מולקולת ATP ותפקידיה.