Keď hovoríme o molekulách, biológii a energii, vždy k nám príde koncept, ktorý je známy ako ATP. Je to molekula, ktorá sa vždy objavuje takmer vo všetkých biochemických reakciách živých bytostí. Nie každý vie, čo je ATP a aké sú jej hlavné funkcie.
Preto sa budeme venovať tomuto článku, aby sme vám povedali o všetkých vlastnostiach, funkcii a dôležitosti ATP.
kľúčové vlastnosti
Hovoríme o molekule, ktorá bola takmer vo všetkých biochemických reakciách, ktoré majú živé bytosti. Chemické reakcie, ako je glykolýza, Krebsov cyklus. Jeho neoddeliteľným spoločníkom je ADP a tiež hrá dôležitú úlohu vo všetkých týchto biochemických reakciách.
V prvom rade je potrebné vedieť, čo je ATP. Je to nukleotid adenozíntrifosfát a je najbežnejším a najuniverzálnejším energeticky bohatým medziproduktom. Ako naznačuje jeho názov, je tvorený adenozínovou skupinou, ktorá je zase tvorená adenínom a ribózou, a trifosfátovou skupinou. Hlavnou charakteristikou je, že obsahuje fosfátové skupiny ATP majú tri fosfátové jednotky, ktoré sa navzájom elektrostaticky odpudzujú. Je to tak preto, lebo atómy fosforu sú nabité kladne, zatiaľ čo atómy kyslíka sú nabité záporne.
Keď hovoríme o elektrostatickej odpudivosti, máme na mysli to, že sa správajú rovnako, ako keď chceme spojiť dva magnety buď kladným pólom, alebo obidvoma zápornými pólmi. Vieme, že opačné póly sa lákajú, ale akoby sa navzájom odpudzovali.
Funkcia a ukladanie ATP
Uvidíme, akú hlavnú funkciu má ATP v našom tele a prečo je na planéte taký dôležitý. Jeho hlavnou funkciou je slúžia ako zdroj energie takmer vo všetkých biochemických reakciách. Normálne sú všetky tieto biochemické reakcie nevyhnutné pre život a prebiehajú vo vnútri bunky. Vďaka týmto biochemickým reakciám je možné zachovať aktívne funkcie bunky, ako je syntéza DNA a RNA, proteínov a transport určitých molekúl cez bunkovú membránu.
Keď ideme do posilňovne počas prvých sekúnd, keď dvíhame hrádze, je to práve ATP, ktorá nám dodáva potrebnú energiu. Akonáhle cvičenie trvá viac ako 10 sekúnd, svalový glykogén má na starosti prekonanie odporu, ktorý mu kladieme.
Jedným zo základných aspektov poznania fungovania ATP je vedieť, ako ukladá energiu. Udržiavanie väzieb medzi fosfátmi dohromady v trifosfátovej skupine vyžaduje veľa energie. Konkrétne je na každý mól ATP potrebných 7.7 kalórií voľnej energie. Je to rovnaká energia, ktorá sa uvoľňuje, keď sa ATP hydrolyzuje na ADP. To znamená, že účinkom vody stráca fosfátovú skupinu a uvoľňuje sa veľké množstvo energie.
Vrátime sa k analógii použitej pre magnet, aby sme vedeli dobre vysvetliť fungovanie ATP. Myslime na to, že máme dva magnety, ktorým čelí kladný pól a sú spojené voskom alebo lepidlom. Zatiaľ čo vosk je dokonale tuhý, magnety sú stále pripevnené, aj keď v pôvodnom stave by sa mali navzájom odpudzovať. Ak však začneme vosk zahrievať, dva magnety prerušia väzbu, ktorá ich drží pohromade, a oddelene uvoľňujú energiu. Preto môžeme povedať, že energia sa ukladá na chodník, ktorý je spojivom oboch magnetov.
V prípade tejto molekuly sa energia ukladá do väzieb, ktoré držia molekuly fosfátu pohromade. Tieto väzby sú známe pod menom pyrofosfát. Ďalším spôsobom, ako tieto väzby nazvať, sú bezvodé alebo vysokoenergetické väzby.
Ako sa ATP vzdáva energie
Už sme spomenuli, že táto molekula je hlavnou molekulou zodpovednou za dodávanie energie organizmom. Nie každý však vie, ako sa táto energia vzdáva, aby ju bolo možné využiť pri rôznych činnostiach. Za týmto účelom poskytuje ATP terminálnu fosfátovú skupinu s vysokým obsahom energie skupine akceptorových molekúl, ako sú cukry, aminokyseliny a nukleotidy. Keď sa uvoľní fosfátový koniec, prevedie sa na adenozíndifosfát, tj. ADP. To je prípad, keď sa väzbová fosfátová skupina uvoľní na molekule akceptora. V tomto procese dochádza k prenosu alebo fosforylácii fosfátových skupín, ktoré by sa nemali zamieňať s oxidatívnou fosforyláciou, ktorá je zodpovedná za tvorbu molekuly.
Fosforylácia zvyšuje hladinu voľnej energie molekuly akceptora, a preto môže reagovať exergonicky v biochemických reakciách, ktoré sú katalyzované enzýmami. Enzýmy sú zodpovedné za zabezpečenie najrýchlejšieho fungovania biochemických reakcií. Reakcia je exergonická, keď je odchýlka Gibbsovej voľnej energie negatívna. Menovite, táto zmena energie z hydrolýzy alebo prenosu fosfátovej skupiny je -7.7 kcal. Molekula adenozíntrifosfátu môže uvoľňovať energiu hydrolýzou. V tomto prípade vidíme, ako je molekula vody zodpovedná za napadnutie jednej z väzieb medzi fosfátovými skupinami za vzniku fosfátovej skupiny a ADP.
Ako sa vytvára
Uvidíme, aké sú hlavné kroky, pomocou ktorých sa vytvára ATP, bodové bunkové dýchanie prostredníctvom elektronického transportného reťazca je hlavným zdrojom tvorby. Vyskytuje sa tiež pri fotosyntéze, ktorá prebieha v rastlinách. Ďalšia z foriem alebo ciest tvorby je počas glykolýzy a počas cyklu kyseliny citrónovej, známej tiež ako Krebsov cyklus.
Nastáva tvorba ATP fosforyláciou ADP vďaka pôsobeniu arginínfosfátu a kreatínfosfátu. Oba pôsobia ako zvláštne rezervy chemickej energie pre rýchlejšiu fosforyláciu. Toto je proces, ktorý sme už spomínali skôr a je známy ako oxidačná fosforylácia. Kreatín aj arginín sú známe ako fosfagény.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o molekule ATP a jej funkciách.