เอทีพี

เมื่อเราพูดถึงโมเลกุลชีววิทยาและพลังงานแนวคิดมักจะเกิดขึ้นกับเราซึ่งเรียกว่า เอทีพี. เป็นโมเลกุลที่มักปรากฏในปฏิกิริยาทางชีวเคมีของสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่า ATP คืออะไรและหน้าที่หลักคืออะไร

ดังนั้นเราจะอุทิศบทความนี้เพื่อบอกคุณเกี่ยวกับคุณลักษณะหน้าที่และความสำคัญทั้งหมดของ ATP

คุณสมบัติหลัก

เรากำลังพูดถึงโมเลกุลที่อยู่ในปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกือบทั้งหมดที่สิ่งมีชีวิตมี ปฏิกิริยาเคมีเช่นไกลโคไลซิส วงจร Krebs. คู่หูที่แยกไม่ออกของเขาคือ ADP และยังมีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาทางชีวเคมีเหล่านี้

ก่อนอื่นคือต้องรู้ว่า ATP คืออะไร เป็นนิวคลีโอไทด์อะดีโนซีนไตรฟอสเฟตและเป็นตัวกลางที่อุดมด้วยพลังงานที่พบมากที่สุดและเป็นสากล ตามชื่อของมันถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มอะดีโนซีนซึ่งประกอบด้วยอะดีนีนและไรโบสและกลุ่มไตรฟอสเฟต ลักษณะสำคัญคือหมู่ฟอสเฟตที่มีอยู่ ATP มีฟอสเฟตสามหน่วยที่ขับไล่ซึ่งกันและกันด้วยไฟฟ้าสถิต เนื่องจากอะตอมของฟอสฟอรัสมีประจุบวกในขณะที่อะตอมของออกซิเจนมีประจุลบ

เมื่อเราพูดถึงการขับไล่ไฟฟ้าสถิตเราหมายความว่าพวกมันมีพฤติกรรมเช่นเดียวกับเมื่อเราต้องการรวมแม่เหล็กสองตัวด้วยขั้วบวกทั้งสองขั้วหรือขั้วลบทั้งสอง เรารู้ว่าขั้วตรงข้ามดึงดูด แต่เหมือนขับไล่กัน

 ฟังก์ชัน ATP และที่เก็บข้อมูล

เราจะมาดูกันว่า ATP มีหน้าที่หลักอะไรในร่างกายของเราและเหตุใดจึงมีความสำคัญบนโลกใบนี้ หน้าที่หลักคือการ ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานในปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกือบทั้งหมด โดยปกติปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดนี้จำเป็นต่อชีวิตและเกิดขึ้นภายในเซลล์ ด้วยปฏิกิริยาทางชีวเคมีเหล่านี้สามารถรักษาหน้าที่ที่ใช้งานอยู่ของเซลล์ได้เช่นการสังเคราะห์ DNA และ RNA โปรตีนและการขนส่งโมเลกุลบางชนิดผ่านเยื่อหุ้มเซลล์

เมื่อเราไปที่โรงยิมในช่วงวินาทีแรกที่เรายกเขื่อนมันเป็น ATP ที่ให้พลังงานที่จำเป็นแก่เรา เมื่อการออกกำลังกายเป็นเวลานานกว่า 10 วินาทีไกลโคเจนในกล้ามเนื้อจะทำหน้าที่ในการเอาชนะความต้านทานที่เราวางไว้

หนึ่งในประเด็นพื้นฐานที่ควรทราบการทำงานของ ATP คือการรู้ว่ามันเก็บพลังงานอย่างไร ในการยึดพันธะระหว่างฟอสเฟตเข้าด้วยกันในกลุ่มไตรฟอสเฟตต้องใช้พลังงานมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งจำเป็นต้องมีพลังงานฟรี 7.7 แคลอรี่สำหรับทุกอณูของ ATP นี่คือพลังงานเดียวกับที่ปล่อยออกมาเมื่อ ATP ถูกไฮโดรไลซ์เป็น ADP ซึ่งหมายความว่ามันสูญเสียหมู่ฟอสเฟตเนื่องจากการกระทำของน้ำและพลังงานจำนวนมากถูกปล่อยออกมา

เราจะกลับไปสู่การเปรียบเทียบที่ใช้แม่เหล็กเพื่อให้สามารถอธิบายการทำงานของ ATP ได้ดี ลองคิดว่าเรามีแม่เหล็กสองอันที่ประกบด้วยขั้วบวกและเชื่อมด้วยขี้ผึ้งหรือกาว ในขณะที่ ขี้ผึ้งแข็งอย่างสมบูรณ์ แม่เหล็กยังคงติดอยู่แม้ว่าจะอยู่ในสภาพเดิม แต่ก็ควรขับไล่ซึ่งกันและกัน อย่างไรก็ตามหากเราเริ่มทำให้ขี้ผึ้งร้อนขึ้นแม่เหล็กทั้งสองจะทำลายพันธะที่ยึดเข้าด้วยกันและแยกพลังงานที่ปล่อยออกมา ดังนั้นเราสามารถพูดได้ว่าพลังงานถูกเก็บไว้บนทางเท้าซึ่งเป็นพันธะของแม่เหล็กทั้งสอง

ในกรณีของโมเลกุลนี้พลังงานจะถูกเก็บไว้ในพันธะที่ยึดโมเลกุลของฟอสเฟตไว้ด้วยกัน พันธะเหล่านี้รู้จักกันในชื่อของไพโรฟอสเฟต อีกวิธีหนึ่งในการเรียกพันธะเหล่านี้คือพันธะที่ไม่มีน้ำหรือพลังงานสูง

ATP ให้พลังงานอย่างไร

เราได้กล่าวไปแล้วว่าโมเลกุลนี้เป็นโมเลกุลหลักในการจัดหาพลังงานให้กับสิ่งมีชีวิต อย่างไรก็ตามไม่ใช่ทุกคนที่รู้ว่าพลังงานนี้ให้พลังงานเพื่อนำไปใช้ในกิจกรรมต่างๆได้อย่างไร ในการทำเช่นนี้ ATP จะให้กลุ่มฟอสเฟตเทอร์มินัลที่มีพลังงานสูงไปยังกลุ่มของโมเลกุลตัวรับเช่นน้ำตาลกรดอะมิโนและนิวคลีโอไทด์ เมื่อปล่อยฟอสเฟตเทอร์มินัลจะถูกเปลี่ยนเป็นอะดีโนซีนไดฟอสเฟตนั่นคือ ADP นี่คือเมื่อกลุ่มฟอสเฟตที่มีผลผูกพันถูกปล่อยออกมาบนโมเลกุลตัวรับ ในกระบวนการนี้มีการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตหรือฟอสโฟรีเลชันที่ไม่ควรสับสนกับฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชันซึ่งมีหน้าที่ในการสร้างโมเลกุล

ฟอสโฟรีเลชันช่วยเพิ่มระดับพลังงานอิสระของโมเลกุลตัวรับและด้วยเหตุนี้จึงสามารถทำปฏิกิริยาในลักษณะทางชีวเคมีที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ เอนไซม์มีหน้าที่ในการตรวจสอบการทำงานของปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เร่งมากที่สุด ปฏิกิริยาจะผิดปกติเมื่อความแปรผันของพลังงานอิสระกิบส์เป็นลบ ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงพลังงานจากการไฮโดรไลซิสหรือการถ่ายโอนกลุ่มฟอสเฟตคือ -7.7 กิโลแคลอรี โมเลกุลของอะดีโนซีนไตรฟอสเฟตสามารถปลดปล่อยพลังงานผ่านการไฮโดรไลซิส ในกรณีนี้เราจะเห็นว่าโมเลกุลของน้ำมีหน้าที่ในการโจมตีพันธะระหว่างหมู่ฟอสเฟตเพื่อให้ได้หมู่ฟอสเฟตและ ADP อย่างไร

มันถูกสร้างขึ้นอย่างไร

เราจะไปดูว่าขั้นตอนหลักในการสร้าง ATP มีอะไรบ้างชี้การหายใจของเซลล์ผ่านห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กทรอนิกส์เป็นแหล่งที่มาหลักของการสร้าง นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นในการสังเคราะห์แสงที่เกิดขึ้นในพืช อีกรูปแบบหนึ่งหรือเส้นทางการสร้างคือระหว่างไกลโคไลซิสและระหว่างวัฏจักรกรดซิตริกหรือที่เรียกว่าวัฏจักรเครบส์

การก่อตัวของ ATP เกิดขึ้น โดย phosphorylation ของ ADP เนื่องจากการกระทำของอาร์จินีนฟอสเฟตและครีเอทีนฟอสเฟต. ทั้งสองทำหน้าที่เป็นพลังงานเคมีสำรองพิเศษเพื่อให้เกิดการฟอสโฟรีเลชันได้เร็วขึ้น นี่คือกระบวนการที่เราได้กล่าวถึงก่อนหน้านี้และเรียกว่าฟอสโฟรีเลชันออกซิเดชัน ทั้งครีเอทีนและอาร์จินีนเรียกว่าฟอสฟาเจน

ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะทำให้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโมเลกุลของ ATP และหน้าที่ของมันได้