• Hvad er ATP?
• Hvad er ATP til?
• Hvordan laves ATP?
• Glykolyse
• Krebs cyklus
• Elektrontransportkæde og oxidativ phosphorylering
• Vigtigheden af ​​ATP

Vi forklarer, hvad ATP er, hvad det er til, og hvordan dette molekyle er produceret. Også glykolyse, Krebs-cyklus og oxidativ phosphorylering.

ATP-molekylet blev opdaget af den tyske biokemiker Karl Lohmann i 1929.

Hvad er ATP?

I denbiokemi, betegner forkortelsen ATP adenosintriphosphat eller adenosintriphosphat, et organisk molekyle, der tilhører gruppen af ​​nukleotider, som er fundamentalt for energimetabolismen i celle. ATP er den vigtigste energikilde, der bruges i de fleste cellulære processer og funktioner, både i den menneskelige krop og i andres krop.levende væsner.

Navnet på ATP kommer fra den molekylære sammensætning af dette molekyle, dannet af en nitrogenholdig base (adenin) knyttet tilatom kulstof enmolekyle af pentosesukker (også kaldet ribose), og til gengæld med treioner fosfater bundet til et andet kulstofatom. Alt dette er opsummeret i den molekylære formel for ATP: C10H16N5O13P3.

ATP-molekylet blev først opdaget i 1929 i menneskelige muskler i USA af Cyrus H. Fiske og Yellapragada SubbaRow, og uafhængigt i Tyskland af biokemikeren Karl Lohmann.

Selvom ATP-molekylet blev opdaget i 1929, var der ingen registrering af dets funktion og betydning i de forskelligeprocesser af energioverførsel af cellen indtil 1941, takket være studier af den tysk-amerikanske biokemiker Fritz Albert Lipmann (vinder af Nobelprisen i 1953 sammen med Krebs).

Se også:Metabolisme

Hvad er ATP til?

ATP's hovedfunktion er at tjene som energiforsyning i de biokemiske reaktioner, der finder sted inde i cellen, hvorfor dette molekyle også er kendt som organismens "energivaluta".

ATP er et nyttigt molekyle til midlertidigt at indeholde kemisk energi frigivet under de metaboliske nedbrydningsprocesser afmad, og frigør det igen, når det er nødvendigt for at drive kroppens forskellige biologiske processer, såsom celletransport, fremme reaktioner, der forbrugerEnergi eller endda til at udføre mekaniske handlinger af kroppen, såsom at gå.

Hvordan laves ATP?

For at syntetisere ATP er det nødvendigt at frigive kemisk energi lagret i glukose.

I celler syntetiseres ATP gennem cellulær respiration, en proces, der finder sted i celler.mitokondrier af cellen. Under dette fænomen frigives den kemiske energi, der er lagret i glucose, gennem en proces afoxidation der frigiverCO2, H2O og energi i form af ATP. Selvom glucose er substratet par excellence af denne reaktion, bør det præciseres, atprotein og fedtstoffer de kan også oxideres til ATP. Hver af disse næringsstoffer fra fodring af individet har forskellige metaboliske veje, men de konvergerer på en fælles metabolit: acetyl-CoA, som starter Krebs-cyklussen og tillader processen med at opnå kemisk energi at konvergere, da alle celler forbruger deres energi i form af ATP.

Den cellulære respirationsprocessen kan opdeles i tre faser eller stadier: glykolyse (en tidligere vej, der kun er påkrævet, når cellen bruger glucose som brændstof), Krebs-cyklussen og elektrontransportkæden. I løbet af de to første trin produceres acetyl-CoA, CO2 og kun en lille mængde ATP, mens det under tredje fase af respirationen produceres. H2O og det meste af ATP gennem et sæt proteiner kaldet "kompleks ATP-syntase".

Glykolyse

Som nævnt er glykolyse en vej forud for cellulær respiration, hvor der for hver glucose (som har 6 kulstofatomer) dannes to pyruvater (en sammensatte dannet af 3 kulstofatomer).

I modsætning til de to andre stadier af cellulær respiration finder glykolyse sted i cytoplasma af cellen. Pyruvatet, der kommer fra denne første vej, skal ind i mitokondrierne for at fortsætte sin transformation til Acetyl-CoA og dermed kunne bruges i Krebs-cyklussen.

Krebs cyklus

Krebs-cyklussen er en del af oxidationsprocessen af ​​kulhydrater, lipider og proteiner.

Krebs-cyklussen (også citronsyrecyklus eller tricarboxylsyrecyklus) er en fundamental proces, der finder sted i cellulære mitokondriers matrix, og som består af en række af kemiske reaktioner hvad har lideobjektiv frigivelsen af ​​den kemiske energi, der er indeholdt i Acetyl-CoA opnået ved forarbejdning af de forskellige næringsstoffer i det levende væsen, samt opnåelse af forstadier til andre aminosyrer, der er nødvendige for biokemiske reaktioner af anden art.

Denne cyklus er en del af en meget større proces, der er oxidationen af ​​kulhydrater, lipider og proteiner, dens mellemstadie er: efter dannelsen af ​​Acetyl-CoA med kulstofatomerne i de organiske forbindelser og før oxidativ fosforylering. hvor ATP er " samlet" i en reaktion katalyseret af enenzym kaldet ATP-syntetase eller ATP-syntase.

Krebs-cyklussen fungerer takket være flere forskellige enzymer, der fuldstændigt oxiderer Acetyl-CoA og frigiver to forskellige fra hvert oxideret molekyle: CO2 (kuldioxid) og H2O (vand). Derudover genereres der under Krebs-cyklussen en minimumsmængde af GTP (svarende til ATP) og reducerende kraft i form af NADH og FADH2, der vil blive brugt til syntesen af ​​ATP i næste fase af cellulær respiration.

Cyklussen begynder med fusionen af ​​et acetyl-CoA-molekyle med et oxaloacetat-molekyle. Denne forening giver anledning til et seks-carbon molekyle: citrat. Dermed frigives coenzym A. Faktisk genbruges det mange gange. Hvis der er for meget ATP i cellen, hæmmes dette trin.

Efterfølgende gennemgår citratet eller citronsyren en række successive transformationer, som successivt vil danne isocitrat, ketoglutarat, succinyl-CoA, succinat, fumarat, malat og oxaloacetat igen. Sammen med disse produkter produceres en minimumsmængde af GTP for hver komplette Krebs-cyklus, hvilket reducerer kraften i form af NADH og FADH2 og CO2.

Elektrontransportkæde og oxidativ phosphorylering

NADH- og FADH2-molekylerne er i stand til at donere elektroner i Krebs-cyklussen.

Den sidste fase af næringsstofhøstkredsløbet bruger ilt og forbindelser produceret under Krebs-cyklussen til at producere ATP i en proces kaldet oxidativ phosphorylering. Under denne proces, som finder sted i den indre mitokondriemembran, donerer NADH og FADH2 elektroner driver dem til et energisk lavere niveau. Disse elektroner bliver endelig accepteret af ilt (som ved sammenføjning med protoner giver anledning til dannelsen af ​​vandmolekyler).

Koblingen mellem den elektroniske kæde og oxidativ phosphorylering fungerer på basis af to modsatrettede reaktioner: den ene, der frigiver energi, og den anden, der bruger den frigivne energi til at producere ATP-molekyler, takket være interventionen af ​​ATP-syntetase. Som elektronerne "rejser" ned ad kæden i en række af redoxreaktioner, bruges den frigivne energi til at pumpe protoner gennem membranen. Når disse protoner diffunderer tilbage gennem ATP-syntetase, bruges deres energi til at binde en yderligere fosfatgruppe til et ADP (adenosin diphosphat) molekyle, hvilket fører til dannelsen af ​​ATP.

Vigtigheden af ​​ATP

ATP er et grundlæggende molekyle for levende organismers vitale processer, som transmitter af kemisk energi til forskellige reaktioner, der forekommer i cellen, f.eks. makromolekyler komplekse og fundamentale, som f.eksDNA, RNA eller for proteinsyntese, der forekommer i cellen. Således giver ATP den nødvendige energi til at tillade de fleste af de reaktioner, der finder sted i kroppen.

Nytten af ​​ATP som et "energidonor"-molekyle forklares ved tilstedeværelsen af ​​fosfatbindinger, rig på energi. Disse samme bindinger kan frigive en stor mængde energi ved at "bryde", når ATP hydrolyseres til ADP, det vil sige, når det mister en fosfatgruppe på grund af vands virkning. Reaktion af hydrolyse ATP er som følger:

ATP er essentiel, for eksempel for muskelsammentrækning.

ATP er nøglen til transport af makromolekyler gennemplasma membran (eksocytose og cellulær endocytose) og også til synaptisk kommunikation mellemneuroner, så dets kontinuerlige syntese er afgørende, fra glukose opnået fra fødevarer. Sådan er dens betydning for liv, at indtagelsen af ​​nogle giftige elementer, der hæmmer ATP-processer, såsom arsen eller cyanid, er dødelig og forårsager organismens død på en fulminant måde.