Adenozīna trifosfāts
Adenozīna trifosfāts (ATP) ir nukleotīds, ko šūnās izmanto kā koenzīmu. To bieži dēvē par "molekulāro naudas vienību": ATP transportē ķīmisko enerģiju šūnās, lai nodrošinātu vielmaiņu.
Katra šūna izmanto ATP, lai iegūtu enerģiju. To veido bāze (adenīns) un trīs fosfātu grupas. Viena ATP molekula satur trīs fosfātu grupas, un to ražo ATP sintēze no neorganiskā fosfāta un adenozīna difosfāta (ADP, di nozīmē divas fosfātu grupas) vai adenozīna monofosfāta (AMP).
ATP molekulārā struktūra.
Lietošana
ATP molekula ir ļoti daudzpusīga, tas nozīmē, ka to var izmantot daudzām vajadzībām. Tās ķīmiskajās saitēs ir uzkrāta enerģija.
Kad ATP saistās ar citu fosfātu, tiek uzkrāta enerģija, ko var izmantot vēlāk. Citiem vārdiem sakot, izveidojot saiti, tiek uzkrāta enerģija. Tā ir endotermiska reakcija.
Kad ATP pārrauj saiti ar fosfātu grupu un kļūst par ADP, izdalās enerģija. Citiem vārdiem sakot, kad tiek pārrauta saite, atbrīvojas enerģija. Tā ir eksotermiska reakcija.
ATP fosfātu apmaiņa ir gandrīz nebeidzams cikls, kas apstājas tikai tad, kad šūna iet bojā.
Funkcijas šūnās
ATP ir galvenais enerģijas avots lielākajai daļai šūnu funkciju. Tas ietver makromolekulu, tostarp DNS un RNS (sk. tālāk), un olbaltumvielu sintēzi. ATP ir būtiska nozīme arī makromolekulu aktīvā transportēšanā caur šūnu membrānām, piemēram, eksocitoze un endocitoze.
DNS un RNS sintēze
Visos zināmajos organismos deoksiribonukleotīdus, kas veido DNS, sintezē, ribonukleotīdu reduktāzes (RNR) fermentiem iedarbojoties uz attiecīgajiem ribonukleotīdiem. Šie fermenti reducē cukura atlikumu no ribozes uz deoksiribozi, atdalot skābekli.
Nukleīnskābes RNS sintēzē ATP ir viens no četriem nukleotīdiem, ko RNS polimerāzes tieši iekļauj RNS molekulās. Šo polimerizāciju virza enerģija, kas rodas, atdalot pirofosfātu (divas fosfātu grupas). DNS biosintēzes process ir līdzīgs, izņemot to, ka ATP pirms iekļaušanas DNS tiek reducēts līdz deoksiribonukleotīdam dATP.
Vēsture
- ATP 1929. gadā atklāja Karls Lohmans un Jendrassiks, kā arī neatkarīgi no tiem - Sairuss Fiske un Yellapragada Subba Rao no Hārvarda Medicīnas skolas. Abas komandas sacentās savā starpā, lai atrastu fosfora noteikšanas metodi.
- To kā starpposmu starp enerģiju dodošajām un enerģiju patērējošajām reakcijām šūnās 1941. gadā ierosināja Fricis Alberts Lipmans (Fritz Albert Lipmann).
- Pirmo reizi to 1948. gadā laboratorijā sintezēja (radīja) Aleksandrs Tods.
- 1997. gada Nobela prēmija ķīmijā tika sadalīta - puse tika piešķirta gan Polam D. Boijeram (Paul D. Boyer), gan Džonam E. Vokeram (John E. Walker) par adenozīna trifosfāta (ATP) sintēzes fermentu mehānisma noskaidrošanu, bet otra puse - Jensam Skū (Jens C. Skou) par jonus transportējošā enzīma Na+, K+ -ATPāzes atklāšanu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir adenozīna trifosfāts?
A: Adenozīna trifosfāts (ATP) ir ķīmiska viela, ko dzīvās būtnes izmanto enerģijas uzkrāšanai un pārnesei.
J: Kāds ir ATP mērķis dzīvās organismos?
A: ATP mērķis dzīvās organismos ir uzglabāt enerģiju un nodot to šūnām, kurām tā nepieciešama.
J: Kā šūnas iegūst enerģiju?
A. Šūnas iegūst enerģiju, sadalot ATP molekulas, lai atbrīvotu uzkrāto enerģiju.
Vai visas dzīvās radības ražo ATP?
A: Jā, visas dzīvās būtnes ražo ATP, lai uzglabātu un pārnestu enerģiju.
J: Kāpēc ATP ir nepieciešams šūnām, kas strādā intensīvāk?
A: ATP ir nepieciešams šūnām, kas strādā intensīvāk, jo to darbībai ir nepieciešams vairāk enerģijas, un ATP ir molekula, kas nodrošina šo enerģiju.
J: Vai dzīvas būtnes var izdzīvot bez ATP?
At: Nē, dzīvas būtnes nevar izdzīvot bez ATP, jo tā ir molekula, kas nodrošina enerģiju visiem šūnu procesiem.
J: Kas notiek, kad ATP molekulas sadalās?
A: Kad ATP molekulas sadalās, uzkrātā enerģija izdalās un šūnā tiek izmantota dažādiem procesiem.
