ATP (adenosintyposfat)

ATP -struktur. Källa: Wikimedia Commons

Vad är ATP (adenosintriffosfat)?

han ATP (adenosintyposfat) Det är en organisk molekyl som bär den primära energin i alla livsformer (bakterier, formar, grönsaker, jäst, celler etc.). Det har en grundläggande roll i metabolismen, eftersom den transporterar den energi som krävs för att upprätthålla en serie cellulära processer effektivt.

Denna molekyl presenteras med höga energilänkar som utgörs av en adeninring, en ribos och tre fosfatgrupper. Det är allmänt känt för termen "energibaluta", eftersom dess bildning och användning sker enkelt, vilket gör att "snabbt betalar" de kemiska reaktionerna som kräver energi.

Även om molekylen med blotta ögat är litet och enkelt, håller det en betydande mängd energi i sina länkar. Fosfatgrupper har negativa belastningar, som ständigt är avvisade, vilket gör det till en labil och lätt att bryta.

Denna molekyl är ansvarig för att tillhandahålla den nödvändiga energin för de flesta processer som förekommer inuti cellen, från proteinsyntes till rörelse. Dessutom tillåter det trafik av molekyler genom membranen och handlingarna i cellskyltar.

ATP -struktur

ATP, som namnet antyder, är en nukleotid med tre fosfater. Dess speciella struktur, särskilt de två pyrofosfatlänkarna, gör den till en förening rik på energi. Det består av följande element:

- En kvävebas, adenin. Kvävebaserna är cykliska föreningar som innehåller ett eller flera kväve i deras struktur. Vi hittar dem också som komponenter i nukleinsyror, DNA och RNA.

- I mitten av molekylen är ribosen. Det är ett pentos -socker, eftersom det har fem kolatomer. Dess kemiska formel är c₅H₁₀ANTINGEN₅. Kol 1 i ribosen är fäst vid adeninringen.

- Tre radikala fosfater. De två sista är de "höga energiklänkarna" och representeras i grafiska strukturer med Virgulilla -symbolen: ~. Fosfatgruppen är en av de viktigaste i biologiska system. De tre grupperna kallas Alfa, Beta och Gamma, från närmast längst.

Denna länk är mycket labil, så den är uppdelad snabbt, enkelt och spontant när de fysiologiska förhållandena för organismen förtjänar den. Detta inträffar eftersom de negativa belastningarna av de tre fosfatgrupperna försöker flytta bort från varandra.

Kan tjäna dig: monosackarider

ATP -funktioner

ATP spelar en oumbärlig roll i energimetabolismen hos praktiskt taget alla levande organismer. Av denna anledning kallas det vanligtvis energibaluta, eftersom den kan spenderas och fylls på kontinuerligt på bara några minuter.

I allmänhet fungerar ATP som en signalmolekyl i de processer som förekommer inuti cellen; Det är nödvändigt att syntetisera komponenterna i DNA och RNA och för syntes av andra biomolekyler, deltar i trafik genom membran, bland andra.

ATP -funktioner är mycket breda. Därför kommer vi att namnge tre specifika exempel.

Energiförsörjning för transport av natrium och kalium genom membranet

ATP introducerar energi i natriumpotassiumpumpsystemet, cellulär aktiv transportmekanism som ständigt pumpar natriumjoner mot utsidan av cellen och kaliumjoner inåt inåt. 

Det uppskattas att en tredjedel av ATP som bildas i cellen används för att hålla pumpen aktiv. 

Logiskt sett är användningen av ATP inte begränsad till transport av natrium och kalium. Det finns andra joner, till exempel kalcium, magnesium, som behöver denna energibaluta för att komma in.

Deltagande i proteinsyntes

Proteinmolekyler bildas av aminosyror, kopplade samman med peptidlänkar. För att bilda dem krävs bristen på fyra länkar med hög energi. Med andra ord måste ett betydande antal ATP -molekyler hydrolyseras för bildandet av ett medellängd protein.

Proteinsyntes sker i strukturer som kallas ribosom. Dessa kan tolka koden som messenger har och översätta den till en aminosyrasekvens: Denna process beror på ATP.

I de mest aktiva cellerna kan proteinsyntes rikta upp till 75% av ATP syntetiserade i detta viktiga arbete.

Å andra sidan syntetiserar cellen inte bara proteiner, behöver också lipider, kolesterol och andra oumbärliga ämnen och för att göra det kräver energi som finns i ATP -bindningar.

Leverera energi för rörelse

Mekaniskt arbete är en av de viktigaste funktionerna i ATP. För att vår kropp till exempel ska kunna utföra sammandragningen av muskelfibrer måste du ha stora mängder energi.

Kan tjäna dig: Timol Blue: Egenskaper, förberedelser och applikationer

I muskeln kan kemisk energi omvandlas till mekanisk energi tack vare omorganisation av proteiner med sammandragningskapacitet som bildar den. Längden på dessa strukturer förkortas, vilket skapar en spänning som översätter till rörelseproduktionen.

ATP -hydrolys

ATP -hydrolys är en reaktion som involverar uppdelningen av molekylen på grund av närvaron av vatten. Reaktionen representeras enligt följande:

ATP + vatten ⇋ ADP + P_Yo + energi. Var, termen p_Yo hänvisar till den oorganiska fosfatgruppen och ADP är adenosindifosfat. Observera att reaktionen är reversibel.

ATP -hydrolys är ett fenomen som innebär frisättning av en enorm mängd energi.

Brottet för någon av pyrofosfatlänkarna översätter till frisättningen av 7 kcal med mol -specifikt 7.3 från ATP till ADP och 8.2 för produktion av adenosinmonofosfat (AMP) från ATP.

Detta motsvarar 12.000 kalorier per mol ATP.

Varför inträffar denna energiutsläpp?

Hydrolysprodukter är mycket mer stabila än ATP.

Det är nödvändigt att nämna att endast hydrolysen som inträffar på pyrofosfatbindningar för att ge upphov till bildandet av ADP eller AMP leder till en generering av energi i viktiga mängder.

Frigörandet av energi från dessa reaktioner används för att utföra metaboliska reaktioner inuti cellen, eftersom många av dessa processer behöver energi för att fungera, både i de första stegen i nedbrytningsvägar och i biosyntesen av föreningar.

Få ATP

ATP kan erhållas på två sätt: oxidativ fosforylering och fosforylering när det gäller substrat. Den första kräver syre, medan den andra inte behöver det. Cirka 95% av bildningen av ATP förekommer i mitokondrierna.

Oxidativ fosforylering

Oxidativ fosforylering involverar en oxidationsprocess av näringsämnen i två faser: erhålla reducerade koenzymer NADH och FADH₂ Vitaminer härledd.

Minskningen av dessa molekyler kräver användning av hydrogener från näringsämnen. I fetter är produktionen av koenzymer anmärkningsvärd tack vare den enorma mängden hydrogener de har i sin struktur, jämfört med peptider eller kolhydrater.

Kan tjäna dig: apolipoproteins: vad är, funktioner, typer

Även om det finns flera koenzymproduktionsvägar är den viktigaste vägen Krebs -cykeln. Därefter koncentreras reducerade koenzymer till andningskedjorna som ligger i mitokondrierna, som överför elektroner till syre.

Elektrontransportkedjan bildas av en serie proteiner kopplade till membranet, som pumpar protoner (H+) till utsidan (se bild). Dessa protoner kommer in och korsar membranet igen genom ett annat protein, ATP -syntasa, som ansvarar för ATP -syntesen.

Med andra ord, vi måste minska koenzymer, mer ADP och syre, generera vatten och ATP.

ATP -erhållningsprocess. Källa: Wikimedia Commons

Fosforylering på underlagsnivå

Fosforylering i termer av substrat är inte lika viktigt som mekanismen som beskrivs ovan och eftersom den inte kräver syremolekyler är den vanligtvis associerad med jäsning.

Denna rutt, även om det är mycket snabbt, extraherar lite energi: om vi jämför den med oxidationsprocessen skulle det vara cirka femton mindre.

I vår kropp förekommer fermentativa processer på muskelnivå. Denna vävnad kan fungera utan syre, så det är möjligt att en glukosmolekyl försämras till mjölksyra (när vi utför en intensiv sportaktivitet, till exempel).

I jäsningar har slutprodukten fortfarande energipotential som kan extraheras. När det gäller jäsning i muskeln är kol i mjölksyra på samma nivå av reduktion som den för den initiala molekylen: glukos.

Således sker energiproduktion på grund av bildandet av molekyler som har högenergibindningar, inklusive 1,3-bifosfoglirat och fosfoenolpiruvat.

I glykolys, till exempel, är hydrolysen av dessa föreningar kopplad till produktion av ATP -molekyler, så termen "i termer av substrat".

ATP -cykel

ATP -cykel. Källa: Wikimedia Commons

ATP lagras aldrig. Är i en kontinuerlig användningscykel och syntes. På detta sätt skapas en balans mellan den bildade ATP och dess hydrolyserade produkt, ADP.

Referenser

1. Guyton, a. C., & Hall, J. OCH. (2000). Lärobok för mänsklig fysiologi.
2. Hall, j. OCH. (2017). Guyton och hallfördraget om medicinsk fysiologi. Elsevier Brasilien.
3. Lim, m. OCH. (2010). Det väsentliga i metabolism och näring. Annars.
4. Pratt, C. W., & Kathleen, c. (2012). Biokemi. Redaktion Den moderna manualen.
5. Voet, D., Voet, j. G., & Pratt, c. W. (2007). Grundläggande biokemi. Panamérican medicinsk redaktion.