АТП, или целосно аденозин трифосфорна киселина, е „акумулатор“ на енергија во клетките на телото. Нема био хемиска реакцијане се јавува без учество на АТП. АТП молекулите се наоѓаат во ДНК и РНК.

АТП состав

АТП молекулата има три компоненти: три остатоци фосфорна киселина, аденин и рибоза.Односно, АТП има структура на нуклеотид и припаѓа на нуклеинските киселини. Рибозата е јаглехидрат, а аденинот е азотна база. Остатоците од киселина се соединуваат едни со други со нестабилни енергетски врски. Енергијата се појавува кога киселинските молекули се отцепуваат. Раздвојувањето настанува благодарение на биокатализаторите. По исклучувањето, АТП молекулае веќе претворена во ADP (ако една молекула е отцепена) или во AMP (ако две киселински молекули се отцепени). Кога се одвојува една молекула на фосфорна киселина, се ослободува 40 kJ енергија.

Улога во телото

АТП игра не само енергетска улога во телото, туку и голем број други:

  • е резултат на синтезата на нуклеинските киселини.
  • регулирање на многу биохемиски процеси.
  • сигнализирачка супстанција во други клеточни интеракции.

АТП синтеза

Производството на АТП се одвива во хлоропластите и митохондриите. Најважниот процес во синтезата на молекулите на АТП е дисимилацијата. Дисимилацијата е уништување на комплексот во поедноставен.

Синтезата на АТП не се јавува во една фаза, туку во три фази:

  1. Првата фаза е подготвителна. Под дејство на ензимите во варењето настанува разградување на она што сме го апсорбирале. Во овој случај, мастите се разложуваат на глицерол и масни киселини, протеините во амино киселини, а скробот во гликоза. Тоа е, сè е подготвено за понатамошна употреба. Ослободена топлинска енергија
  2. Втората фаза е гликолиза (без кислород). Повторно се појавува распаѓање, но овде и гликозата претрпува распаѓање. Вклучени се и ензими. Но, 40% од енергијата останува во АТП, а остатокот се троши како топлина.
  3. Третата фаза е хидролиза (кислород). Веќе се јавува во самите митохондрии. Тука учествуваат и кислородот што го вдишуваме и ензимите. По целосна дисимилација, се ослободува енергија за формирање на АТП.

АТП и други клеточни соединенија(витамини)

Особено важна улога во биоенергетиката на клетката игра аденил нуклеотидот, на кој се прикачени два остатоци од фосфорна киселина. Оваа супстанца се нарекува аденозин трифосфорна киселина(ATP).

ВО хемиски врскиПомеѓу остатоците од фосфорната киселина на молекулата АТП се складира енергија, која се ослободува при расцепувањето на органскиот фосфат: ATP = ADP + P + E, каде што P е ензимот, E е ослободената енергија. Во оваа реакција се формира аденозин дифосфорна киселина (ADP) - остатокот од молекулата на АТП и органскиот фосфат.

Сите клетки користат АТП енергија за процесите на биосинтеза, движење, производство на топлина, нервни импулси, луминисценција (на пример, кај луминисцентните бактерии), т.е. за сите животни процеси.

АТП е универзален биолошки енергетски акумулатор кој синтетизирани во митохондриите (интрацелуларни органели).

Така, митохондриите ја играат улогата на „енергетска станица“ во клетката. Принципот на формирање на АТП во хлоропластите на растителните клетки е генерално ист - употреба на градиент на протон и претворање на енергијата на електрохемискиот градиент во енергија на хемиски врски.

Светлосната енергија на Сонцето и енергијата содржана во потрошената храна се складира во молекулите на АТП. Понудата на АТП во ќелијата е мала. Значи, АТП резервата во мускулот е доволна за 20-30 контракции. Со подобрена, но краткорочна работамускулите работат исклучиво со разградување на АТП што го содржат. По завршувањето на работата, едно лице дише тешко - во овој период, јаглехидратите и другите супстанции се разградуваат (енергијата се акумулира) и снабдувањето со АТП во клетките се обновува со протони. Протоните поминуваат низ овој канал под влијание движечка силаелектрохемиски градиент. Енергијата на овој процес се користи од ензим содржан во истите протеински комплекси и способен да прикачи фосфатна група со аденозин дифосфат (ADP), што доведува до синтеза на АТП.

Витамини: Вита - живот.

Витамини - биолошки активни супстанции, се синтетизира во организмот или се снабдува со храна, која во мали количини се неопходни за нормален метаболизам и витални функции на организмот.

Во 1911 г Полскиот хемичар К. Хемиска анализаод оваа супстанца покажа дека содржи азот.

Фанк ја нарече супстанцијата што ја открил како витамин (од зборовите „вита“ - живот и „амин“ - што содржи азот.

Биолошка улога на витаминилежи во нивниот редовен ефект врз метаболизмот. Витамините имаат каталитичкисвојства, односно способност да се стимулираат хемиски реакции што се случуваат во телото, а исто така активно да учествуваат во формирањето и функцијата на ензимите. Витамини влијае на апсорпцијатахранливи материи, придонесуваат за нормален раст и развој на клетките на целиот организам. Битие составен делензими, витамини ја одредуваат нивната нормална функција и активност. Така, недостатокот на кој било витамин во телото доведува до нарушување на метаболичките процеси.

Групи на витамини:

ДНЕВНИ БАРАЊА ЗА ВИТАМИНИ

C - аскорбинска киселина: 70 - 100 mg.

Б - тиамин: 1,5 - 2,6 mg.

Б - рибофлавин: 1,8 - 3 mg.

А - ретинол: 1,5 mg.

Д - калциферол: за деца и возрасни 100 IU,

до 3 години 400 IU.

Е - токоферол: 15 - 20 mg.

Во биологијата, АТП е извор на енергија и основа на животот. АТП - аденозин трифосфат - е вклучен во метаболичките процеси и ги регулира биохемиските реакции во телото.

Што е ова?

Хемијата ќе ви помогне да разберете што е АТП. Хемиска формулаАТП молекули - C10H16N5O13P3. Запомнувањето на целото име е лесно ако го разделите на неговите составни делови. Аденозин трифосфат или аденозин трифосфорна киселина е нуклеотид кој се состои од три дела:

  • аденин - пуринска азотна база;
  • рибоза - моносахарид поврзан со пентози;
  • три остатоци од фосфорна киселина.

Ориз. 1. Структурата на молекулата на АТП.

Подетално објаснување за АТП е претставено во табелата.

АТП првпат беше откриена од биохемичарите од Харвард, Субарао, Лохман и Фиске во 1929 година. Во 1941 година, германскиот биохемичар Фриц Липман открил дека АТП е извор на енергија за живиот организам.

Производство на енергија

Фосфатните групи се меѓусебно поврзани со високо-енергетски врски кои лесно се уништуваат. При хидролиза (интеракција со вода), врските од фосфатната група се распаѓаат, ослободувајќи голем број наенергија, а АТП се претвора во АДП (аденозин дифосфорна киселина).

Конвенционално, хемиската реакција изгледа вака:

ТОП 4 статиикои читаат заедно со ова

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + енергија

Ориз. 2. АТП хидролиза.

Дел од ослободената енергија (околу 40 kJ/mol) е вклучена во анаболизмот (асимилација, пластичен метаболизам), додека дел се троши во форма на топлина за одржување на телесната температура. Со понатамошна хидролиза на ADP, друга фосфатна група се дели, ослободувајќи енергија и формирајќи AMP (аденозин монофосфат). AMP не се подложува на хидролиза.

АТП синтеза

АТП се наоѓа во цитоплазмата, јадрото, хлоропластите и митохондриите. АТП синтеза во животинска клеткасе јавува во митохондриите, а кај растенијата - во митохондриите и хлоропластите.

АТП се формира од АДП и фосфат со трошење на енергија. Овој процес се нарекува фосфорилација:

ADP + H3PO4 + енергија → ATP + H2O

Ориз. 3. Формирање на АТП од АДП.

ВО растителни клеткиФосфорилацијата се јавува за време на фотосинтезата и се нарекува фотофосфорилација. Кај животните, процесот се јавува за време на дишењето и се нарекува оксидативна фосфорилација.

Во животинските клетки, синтезата на АТП се јавува за време на процесот на катаболизам (дисимилација, енергетскиот метаболизам) при разградување на протеини, масти, јаглени хидрати.

Функции

Од дефиницијата за АТП е јасно дека оваа молекула е способна да дава енергија. Во прилог на енергија, аденозин трифосфорна киселина врши други функции:

  • е материјал за синтеза на нуклеински киселини;
  • е дел од ензимите и ги регулира хемиските процеси, забрзувајќи или забавувајќи го нивниот напредок;
  • е медијатор - пренесува сигнал до синапсите (места на контакт помеѓу две клеточни мембрани).

Што научивме?

Од час по биологија во 10-то одделение научивме за структурата и функциите на АТП - аденозин трифосфорна киселина. АТП се состои од аденин, рибоза и три остатоци од фосфорна киселина. За време на хидролизата, фосфатните врски се кршат, што ја ослободува енергијата неопходна за животот на организмите.

Тест на темата

Евалуација на извештајот

Просечна оцена: 4.6. Вкупно добиени оценки: 621.

АТП е кратенка за аденозин три-фосфорна киселина. Можете да го најдете и името Аденозин трифосфат. Ова е нуклеоид кој игра огромна улога во размената на енергија во телото. Аденозин три-фосфорна киселина е универзален извор на енергија вклучен во сите биохемиски процеси на телото. Оваа молекула е откриена во 1929 година од научникот Карл Ломан. А неговото значење го потврди и Фриц Липман во 1941 година.

Структура и формула на АТП

Ако зборуваме за АТП подетално, тогаш ова е молекула која обезбедува енергија за сите процеси што се случуваат во телото, вклучувајќи ја и енергијата за движење. Кога молекулата на АТП се распаѓа, мускулните влакна се собираат, што резултира со ослободување на енергија што овозможува да се случи контракција. Аденозин трифосфат се синтетизира од инозин во жив организам.

За да му даде енергија на телото, аденозин трифосфатот мора да помине низ неколку фази. Прво, еден од фосфатите се одвојува со помош на специјален коензим. Секој фосфат обезбедува десет калории. Процесот произведува енергија и произведува АДП (аденозин дифосфат).

Ако на телото му треба повеќе енергија за да функционира, потоа се одвојува уште еден фосфат. Потоа се формира AMP (аденозин монофосфат). Главниот извор за производство на аденозин трифосфат е гликозата; во клетката се разложува на пируват и цитозол. Аденозин трифосфатот ги енергизира долгите влакна кои го содржат протеинот миозин. Тоа е она што ги формира мускулните клетки.

Во моментите кога телото мирува, синџирот влегува задната странат.е. се формира аденозин три-фосфорна киселина. Повторно, гликозата се користи за овие цели. Создадените молекули на аденозин трифосфат ќе бидат повторно искористени веднаш штом е потребно. Кога енергијата не е потребна, таа се складира во телото и се ослободува веднаш штом е потребна.

АТП молекулата се состои од неколку, или подобро кажано, три компоненти:

  1. Рибозата е шеќер со пет јаглерод кој ја формира основата на ДНК.
  2. Аденин е комбинирани атоми на азот и јаглерод.
  3. Трифосфат.

Во самиот центар на молекулата на аденозин трифосфат се наоѓа молекула на рибоза, а нејзиниот раб е главниот за аденозин. Од другата страна на рибозата е синџир од три фосфати.

АТП системи

Во исто време, треба да разберете дека резервите на АТП ќе бидат доволни само за првите две или три секунди моторна активност, по што неговото ниво се намалува. Но, во исто време, работата на мускулите може да се изврши само со помош на АТП. Благодарение на специјалните системи во телото, постојано се синтетизираат нови молекули на АТП. Вклучувањето на нови молекули се случува во зависност од времетраењето на оптоварувањето.

АТП молекулите синтетизираат три главни биохемиски системи:

  1. Фосфаген систем (креатин фосфат).
  2. Систем на гликоген и млечна киселина.
  3. Аеробно дишење.

Ајде да го разгледаме секој од нив одделно.

Фосфаген систем- ако мускулите работат кратко, но исклучително интензивно (околу 10 секунди), ќе се користи фосфагенскиот систем. Во овој случај, ADP се врзува за креатин фосфат. Благодарение на овој систем, мала количина на аденозин трифосфат постојано циркулира во мускулните клетки. Бидејќи и самите мускулни клетки содржат креатин фосфат, тој се користи за враќање на нивото на АТП по кратка работа со висок интензитет. Но, за десет секунди нивото на креатин фосфат почнува да се намалува - оваа енергија е доволна за кратка трка или интензивен тренинг за сила во бодибилдингот.

Гликоген и млечна киселина- го снабдува телото со енергија побавно од претходното. Тој синтетизира АТП, што може да биде доволно за една и пол минута интензивна работа. Во тој процес, гликозата во мускулните клетки се формира во млечна киселина преку анаеробен метаболизам.

Бидејќи во анаеробна состојба телото не го користи кислородот, тогаш овој системобезбедува енергија на ист начин како и во аеробниот систем, но се заштедува време. Во анаеробниот режим, мускулите се контрахираат исклучително моќно и брзо. Таквиот систем може да ви овозможи да трчате четиристотини метри спринт или подолго интензивно вежбање во теретана. Но, долгото работење на овој начин нема да дозволи болка во мускулите, што се појавува поради вишок на млечна киселина.

Аеробно дишење- овој систем се вклучува ако вежбањето трае повеќе од две минути. Тогаш мускулите почнуваат да примаат аденозин трифосфат од јаглени хидрати, масти и протеини. Во овој случај, АТП се синтетизира бавно, но енергијата трае долго - физичката активност може да трае неколку часа. Ова се случува поради фактот што гликозата се распаѓа без пречки, таа нема никакви противдејства однадвор - бидејќи млечната киселина се меша во анаеробниот процес.

Улогата на АТП во телото

Од претходниот опис е јасно дека главната улога на аденозин трифосфатот во телото е да обезбеди енергија за сите бројни биохемиски процеси и реакции во телото. Повеќето процеси кои трошат енергија кај живите суштества се случуваат благодарение на АТП.

Но, покрај оваа главна функција, аденозин трифосфатот врши и други:

Улогата на АТП во човечкото тело и живототдобро им е познато не само на научниците, туку и на многу спортисти и бодибилдери, бидејќи неговото разбирање помага да се направи тренингот поефективен и правилно да се пресметаат оптоварувањата. За луѓето кои вежбаат сила во теретана, спринт и други спортови, многу е важно да разберат кои вежби треба да се изведуваат во едно или друго време. Благодарение на ова, можете да ја формирате саканата структура на телото, да ја разработите мускулната структура, да ја намалите вишокот тежина и да постигнете други посакувани резултати.

Милиони биохемиски реакции се случуваат во која било клетка на нашето тело. Тие се катализирани од различни ензими, кои често бараат енергија. Каде го добива ќелијата? Ова прашање може да се одговори ако ја земеме предвид структурата на молекулата на АТП - еден од главните извори на енергија.

АТП е универзален извор на енергија

АТП значи аденозин трифосфат или аденозин трифосфат. Супстанцијата е еден од двата најважни извори на енергија во секоја клетка. Структурата на АТП и биолошка улогатесно поврзани. Повеќето биохемиски реакции можат да се случат само со учество на молекули на супстанцијата, тоа е особено точно.Сепак, АТП ретко е директно вклучен во реакцијата: за да се случи кој било процес, потребна е енергијата содржана токму во аденозин трифосфатот.

Структурата на молекулите на супстанцијата е таква што врските формирани помеѓу фосфатните групи носат огромна количина на енергија. Затоа, таквите врски се нарекуваат и макроергични, или макроенергетски (макро=многу, голема количина). Терминот прв го вовел научникот Ф. Липман, а тој исто така предложил да се користи симболот ̴ за нивно означување.

Многу е важно клетката да одржува константно ниво на аденозин трифосфат. Ова е особено точно за клетките на мускулното ткиво и нервните влакна, бидејќи тие се најмногу зависни од енергија и бараат висока содржина на аденозин трифосфат за извршување на нивните функции.

Структурата на молекулата на АТП

Аденозин трифосфатот се состои од три елементи: рибоза, аденин и остатоци

Рибоза- јаглехидрат кој припаѓа на групата пентози. Ова значи дека рибозата содржи 5 јаглеродни атоми, кои се затворени во еден циклус. Рибозата се поврзува со аденин преку β-N-гликозидна врска на првиот јаглероден атом. Остатоците од фосфорна киселина на петтиот јаглероден атом исто така се додаваат во пентозата.

Аденинот е азотна база.Во зависност од тоа која азотна база е прикачена на рибозата, се разликуваат и GTP (гванозин трифосфат), TTP (тимидин трифосфат), CTP (цитидин трифосфат) и UTP (уридин трифосфат). Сите овие супстанции се слични во структурата на аденозин трифосфатот и вршат приближно исти функции, но тие се многу поретки во клетката.

Остатоци од фосфорна киселина. На рибозата може да се прикачат најмногу три остатоци од фосфорна киселина. Ако има два или само еден, тогаш супстанцијата се нарекува ADP (дифосфат) или AMP (монофосфат). Помеѓу остатоците од фосфор се склучуваат макроенергетски врски, по чие кинење се ослободуваат 40 до 60 kJ енергија. Ако се прекинат две врски, се ослободува 80, поретко - 120 kJ енергија. Кога ќе се прекине врската помеѓу рибозата и остатокот од фосфор, се ослободуваат само 13,8 kJ, така што има само две високо-енергетски врски во молекулата на трифосфат (P ̴ P ̴ P), а во молекулата ADP има една (P ̴ P).

Ова се структурните карактеристики на АТП. Поради фактот што се формира макроенергетска врска помеѓу остатоците од фосфорна киселина, структурата и функциите на АТП се меѓусебно поврзани.

Структурата на АТП и биолошката улога на молекулата. Дополнителни функции на аденозин трифосфат

Покрај енергијата, АТП може да врши и многу други функции во клетката. Заедно со другите нуклеотидни трифосфати, трифосфатот е вклучен во изградбата нуклеинска киселина. Во овој случај, ATP, GTP, TTP, CTP и UTP се снабдувачи на азотни бази. Ова својство се користи во процеси и транскрипција.

АТП е исто така неопходен за функционирање на јонските канали. На пример, каналот Na-K испумпува 3 молекули на натриум од клетката и пумпа 2 молекули на калиум во клетката. Оваа јонска струја е потребна за да се одржи позитивен полнеж на надворешната површина на мембраната и само со помош на аденозин трифосфат каналот може да функционира. Истото важи и за протонските и калциумовите канали.

АТП е претходник на вториот гласник cAMP (цикличен аденозин монофосфат) - cAMP не само што го пренесува сигналот добиен од рецепторите на клеточната мембрана, туку е и алостеричен ефектор. Алостеричните ефектори се супстанции кои ги забрзуваат или забавуваат ензимските реакции. Така, цикличниот аденозин трифосфат ја инхибира синтезата на ензимот кој го катализира разградувањето на лактозата во бактериските клетки.

Самата молекула на аденозин трифосфат може да биде и алостеричен ефектор. Покрај тоа, во такви процеси, ADP делува како антагонист на АТП: ако трифосфатот ја забрзува реакцијата, тогаш дифосфатот ја инхибира и обратно. Ова се функциите и структурата на АТП.

Како се формира АТП во клетката?

Функциите и структурата на АТП се такви што молекулите на супстанцијата брзо се користат и уништуваат. Затоа, синтезата на трифосфат е важен процес во формирањето на енергија во клетката.

Постојат три најважни методи за синтеза на аденозин трифосфат:

1. Фосфорилација на подлогата.

2. Оксидативна фосфорилација.

3. Фотофосфорилација.

Фосфорилацијата на супстратот се заснова на повеќе реакции кои се случуваат во клеточната цитоплазма. Овие реакции се нарекуваат гликолиза - анаеробна фаза.Како резултат на 1 циклус на гликолиза, од 1 молекула гликоза се синтетизираат две молекули, кои потоа се користат за производство на енергија, а исто така се синтетизираат два АТП.

  • C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn --> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

Клеточно дишење

Оксидативната фосфорилација е формирање на аденозин трифосфат со пренесување на електрони долж мембранскиот транспортен синџир на електрони. Како резултат на овој трансфер, на едната страна од мембраната се формира градиент на протон и, со помош на протеинскиот интегрален сет на АТП синтаза, се градат молекули. Процесот се одвива на митохондријалната мембрана.

Редоследот на фазите на гликолиза и оксидативна фосфорилација во митохондриите претставува заеднички процес наречен дишење. По целосен циклус, 36 молекули на АТП се формираат од 1 молекула на гликоза во клетката.

Фотофосфорилација

Процесот на фотофосфорилација е ист како и оксидативната фосфорилација со само една разлика: реакциите на фотофосфорилација се случуваат во хлоропластите на клетката под влијание на светлината. АТП се произведува за време на светлосната фаза на фотосинтезата, главниот процес на производство на енергија во зелените растенија, алгите и некои бактерии.

За време на фотосинтезата, електроните минуваат низ истиот синџир на транспорт на електрони, што резултира со формирање на градиент на протон. Концентрацијата на протоните на едната страна од мембраната е извор на синтеза на АТП. Склопувањето на молекулите го врши ензимот АТП синтаза.

Просечната клетка содржи 0,04% аденозин трифосфат по тежина. Сепак, најмногу големо значењезабележано во мускулните клетки: 0,2-0,5%.

Во една клетка има околу 1 милијарда молекули на АТП.

Секоја молекула живее не повеќе од 1 минута.

Една молекула на аденозин трифосфат се обновува 2000-3000 пати на ден.

Севкупно, човечкото тело синтетизира 40 кг аденозин трифосфат дневно, а во секое време резервата на АТП е 250 г.

Заклучок

Структурата на АТП и биолошката улога на неговите молекули се тесно поврзани. Супстанцијата игра клучна улога во животните процеси, бидејќи високо-енергетските врски помеѓу фосфатните остатоци содржат огромна количина на енергија. Аденозин трифосфатот врши многу функции во клетката и затоа е важно да се одржува константна концентрација на супстанцијата. Распаѓањето и синтезата се случуваат со голема брзина, бидејќи енергијата на врските постојано се користи во биохемиските реакции. Ова е суштинска супстанција за секоја клетка во телото. Веројатно тоа е сè што може да се каже за структурата на АТП.