ATP (Adenosine Typosphate)

Struktur ATP. Sumber: Wikimedia Commons

Apa ATP (adenosine triffosphate)?

Dia ATP (Adenosine Typosphate) Ini adalah molekul organik yang membawa energi utama dari semua bentuk kehidupan (bakteri, jamur, sayuran, ragi, sel, dll.). Ini memiliki peran mendasar dalam metabolisme, karena mengangkut energi yang diperlukan untuk mempertahankan serangkaian proses seluler secara efektif.

Molekul ini disajikan dengan tautan energi tinggi yang dibentuk oleh cincin adenin, ribosa dan tiga gugus fosfat. Dikenal secara luas untuk istilah "mata uang energi", karena pembentukan dan penggunaannya terjadi dengan mudah, memungkinkan untuk "dengan cepat membayar" reaksi kimia yang membutuhkan energi.

Meskipun molekul dengan mata telanjang kecil dan sederhana, ia menjaga energi yang signifikan di hubungannya. Kelompok fosfat memiliki beban negatif, yang terus -menerus tolakan, membuatnya labil dan mudah dipatahkan.

Molekul ini bertanggung jawab untuk menyediakan energi yang diperlukan untuk sebagian besar proses yang terjadi di dalam sel, dari sintesis protein hingga penggerak. Selain itu, memungkinkan lalu lintas molekul melalui membran dan bertindak di papan nama sel.

Struktur ATP

ATP, sesuai namanya, adalah nukleotida dengan tiga fosfat. Struktur khususnya, khususnya dua hubungan pirofosfat, menjadikannya senyawa yang kaya akan energi. Ini terdiri dari elemen -elemen berikut:

- Basa nitrogen, adenin. Basis nitrogen adalah senyawa siklik yang mengandung satu atau lebih nitrogen dalam strukturnya. Kami juga menemukannya sebagai komponen dalam asam nukleat, DNA dan RNA.

- Di tengah molekul adalah ribosa. Ini adalah gula tipe pentosa, karena memiliki lima atom karbon. Formula kimianya adalah C₅H₁₀SALAH SATU₅. Karbon 1 dari ribosa melekat pada cincin adenin.

- Tiga fosfat radikal. Dua yang terakhir adalah "tautan energi tinggi" dan diwakili dalam struktur grafis dengan simbol virgulilla: ~. Kelompok fosfat adalah salah satu yang paling penting dalam sistem biologis. Tiga kelompok disebut Alfa, Beta dan Gamma, dari yang terdekat dengan yang terjauh.

Tautan ini sangat labil, jadi dibagi dengan cepat, mudah dan spontan ketika kondisi fisiologis organisme pantas. Ini terjadi karena beban negatif dari tiga kelompok fosfat mencoba untuk saling menjauh.

Dapat melayani Anda: monosakarida

Fungsi ATP

ATP memainkan peran yang sangat diperlukan dalam metabolisme energi dari hampir semua organisme hidup. Untuk alasan ini, biasanya disebut mata uang energi, karena dapat dihabiskan dan diisi ulang terus menerus hanya dalam beberapa menit.

Secara umum, ATP bertindak sebagai molekul pensinyalan dalam proses yang terjadi di dalam sel; Penting untuk mensintesis komponen DNA dan RNA dan untuk sintesis biomolekul lainnya, berpartisipasi dalam lalu lintas melalui membran, antara lain.

Fungsi ATP sangat luas. Oleh karena itu, kami akan menyebutkan tiga contoh spesifik.

Pasokan energi untuk pengangkutan natrium dan kalium melalui membran

ATP memperkenalkan energi ke dalam sistem pompa natrium-potasium, mekanisme transportasi aktif seluler yang terus memompa ion natrium ke luar sel, dan ion kalium ke dalam. 

Diperkirakan bahwa sepertiga dari ATP yang terbentuk dalam sel digunakan untuk menjaga pompa tetap aktif. 

Secara logis, penggunaan ATP tidak terbatas pada pengangkutan natrium dan kalium. Ada ion lain, seperti kalsium, magnesium, antara lain, yang membutuhkan mata uang energi ini untuk masuk.

Partisipasi dalam sintesis protein

Molekul protein dibentuk oleh asam amino, dihubungkan bersama oleh tautan peptida. Untuk membentuknya, pecahnya empat tautan energi tinggi diperlukan. Dengan kata lain, sejumlah besar molekul ATP harus dihidrolisis untuk pembentukan protein panjang rata -rata.

Sintesis protein terjadi pada struktur yang disebut ribosoma. Ini dapat menafsirkan kode yang dimiliki dan diterjemahkan oleh messenger menjadi urutan asam amino: proses ini tergantung pada ATP.

Dalam sel yang paling aktif, sintesis protein dapat mengarahkan hingga 75% ATP yang disintesis dalam pekerjaan penting ini.

Di sisi lain, sel tidak hanya mensintesis protein, juga membutuhkan lipid, kolesterol, dan zat lain yang sangat diperlukan dan untuk melakukannya membutuhkan energi yang terkandung dalam ikatan ATP.

Memasok energi untuk penggerak

Pekerjaan mekanis adalah salah satu fungsi paling penting dari ATP. Misalnya, agar tubuh kita dapat melakukan kontraksi serat otot, Anda harus memiliki energi dalam jumlah besar.

Dapat melayani Anda: Timol Blue: Karakteristik, Persiapan dan Aplikasi

Di otot, energi kimia dapat diubah menjadi energi mekanik berkat reorganisasi protein dengan kapasitas kontraksi yang membentuknya. Panjang struktur ini diperpendek, yang menciptakan ketegangan yang diterjemahkan ke dalam generasi gerakan.

Hidrolisis ATP

Hidrolisis ATP adalah reaksi yang melibatkan pemecahan molekul karena adanya air. Reaksi direpresentasikan sebagai berikut:

ATP + Air ⇋ ADP + P_yo + energi. Dimana, istilah p_yo mengacu pada gugus fosfat anorganik dan ADP adalah adenosin difosfat. Perhatikan bahwa reaksinya dapat dibalikkan.

Hidrolisis ATP adalah fenomena yang melibatkan pelepasan sejumlah besar energi.

Pecahnya tautan pirofosfat salah satu diterjemahkan ke dalam pelepasan 7 kkal dengan mol -spesifik 7,3 dari ATP ke ADP dan 8.2 untuk produksi adenosinmonofosfat (AMP) dari ATP.

Ini setara dengan 12.000 kalori per mol ATP.

Mengapa pelepasan energi ini terjadi?

Produk hidrolisis jauh lebih stabil daripada ATP.

Perlu untuk menyebutkan bahwa hanya hidrolisis yang terjadi pada ikatan pirofosfat untuk menimbulkan pembentukan ADP atau AMP menyebabkan generasi energi dalam jumlah penting.

Pelepasan energi dari reaksi ini digunakan untuk melakukan reaksi metabolisme di dalam sel, karena banyak dari proses ini membutuhkan energi untuk berfungsi, baik dalam langkah awal rute degradasi dan dalam biosintesis senyawa.

Mendapatkan ATP

ATP dapat diperoleh dengan dua cara: fosforilasi oksidatif dan fosforilasi dalam hal substrat. Yang pertama membutuhkan oksigen, sedangkan yang kedua tidak membutuhkannya. Sekitar 95% dari ATP yang terbentuk terjadi di mitokondria.

Fosforilasi oksidatif

Fosforilasi oksidatif melibatkan proses oksidasi nutrisi dalam dua fase: memperoleh koenzim yang dikurangi NADH dan FADH₂ Vitamin berasal.

Pengurangan molekul -molekul ini membutuhkan penggunaan hidrogen dari nutrisi. Pada lemak, produksi koenzim luar biasa, berkat jumlah besar hidrogen yang mereka miliki dalam strukturnya, dibandingkan dengan peptida atau karbohidrat.

Dapat melayani Anda: apolipoprotein: apa itu, fungsi, jenis

Meskipun ada beberapa rute produksi koenzim, rute yang paling penting adalah siklus Krebs. Selanjutnya, koenzim yang dikurangi terkonsentrasi pada rantai pernapasan yang terletak di mitokondria, yang mentransfer elektron ke oksigen.

Rantai konveyor elektron dibentuk oleh serangkaian protein yang digabungkan dengan membran, yang pompa proton (H+) ke luar (lihat gambar). Proton ini masuk dan melintasi membran lagi melalui protein lain, ATP syntasa, yang bertanggung jawab atas sintesis ATP.

Dengan kata lain, kita harus mengurangi koenzim, lebih banyak ADP dan oksigen, menghasilkan air dan ATP.

ATP memperoleh proses. Sumber: Wikimedia Commons

Fosforilasi pada tingkat substrat

Fosforilasi dalam hal substrat tidak sepenting mekanisme yang dijelaskan di atas dan, karena tidak memerlukan molekul oksigen, biasanya terkait dengan fermentasi.

Rute ini, meskipun sangat cepat, mengekstraksi sedikit energi: jika kita membandingkannya dengan proses oksidasi, itu sekitar lima belas lebih sedikit.

Dalam tubuh kita, proses fermentasi terjadi pada tingkat otot. Jaringan ini dapat bekerja tanpa oksigen, jadi ada kemungkinan bahwa molekul glukosa terdegradasi menjadi asam laktat (ketika kita melakukan beberapa aktivitas olahraga yang intens, misalnya).

Dalam fermentasi, produk akhir masih memiliki potensi energi yang dapat diekstraksi. Dalam kasus fermentasi pada otot, karbon dalam asam laktat berada pada tingkat reduksi yang sama dengan molekul awal: glukosa.

Dengan demikian, produksi energi terjadi karena pembentukan molekul yang memiliki ikatan berenergi tinggi, termasuk 1,3-bifosfoglirat dan fosfoenoliruvat.

Dalam glikolisis, misalnya, hidrolisis senyawa ini terkait dengan produksi molekul ATP, sehingga istilah "dalam hal substrat".

Siklus ATP

Siklus ATP. Sumber: Wikimedia Commons

ATP tidak pernah disimpan. Berada dalam siklus penggunaan dan sintesis yang berkelanjutan. Dengan cara ini keseimbangan antara ATP yang terbentuk dan produk terhidrolisisnya dibuat, ADP.

Referensi

1. Guyton, a. C., & Hall, J. DAN. (2000). Buku Teks Fisiologi Manusia.
2. Hall, J. DAN. (2017). Guyton dan Hall Treaty of Medical Physiology. Elsevier Brasil.
3. Lim, m. DAN. (2010). Hal -hal penting dalam metabolisme dan nutrisi. Elsevier.
4. Pratt, c. W., & Kathleen, C. (2012). Biokimia. Editorial Manual Modern.
5. Voet, d., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2007). Dasar -dasar Biokimia. Editorial Medis Panamérican.