- Apakah ATP?
- ATP untuk apa?
- Bagaimanakah ATP dibuat?
- Glikolisis
- Kitaran Krebs
- Rantai pengangkutan elektron dan fosforilasi oksidatif
- Kepentingan ATP
Kami menerangkan apa itu ATP, untuk apa ia dan bagaimana molekul ini dihasilkan. Juga, glikolisis, kitaran Krebs, dan fosforilasi oksidatif.
Apakah ATP?
Di dalambiokimia, akronim ATP menamakan Adenosine Triphosphate atau Adenosine Triphosphate, molekul organik kepunyaan kumpulan nukleotida, asas untuk metabolisme tenaga sel. ATP adalah sumber tenaga utama yang digunakan dalam kebanyakan proses dan fungsi selular, baik dalam tubuh manusia dan dalam tubuh orang lain.makhluk hidup.
Nama ATP berasal daripada komposisi molekul molekul ini, dibentuk oleh bes nitrogen (adenine) yang dikaitkan denganatom karbon satumolekul gula pentosa (juga dipanggil ribosa), dan seterusnya dengan tigaion fosfat yang melekat pada atom karbon yang lain. Semua ini diringkaskan dalam formula molekul ATP: C10H16N5O13P3.
Molekul ATP pertama kali ditemui pada tahun 1929 dalam otot manusia di Amerika Syarikat oleh Cyrus H. Fiske dan Yellapragada SubbaRow, dan secara bebas di Jerman oleh ahli biokimia Karl Lohmann.
Walaupun molekul ATP ditemui pada tahun 1929, tiada rekod tentang fungsi dan kepentingannya dalamproses pemindahan tenaga sel sehingga 1941, terima kasih kepada kajian ahli biokimia Jerman-Amerika Fritz Albert Lipmann (pemenang Hadiah Nobel pada tahun 1953, bersama dengan Krebs).
Lihat juga:Metabolisme
ATP untuk apa?
Fungsi utama ATP adalah untuk berfungsi sebagai bekalan tenaga dalam tindak balas biokimia yang berlaku di dalam sel, itulah sebabnya molekul ini juga dikenali sebagai "mata wang tenaga" organisma.
ATP ialah molekul yang berguna untuk mengandungi seketika tenaga kimia dikeluarkan semasa proses metabolik penguraianmakanan, dan melepaskannya semula apabila perlu untuk memacu pelbagai proses biologi badan, seperti pengangkutan sel, menggalakkan tindak balas yang memakanTenaga atau bahkan untuk menjalankan tindakan mekanikal badan, seperti berjalan.
Bagaimanakah ATP dibuat?
Dalam sel, ATP disintesis melalui respirasi selular, proses yang berlaku dalam sel.mitokondria daripada sel. Semasa fenomena ini, tenaga kimia yang disimpan dalam glukosa dibebaskan, melalui prosespengoksidaan yang melepaskanCO2, H2O dan tenaga dalam bentuk ATP. Walaupun glukosa adalah substrat kecemerlangan tindak balas ini, ia harus dijelaskan bahawaprotein dan juga lemak mereka juga boleh dioksidakan kepada ATP. Setiap nutrien ini daripada memberi makan daripada individu itu mempunyai laluan metabolik yang berbeza, tetapi mereka menumpu pada metabolit biasa: asetil-KoA, yang memulakan Kitaran Krebs dan membenarkan proses mendapatkan tenaga kimia untuk berkumpul, kerana semua sel menggunakan tenaga mereka dalam bentuk ATP .
Proses respirasi selular boleh dibahagikan kepada tiga fasa atau peringkat: glikolisis (laluan terdahulu yang hanya diperlukan apabila sel menggunakan glukosa sebagai bahan api), kitaran Krebs, dan rantai pengangkutan elektron. Semasa dua peringkat pertama, asetil-KoA, CO2 dan hanya sejumlah kecil ATP dihasilkan, manakala semasa fasa ketiga pernafasan ia dihasilkan H2O dan sebahagian besar ATP melalui set protein yang dipanggil "synthase ATP kompleks".
Glikolisis
Seperti yang dinyatakan, glikolisis ialah laluan sebelum respirasi selular, di mana bagi setiap glukosa (yang mempunyai 6 karbon) dua piruvat terbentuk (a kompaun dibentuk oleh 3 karbon).
Tidak seperti dua peringkat respirasi selular yang lain, glikolisis berlaku dalam sitoplasma daripada sel. Piruvat yang terhasil daripada laluan pertama ini mesti memasuki mitokondria untuk meneruskan transformasinya kepada Acetyl-CoA dan dengan itu boleh digunakan dalam kitaran Krebs.
Kitaran Krebs
Kitaran Krebs (juga kitaran asid sitrik atau kitaran asid trikarboksilik) ialah proses asas yang berlaku dalam matriks mitokondria selular, dan yang terdiri daripada penggantian tindak balas kimia macam manaobjektif pembebasan tenaga kimia yang terkandung dalam Acetyl-CoA yang diperoleh daripada pemprosesan nutrien makanan yang berbeza bagi makhluk hidup, serta mendapatkan prekursor asid amino lain yang diperlukan untuk tindak balas biokimia yang lain.
Kitaran ini adalah sebahagian daripada proses yang lebih besar iaitu pengoksidaan karbohidrat, lipid dan protein, peringkat perantaraannya ialah: selepas pembentukan Acetyl-CoA dengan karbon sebatian organik tersebut, dan sebelum fosforilasi oksidatif. di mana ATP ialah " dipasang" dalam tindak balas yang dimangkin oleh aenzim dipanggil ATP synthetase atau ATP synthase.
Kitaran Krebs beroperasi berkat beberapa enzim berbeza yang mengoksidakan sepenuhnya Acetyl-CoA dan membebaskan dua yang berbeza daripada setiap molekul teroksida: CO2 (karbon dioksida) dan H2O (air). Di samping itu, semasa kitaran Krebs, jumlah minimum GTP (serupa dengan ATP) dijana dan mengurangkan kuasa dalam bentuk NADH dan FADH2 yang akan digunakan untuk sintesis ATP dalam peringkat respirasi selular seterusnya.
Kitaran bermula dengan percantuman molekul asetil-KoA dengan molekul oksaloasetat. Kesatuan ini menimbulkan molekul enam karbon: sitrat. Oleh itu, koenzim A dibebaskan. Malah, ia digunakan semula berkali-kali. Jika terdapat terlalu banyak ATP dalam sel, langkah ini dihalang.
Selepas itu, sitrat atau asid sitrik mengalami satu siri transformasi berturut-turut yang akan menghasilkan isositrat, ketoglutarat, succinyl-CoA, succinate, fumarate, malate dan oksaloasetat secara berturut-turut. Bersama-sama dengan produk ini, jumlah minimum GTP dihasilkan untuk setiap kitaran Krebs lengkap, mengurangkan kuasa dalam bentuk NADH dan FADH2 dan CO2.
Rantai pengangkutan elektron dan fosforilasi oksidatif
Peringkat terakhir litar penuaian nutrien menggunakan oksigen dan sebatian yang dihasilkan semasa kitaran Krebs untuk menghasilkan ATP dalam proses yang dipanggil fosforilasi oksidatif. Semasa proses ini, yang berlaku dalam membran mitokondria dalaman, NADH dan FADH2 menderma elektron memacu mereka ke tahap yang lebih rendah. Elektron ini akhirnya diterima oleh oksigen (yang apabila bercantum dengan proton menimbulkan pembentukan molekul air).
Gandingan antara rantai elektronik dan fosforilasi oksidatif beroperasi berdasarkan dua tindak balas yang bertentangan: satu yang membebaskan tenaga dan satu lagi yang menggunakan tenaga yang dibebaskan untuk menghasilkan molekul ATP, terima kasih kepada campur tangan ATP synthetase. Semasa elektron "mengembara" ke bawah rantai dalam satu siri tindak balas redoks, tenaga yang dibebaskan digunakan untuk mengepam proton melalui membran. Apabila proton ini meresap kembali melalui ATP synthetase, tenaga mereka digunakan untuk mengikat kumpulan fosfat tambahan kepada molekul ADP (adenosine diphosphate), yang membawa kepada pembentukan ATP.
Kepentingan ATP
ATP ialah molekul asas untuk proses penting organisma hidup, sebagai penghantar tenaga kimia untuk tindak balas yang berbeza yang berlaku dalam sel, contohnya, sintesis makromolekul kompleks dan asas, seperti yangDNA, RNA atau untuk sintesis protein yang berlaku di dalam sel. Oleh itu, ATP membekalkan tenaga yang diperlukan untuk membolehkan kebanyakan tindak balas yang berlaku di dalam badan.
Kegunaan ATP sebagai molekul "penderma tenaga" dijelaskan oleh kehadiran ikatan fosfat, kaya dengan tenaga. Ikatan yang sama ini boleh membebaskan sejumlah besar tenaga dengan "pecah" apabila ATP dihidrolisiskan kepada ADP, iaitu apabila ia kehilangan kumpulan fosfat akibat tindakan air. Reaksi daripada hidrolisis ATP adalah seperti berikut:
ATP adalah penting, sebagai contoh, untuk penguncupan otot.ATP adalah kunci untuk pengangkutan makromolekul melaluimembran plasma (eksositosis dan endositosis selular) dan juga untuk komunikasi sinaptik antaraneuron, jadi sintesis berterusannya adalah penting, daripada glukosa yang diperoleh daripada makanan. Begitulah kepentingannya untuk kehidupan, bahawa pengambilan beberapa unsur toksik yang menghalang proses ATP, seperti arsenik atau sianida, adalah maut dan menyebabkan kematian organisma secara fulminan.