АТФ: що це таке в біології і які зєднання в собі містить молекула

В основі всіх живих процесів лежить атомно-молекулярний рух. Як дихальний процес, так і клітинне розвиток, розподіл неможливі без енергії. Джерелом енергетичного постачання є АТФ, що це таке і як утворюється розглянемо далі.

Сутність поняття

Перед вивченням поняття АТФ необхідна його розшифровка. Даний термін означає нуклеозидтрифосфат, який суттєво значущий для енергетичного та речовинного обміну в складі організму.

Це унікальний енергетичний джерело, що лежить в основі біохімічних процесів. Ця сполука є основоположним для ферментативного освіти.

АТФ був відкритий в Гарварді в 1929 році. Основоположниками стали вчені Гарвардської медичної школи. У їх число увійшли Карл Ломан, Сайрус Фіске і Йеллапрагада Суббарао. Вони виявили з’єднання, яке за будовою нагадувала адениловый нуклеотид рибонуклеїнових кислот.

Відмінною особливістю з’єднання зміст трьох залишків фосфорної кислоти замість одного. У 1941 році вчений Фріц Ліпман довів, що АТФ має енергетичний потенціал в межах клітини. Згодом був виявлений ключовий фермент, який отримав назву АТФ-синтаза. Його завдання – освіта в мітохондріях кислотних молекул.

АТФ – це енергетичний акумулятор клітинної біології, є обов’язковим для успішного здійснення біохімічних реакцій.

Біологія аденозинтрифосфорної кислоти передбачає її освіту в результаті енергетичного обміну. Процес складається з створення 2 молекул на другій стадії. Решта 36 молекул з’являються на третьому етапі.

Скупчення енергії в структурі кислоти відбувається у сполучній частині між залишками фосфору. У разі від’єднання 1 фосфорного залишку відбувається енергетичне виділення 40 кДж.

В результаті кислота перетворюється в аденозиндифосфат (АДФ). Подальше фосфатне від’єднання сприяє появі аденозинмонофосфату (АМФ).

Слід зазначити, цикл рослин передбачає повторне використання АМФ та АДФ, внаслідок якого відбувається відновлення цих сполук до стану кислоти. Це забезпечується процесом фотосинтезу.

Будова

Розкриття сутності з’єднання можливо після вивчення того, які сполуки входять до складу молекули АТФ.

Які сполуки входять до складу кислоти:

  • 3 залишку фосфорної кислоти. Кислотні залишки об’єднуються один з одним за допомогою енергетичних зв’язків нестійкого характеру. Зустрічається також під назвою ортофосфорної кислоти;
  • аденін: Є азотистих підставою;
  • рибоза: Являє собою пентозный вуглевод.

Входження до складу АТФ даних елементів присвоює їй нуклеотидное будова. Це дозволяє відносити молекулу до категорії нуклеїнових кислот.

Важливо! В результаті відщеплення кислотних молекул відбувається вивільнення енергії. Молекула АТФ містить 40 кДж енергії.

Освіта

Формування молекули відбувається в мітохондріях і хлоропластах. Основний момент в молекулярному синтезі кислоти – диссимиляционный процес. Дисиміляція – процес переходу складного з’єднання до відносно простого за рахунок руйнування.

В рамках синтезу кислоти прийнято виділяти кілька стадій:

  1. Підготовча. Основа розщеплення – травний процес, забезпечується за рахунок ферментативного дії. Розпаду піддається їжа, що потрапила в організм. Відбувається жирове розкладання до жирних кислот і гліцерину. Білки розпадаються до амінокислот, крохмаль – до утворення глюкози. Етап супроводжується виділенням енергії теплового характеру.
  2. Безкиснева, або гліколіз. В основі лежить процес розпаду. Відбувається глюкозное розщеплення за участю ферментів, при цьому 60% виділеної енергії перетворюється в тепло, інша частина залишається в складі молекули.
  3. Киснева, або гідроліз; Здійснюється всередині мітохондрій. Відбувається за допомогою кисню та ферментів. Бере участь видихуване організмом кисень. Завершується повною диссимиляцией. Передбачає енергетичне виділення для формування молекули.

Існують наступні шляхи молекулярного освіти:

  1. Субстратного фосфорилювання характеру. Заснована на енергії речовин в результаті окислення. Переважаюча частина молекули формується в мітохондріях на мембранах. Здійснюється без участі ферментів мембрани. Здійснюється в цитоплазматичної частини допомогою гліколізу. Допускається варіант освіти за рахунок транспортування фосфатної групи з інших макроергічних сполук.
  2. Окисного фосфорилювання характеру. Відбувається за рахунок окислювальної реакції.
  3. Фотофосфорилирование у рослин у процесі фотосинтезу.

Значення

Основоположне значення для організму молекули розкривається через те, яку функцію виконує АТФ.

Функціонал АТФ включає наступні категорії:

  1. Енергетичну. Забезпечує організм енергією, є енергетичною основою фізіологічних біохімічних процесів і реакцій. Відбувається за рахунок 2 високоенергетичних зв’язків. Передбачає м’язове скорочення, формування трансмембранного потенціалу, забезпечення молекулярного переносу крізь мембрани.
  2. Основу синтезу. Вважається вихідним з’єднанням для подальшого утворення нуклеїнових кислот.
  3. Регулятивну. Лежить в основі регуляції більшості процесів біохімічного характеру. Забезпечується за рахунок приналежності до аллостерическому еффектору ферментативного ряду. Впливає на активність регуляторних центрів шляхом їх посилення або пригнічення.
  4. Посередницьку. Вважається вторинною ланкою в передачі гормонального сигналу в клітину. Є попередником утворення циклічного АДФ.
  5. Медиаторную. Є сигнальним речовиною в синапсах та інших взаємодіях клітинного характеру. Забезпечується пуринергическая сигнальна передача.

Серед перелічених моментів чільне місце відводиться енергетичної функції АТФ.

Важливо розуміти, незалежно від того, яку функцію виконує АТФ, її значення універсально.

Корисне відео

Підіб’ємо підсумки

В основі фізіологічних і біохімічних процесів лежить існування молекули АТФ. Основне завдання сполук – енергетичне забезпечення. Без з’єднання неможлива життєдіяльність як рослин, так і тварин.