- Ce este ATP?
- Pentru ce este ATP?
- Cum se face ATP?
- Glicoliza
- Ciclul Krebs
- Lanțul de transport de electroni și fosforilarea oxidativă
- Importanța ATP
Vă explicăm ce este ATP, pentru ce este și cum este produsă această moleculă. De asemenea, glicoliza, ciclul Krebs și fosforilarea oxidativă.
Ce este ATP?
Înbiochimie, acronimul ATP desemnează trifosfat de adenozină sau trifosfat de adenozină, o moleculă organică aparținând grupului de nucleotide, fundamentală pentru metabolismul energetic al celulă. ATP este principala sursă de energie utilizată în majoritatea proceselor și funcțiilor celulare, atât în corpul uman, cât și în corpul altora.fiinte vii.
Denumirea de ATP provine de la compoziția moleculară a acestei molecule, formată dintr-o bază azotată (adenina) legată deatom unul de carbonmoleculă de zahăr pentoză (numit și riboză), și la rândul său cu treiionii fosfați atașați la un alt atom de carbon. Toate acestea sunt rezumate în formula moleculară a ATP: C10H16N5O13P3.
Molecula de ATP a fost descoperită pentru prima dată în 1929 în mușchiul uman din Statele Unite de către Cyrus H. Fiske și Yellapragada SubbaRow și, independent, în Germania de către biochimistul Karl Lohmann.
Deși molecula de ATP a fost descoperită în 1929, nu a existat nicio înregistrare a funcționării și importanței sale în diferiteleproceselor de transfer de energie al celulei până în 1941, grație studiilor biochimistului germano-american Fritz Albert Lipmann (câștigător al Premiului Nobel în 1953, împreună cu Krebs).
Vezi si:Metabolism
Pentru ce este ATP?
Funcția principală a ATP este de a servi drept sursă de energie în reacțiile biochimice care au loc în interiorul celulei, motiv pentru care această moleculă este cunoscută și ca „moneda energetică” a organismului.
ATP este o moleculă utilă pentru a conține pentru moment energie chimica eliberate în timpul proceselor metabolice de descompunere aalimente, și eliberați-l din nou atunci când este necesar pentru a conduce diferitele procese biologice ale organismului, cum ar fi transportul celular, să promoveze reacții care consumăEnergie sau chiar să efectueze acțiuni mecanice ale corpului, precum mersul pe jos.
Cum se face ATP?
În celule, ATP este sintetizat prin respirația celulară, proces care are loc în celule.mitocondriile a celulei. În timpul acestui fenomen, energia chimică stocată în glucoză este eliberată, printr-un proces deoxidare care elibereazăCO2, H2O și energie sub formă de ATP. Deși glucoza este substratul prin excelență al acestei reacții, trebuie clarificat faptul căproteină si grăsimi ele pot fi, de asemenea, oxidate la ATP. Fiecare dintre acești nutrienți din hrănire ale individului au căi metabolice diferite, dar converg către un metabolit comun: acetil-CoA, care începe ciclul Krebs și permite convergerea procesului de obținere a energiei chimice, deoarece toate celulele își consumă energia sub formă de ATP.
Procesul de respirație celulară poate fi împărțit în trei faze sau etape: glicoliză (o cale anterioară care este necesară doar atunci când celula folosește glucoza drept combustibil), ciclul Krebs și lanțul de transport de electroni. În primele două etape se produce acetil-CoA, CO2 și doar o cantitate mică de ATP, în timp ce în faza a treia a respirației se produce H2O iar cea mai mare parte a ATP-ului printr-un set de proteine numite „ATP sintază complexă”.
Glicoliza
După cum sa menționat, glicoliza este o cale anterioară respirației celulare, în timpul căreia pentru fiecare glucoză (care are 6 atomi de carbon) se formează doi piruvați (un compus format din 3 atomi de carbon).
Spre deosebire de celelalte două etape ale respirației celulare, glicoliza are loc în citoplasma a celulei. Piruvatul rezultat din această primă cale trebuie să intre în mitocondrii pentru a-și continua transformarea în Acetil-CoA și astfel să poată fi utilizat în ciclul Krebs.
Ciclul Krebs
Ciclul Krebs (de asemenea, ciclul acidului citric sau ciclul acidului tricarboxilic) este un proces fundamental care are loc în matricea mitocondriilor celulare și constă într-o succesiune de reacții chimice ce are caobiectiv eliberarea energiei chimice continute de Acetil-CoA obtinut din prelucrarea diferitilor nutrienti alimentari ai fiintei vii, precum si obtinerea de precursori ai altor aminoacizi necesari reactiilor biochimice de alta natura.
Acest ciclu face parte dintr-un proces mult mai amplu care este oxidarea carbohidraților, lipidelor și proteinelor, stadiul său intermediar fiind: după formarea Acetil-CoA cu carbonii acestor compuși organici și înainte de fosforilarea oxidativă, unde ATP este " asamblat” într-o reacție catalizată de aenzimă numită ATP sintetază sau ATP sintetază.
Ciclul Krebs funcționează datorită mai multor enzime diferite care oxidează complet Acetil-CoA și eliberează două diferite din fiecare moleculă oxidată: CO2 (dioxid de carbon) și H2O (apă). În plus, în timpul ciclului Krebs, se generează o cantitate minimă de GTP (asemănătoare cu ATP) și putere reducătoare sub formă de NADH și FADH2 care va fi folosită pentru sinteza ATP în următoarea etapă a respirației celulare.
Ciclul începe cu fuziunea unei molecule de acetil-CoA cu o moleculă de oxalacetat. Această unire dă naștere unei molecule cu șase atomi de carbon: citrat. Astfel, se eliberează coenzima A. De fapt, este refolosită de multe ori. Dacă există prea mult ATP în celulă, acest pas este inhibat.
Ulterior, citratul sau acidul citric suferă o serie de transformări succesive care vor produce succesiv izocitrat, cetoglutarat, succinil-CoA, succinat, fumarat, malat și oxalacetat. Împreună cu aceste produse, se produce o cantitate minimă de GTP pentru fiecare ciclu Krebs complet, reducând puterea sub formă de NADH și FADH2 și CO2.
Lanțul de transport de electroni și fosforilarea oxidativă
Ultima etapă a circuitului de recoltare a nutrienților folosește oxigenul și compușii produși în timpul ciclului Krebs pentru a produce ATP într-un proces numit fosforilare oxidativă. În timpul acestui proces, care are loc în membrana mitocondrială internă, NADH și FADH2 donează electroni conducându-i la un nivel energetic inferior. Acești electroni sunt în cele din urmă acceptați de oxigen (care la unirea cu protonii dă naștere la formarea moleculelor de apă).
Cuplarea dintre lanțul electronic și fosforilarea oxidativă funcționează pe baza a două reacții opuse: una care eliberează energie și cealaltă care folosește acea energie eliberată pentru a produce molecule de ATP, datorită intervenției ATP sintetazei. Pe măsură ce electronii „călătoresc” pe lanț într-o serie de reacții redox, energia eliberată este folosită pentru a pompa protoni prin membrană. Când acești protoni difuzează înapoi prin ATP sintetaza, energia lor este utilizată pentru a lega o grupare fosfat suplimentară la o moleculă de ADP (adenozin difosfat), ceea ce duce la formarea ATP.
Importanța ATP
ATP este o moleculă fundamentală pentru procesele vitale ale organismelor vii, ca transmițător de energie chimică pentru diferite reacții care au loc în celulă, de exemplu, sinteza de macromolecule complexe și fundamentale, precum cele aleADN, ARN sau pentru sinteza proteinelor care are loc în interiorul celulei. Astfel, ATP furnizează energia necesară pentru a permite majoritatea reacțiilor care au loc în organism.
Utilitatea ATP ca moleculă „donator de energie” se explică prin prezența legăturilor de fosfat, bogate în energie. Aceleași legături pot elibera o cantitate mare de energie prin „ruperea” atunci când ATP este hidrolizat la ADP, adică atunci când își pierde o grupare fosfat din cauza acțiunii apei. Reacția lui hidroliză ATP este după cum urmează:
ATP este esențial, de exemplu, pentru contracția musculară.ATP este cheia pentru transportul macromoleculelor prinmembrană plasmatică (exocitoză și endocitoză celulară) și, de asemenea, pentru comunicarea sinaptică întreneuronii, deci sinteza sa continua este esentiala, din glucoza obtinuta din alimente. Aceasta este importanța sa pentru viaţă, că ingestia unor elemente toxice care inhibă procesele ATP, precum arsenicul sau cianura, este letală și provoacă moartea organismului în mod fulminant.