Аденозин трифосфат
Аденозинтрифосфатът (АТФ) е нуклеотид, използван в клетките като коензим. Често е наричан "молекулярната парична единица": АТФ пренася химическа енергия в клетките за целите на обмяната на веществата.
Всяка клетка използва АТФ за енергия. Той се състои от база (аденин) и три фосфатни групи. Една молекула АТФ съдържа три фосфатни групи и се произвежда от АТФ-синтазата от неорганичен фосфат и аденозин дифосфат (ADP, ди означава две фосфатни групи) или аденозин монофосфат (AMP).
Молекулна структура на АТФ.
Употреба
Молекулата на АТФ е много гъвкава, което означава, че може да се използва за много неща. Енергията се съхранява в нейните химични връзки.
Когато АТФ се свърже с друг фосфат, се натрупва енергия, която може да се използва по-късно. С други думи, когато се осъществява връзка, се съхранява енергия. Това е ендотермична реакция.
Когато АТФ разкъсва връзката с фосфатната група и се превръща в АДФ, се освобождава енергия. С други думи, при разкъсване на връзката се освобождава енергия. Това е екзотермична реакция.
Обменът на АТФ фосфати е почти безкраен цикъл, който спира само когато клетката умре.
Функции в клетките
АТФ е основният източник на енергия за повечето клетъчни функции. Това включва синтеза на макромолекули, включително ДНК и РНК (вж. по-долу), и протеини. АТФ играе решаваща роля и в активното пренасяне на макромолекули през клетъчните мембрани, напр. екзоцитоза и ендоцитоза.
Синтез на ДНК и РНК
Във всички познати организми дезоксирибонуклеотидите, които съставляват ДНК, се синтезират чрез действието на ензимите рибонуклеотид редуктаза (RNR) върху съответните рибонуклеотиди. Тези ензими редуцират захарния остатък от рибоза до дезоксирибоза, като премахват кислорода.
При синтеза на нуклеиновата киселина РНК АТФ е един от четирите нуклеотида, включени директно в молекулите на РНК от РНК полимеразите. Енергията, която задвижва тази полимеризация, идва от отцепването на пирофосфат (две фосфатни групи). Танцът е подобен при биосинтезата на ДНК, с изключение на това, че АТФ се редуцира до дезоксирибонуклеотида dATP, преди да се включи в ДНК.
История
- АТФ е открит през 1929 г. от Карл Ломан и Йендрашик, а независимо от тях - от Сайръс Фиск и Йелапрагада Суба Рао от Харвардския медицински институт. Двата екипа се съревновават помежду си в намирането на метод за определяне на фосфора.
- През 1941 г. Фриц Алберт Липман го предлага като междинно звено между реакциите в клетките, при които се отделя енергия, и тези, при които се изисква енергия.
- За първи път е синтезиран (създаден) в лаборатория от Александър Тод през 1948 г.
- Нобеловата награда за химия за 1997 г. е разделена, като едната половина е присъдена на Пол Д. Бойер и Джон Е. Уокър за изясняване на ензимния механизъм, който е в основата на синтеза на аденозинтрифосфат (АТФ), а другата половина - на Йенс С. Скоу за първото откриване на ензим за пренос на йони, Na+, K+ -АТФаза.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява аденозин трифосфатът?
О: Аденозин трифосфатът (АТФ) е химично вещество, което се използва от живите същества за съхраняване и пренос на енергия.
В: Какво е предназначението на АТФ в живите същества?
О: Целта на АТФ в живите организми е да съхранява енергия и да я пренася до клетките, които се нуждаят от нея.
В: Как клетките получават енергия?
О: Клетките получават енергия от разпадането на молекулите на АТФ, за да освободят натрупаната енергия.
В: Всички живи същества ли произвеждат АТФ?
О: Да, всички живи същества произвеждат АТФ, за да съхраняват и пренасят енергия.
В: Защо АТФ е необходим на клетките, които работят по-усилено?
О: АТФ е необходим за клетките, които работят по-усилено, защото се нуждаят от повече енергия, за да функционират, а АТФ е молекулата, която осигурява тази енергия.
В: Могат ли живите същества да оцелеят без АТФ?
О: Не, живите същества не могат да оцелеят без АТФ, защото той е молекулата, която осигурява енергия за всички клетъчни процеси.
В: Какво се случва, когато молекулите на АТФ се разпаднат?
О: Когато молекулите на АТФ се разпадат, натрупаната енергия се освобождава и се използва от клетката за различни процеси.
