Определение аденозинтрифосфата
Аденозинтрифосфат, также известный как АТФ, является молекула который несет энергию внутри клеток. Это основная энергетическая валюта клетка и является конечным продуктом процессов фотофосфорилирования (добавление фосфатная группа к молекуле, использующей энергию света), клеточное дыхание, а также ферментация, Все живые существа используют АТФ. Помимо использования в качестве источника энергии, он также используется в передача сигнала пути для клеточной коммуникации и включается в дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) во время синтеза ДНК.
Структура АТФ
Функции АТФ
Источник энергии
АТФ является основным носителем энергии, которая используется для всех клеточных активностей. Когда АТФ гидролизуется и превращается в аденозиндифосфат (АДФ), выделяется энергия. Удаление одной фосфатной группы высвобождает 7,3 килокалорий на моль или 30,6 кДж на моль при стандартных условиях. Эта энергия питает все реакции, которые происходят внутри клетки. АДФ также может быть преобразован обратно в АТФ, так что энергия доступна для других клеточных реакций.
АТФ производится несколькими различными способами. Фотофосфорилирование – это метод, специфичный для растений и цианобактерий. Это создание АТФ из АДФ с использованием энергии солнечного света, и происходит во время фотосинтез, АТФ также образуется из процесса клеточного дыхания в митохондрии клетки. Это может быть через аэробного дыхания, который требует кислорода, или анаэробное дыхание, чего нет. Аэробного дыхания производит АТФ (наряду с углекислым газом и водой) из глюкозы и кислорода. Анаэробное дыхание использует химические вещества, кроме кислорода, и этот процесс в основном используется археями и бактерии которые живут в анаэробных условиях. Ферментация является еще одним способом получения АТФ, который не требует кислорода; он отличается от анаэробного дыхания, потому что он не использует цепь переноса электронов, Дрожжи и бактерии являются примерами организмов, которые используют ферментацию для образования АТФ.
Передача сигнала
АТФ является сигнальной молекулой, используемой для клеточной коммуникации. Киназы, которые являются ферментами, которые фосфорилируют молекулы, используют АТФ в качестве источника фосфатных групп. Киназы важны для передачи сигнала, то есть как физический или химический сигнал передается от рецепторов снаружи клетки внутрь клетки. Как только сигнал находится внутри ячейки, ячейка может ответить соответствующим образом. Клеткам могут быть даны сигналы расти, метаболизироваться, дифференцироваться в определенные типы или даже умирать.
Синтез ДНК
Нуклеиновая основа аденина является частью аденозина, молекулы, которая образуется из АТФ и помещается непосредственно в РНК. Другие нуклеиновые основания в РНК, цитозине, гуанине и урациле, аналогично образуются из CTP, GTP и UTP. Аденин также обнаружен в ДНК, и его включение очень похоже, за исключением того, что АТФ превращается в форму дезоксиаденозинтрифосфата (dATP), прежде чем стать частью цепи ДНК.
АТФ, АДФ, АМФ, цАМФ
Другие молекулы связаны с АТФ и имеют сходные названия, такие как аденозиндифосфат (АДФ), аденозинмонофосфат (АМФ) и циклический АМФ (цАМФ). Чтобы избежать путаницы, важно знать некоторые различия между этими молекулами.
АДФ
Аденозиндифосфат (ADP), который иногда также известен как аденозин пирофосфат (APP), особенно в химии, уже упоминался в этой статье. Он отличается от АТФ, потому что он имеет две фосфатные группы. АТФ становится АДФ с потерей фосфатной группы, и эта реакция высвобождает энергию. Сам ADP формируется из AMP. Цикл между АДФ и АТФ во время клеточного дыхания дает клеткам энергию, необходимую для осуществления клеточной деятельности
AMP
Аденозинмонофосфат (AMP), также называемый 5′-адениловой кислотой, имеет только одну фосфатную группу. Эта молекула находится в РНК и содержит аденин, который является частью генетический код, Он может быть получен вместе с АТФ из двух молекул АДФ или путем гидролиза АТФ. Это также сформировано, когда РНК сломана. Он может быть преобразован в мочевую кислоту, которая является компонентом мочи, и выводится через мочевой пузырь.
лагерь
Циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) происходит от АТФ и является еще одним мессенджером, используемым для передачи сигнала и активации определенных протеинкиназ. Это можно разбить на AMP. Пути цАМФ могут играть роль в некоторых раковых заболеваниях, таких как карцинома, У бактерий он играет роль в обмене веществ. Когда бактериальная клетка не производит достаточно энергии (например, из-за недостатка глюкозы), возникают высокие уровни цАМФ, и это включает гены, которые используют источники энергии, отличные от глюкозы.
- Клеточное дыхание – Энергия из питательных веществ преобразуется в АТФ.
- Передача сигнала – передача сигналов снаружи клетки внутрь.
- Гидролиз – Разрыв связи в молекуле и расщепление ее на более мелкие молекулы в результате реакции с водой.
- киназа – Фермент, который переносит фосфатную группу из АТФ в другую молекулу.
викторина
1. Как можно получить АТФ?A. ФерментацияB. Клеточное дыханиеC. фотофосфорилированияD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 1
D верно. АТФ может быть получен с помощью всех этих методов, хотя разные организмы используют разные методы для его производства и не используют все три из этих методов. Вариант B, клеточное дыхание, включает аэробное и анаэробное дыхание.
2. Где производится АТФ в клетке?A. МитохондрииB. ядроC. РибосомыD. Эндоплазматическая сеть
Ответ на вопрос № 2
верно. АТФ производится в митохондриях, которые являются органеллами в клетке, где происходит клеточное дыхание. Вот почему митохондрии часто называют «электростанцией клетки».
3. В каком типе генетического материала обнаружен аденин?A. ДНКB. РНКC. И ДНК, и РНКD. Ни ДНК, ни РНК
Ответ на вопрос № 3
С верно. Аденин находится как в ДНК, так и в РНК. В ДНК аденин связывается с тимин в то время как в РНК аденин связывается с урацилом. Когда аденин присоединяется к рибозному сахару, он образует аденозин, который является частью АТФ. Аденозин – это молекула, содержащая аденин в РНК, тогда как в ДНК эта молекула представляет собой дезоксиаденозин (аденин, присоединенный к дезоксирибоза сахар).