Adenozyno-5′-trifosforan
Trójfosforan adenozyny (ATP) jest nukleotydem używanym w komórkach jako koenzym. Często nazywany jest "molekularną jednostką monetarną": ATP transportuje energię chemiczną w komórkach do metabolizmu.
Każda komórka wykorzystuje ATP do produkcji energii. Składa się on z zasady (adeniny) i trzech grup fosforanowych. Jedna cząsteczka ATP zawiera trzy grupy fosforanowe i jest wytwarzana przez syntazę ATP z fosforanu nieorganicznego i difosforanu adenozyny (ADP, di oznacza dwie grupy fosforanowe) lub monofosforanu adenozyny (AMP).
Struktura molekularna ATP.
Zastosowanie
Cząsteczka ATP jest bardzo uniwersalna, co oznacza, że może być wykorzystana do wielu rzeczy. Energia jest przechowywana w jej wiązaniach chemicznych.
Kiedy ATP łączy się z innym fosforanem, magazynowana jest energia, która może być wykorzystana później. Innymi słowy, kiedy tworzy się wiązanie, energia jest magazynowana. Jest to reakcja endotermiczna.
Kiedy ATP zrywa wiązanie z grupą fosforanową i staje się ADP, uwalniana jest energia. Innymi słowy, kiedy wiązanie jest zerwane, uwalniana jest energia. Jest to reakcja egzotermiczna.
Wymiana fosforanu ATP jest niemal niekończącym się cyklem, zatrzymującym się dopiero w momencie śmierci komórki.
Funkcje w komórkach
ATP jest głównym źródłem energii dla większości funkcji komórkowych. Obejmuje to syntezę makromolekuł, w tym DNA i RNA (patrz poniżej) oraz białek. ATP odgrywa również kluczową rolę w aktywnym transporcie makrocząsteczek przez błony komórkowe, np. w egzocytozie i endocytozie.
Synteza DNA i RNA
We wszystkich znanych organizmach dezoksyrybonukleotydy tworzące DNA są syntetyzowane w wyniku działania enzymów reduktazy rybonukleotydów (RNR) na odpowiadające im rybonukleotydy. Enzymy te redukują resztę cukrową z rybozy do deoksyrybozy poprzez usunięcie tlenu.
W syntezie kwasu nukleinowego RNA, ATP jest jednym z czterech nukleotydów włączanych bezpośrednio do cząsteczek RNA przez polimerazy RNA. Energia napędzająca tę polimeryzację pochodzi z rozszczepienia pirofosforanu (dwie grupy fosforanowe). W biosyntezie DNA przebiega to podobnie, z tą różnicą, że ATP jest redukowany do dezoksyrybonukleotydu dATP, zanim zostanie włączony do DNA.
Historia
- ATP został odkryty w 1929 roku przez Karla Lohmanna i Jendrassika oraz, niezależnie, przez Cyrusa Fiske'a i Yellapragadę Subba Rao z Harvard Medical School. Oba zespoły rywalizowały ze sobą o znalezienie metody oznaczania fosforu.
- W 1941 roku Fritz Albert Lipmann zaproponował, że jest ona pośrednikiem między reakcjami dającymi energię i wymagającymi energii w komórkach.
- Po raz pierwszy został zsyntetyzowany (stworzony) w laboratorium przez Alexandra Todda w 1948 roku.
- Nagroda Nobla w dziedzinie chemii za rok 1997 została podzielona, jedną połowę otrzymali Paul D. Boyer i John E. Walker za wyjaśnienie mechanizmu enzymatycznego leżącego u podstaw syntezy adenozynotrójfosforanu (ATP), a drugą połowę Jens C. Skou za pierwsze odkrycie enzymu transportującego jony, Na+, K+ -ATPazy.
Pytania i odpowiedzi
Q: Co to jest adenozynotrifosforan?
O: Trójfosforan adenozyny (ATP) to substancja chemiczna wykorzystywana przez organizmy żywe do przechowywania i przenoszenia energii.
P: Jaki jest cel ATP w organizmach żywych?
O: Zadaniem ATP w organizmach żywych jest magazynowanie energii i przekazywanie jej do komórek, które jej potrzebują.
P: W jaki sposób komórki pozyskują energię?
O: Komórki uzyskują energię poprzez rozbijanie cząsteczek ATP w celu uwolnienia zmagazynowanej energii.
P: Czy wszystkie żywe istoty wytwarzają ATP?
O: Tak, wszystkie żywe istoty wytwarzają ATP w celu przechowywania i przekazywania energii.
P: Dlaczego ATP jest niezbędne dla komórek, które pracują ciężej?
O: ATP jest niezbędny dla komórek, które pracują ciężej, ponieważ potrzebują one więcej energii do funkcjonowania, a ATP jest cząsteczką, która dostarcza tę energię.
P: Czy organizmy żywe mogą przetrwać bez ATP?
O: Nie, organizmy żywe nie mogą przetrwać bez ATP, ponieważ jest to cząsteczka, która dostarcza energię do wszystkich procesów komórkowych.
P: Co się dzieje, gdy cząsteczki ATP ulegają rozpadowi?
O: Kiedy cząsteczki ATP są rozbijane, zmagazynowana energia jest uwalniana i wykorzystywana przez komórkę do różnych procesów.
