ATP fiziologija. ATP molekul - šta je to i koja je njegova uloga u tijelu
Nastavak. Vidi br. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005.
Časovi biologije na časovima prirodnih nauka
Napredno planiranje, 10. razred
Lekcija 19
Oprema: tabele iz opšte biologije, dijagram strukture molekula ATP-a, dijagram odnosa plastike i razmene energije.
I. Test znanja
Izvođenje biološkog diktata "Organska jedinjenja žive materije"
Nastavnik čita teze pod brojevima, učenici zapisuju u svesku brojeve onih teza koji su po sadržaju prikladni njihovoj verziji.
Opcija 1 - proteini.
Opcija 2 - ugljikohidrati.
Opcija 3 - lipidi.
Opcija 4 - nukleinske kiseline.
1. U svom čistom obliku, oni se sastoje samo od C, H, O atoma.
2. Pored C, H, O atoma, sadrže N i obično S atome.
3. Pored C, H, O atoma, sadrže N i P atome.
4. Imaju relativno malu molekulsku masu.
5. Molekularna težina može biti od hiljada do nekoliko desetina i stotina hiljada daltona.
6. Najveća organska jedinjenja sa molekulskom težinom do nekoliko desetina i stotina miliona daltona.
7. Imaju različite molekularne težine – od vrlo male do veoma velike, u zavisnosti od toga da li je supstanca monomer ili polimer.
8. Sastoje se od monosaharida.
9. Sastoje se od aminokiselina.
10. Sastoje se od nukleotida.
11. Oni su estri viših masnih kiselina.
12. Osnovna strukturna jedinica: "azotna baza - pentoza - ostatak fosforne kiseline".
13. Osnovna strukturna jedinica: "aminokiseline".
14. Osnovna strukturna jedinica: "monosaharid".
15. Osnovna strukturna jedinica: "glicerol-masna kiselina".
16. Molekuli polimera su građeni od istih monomera.
17. Molekuli polimera su građeni od sličnih, ali ne baš identičnih monomera.
18. Nisu polimeri.
19. Obavljaju gotovo isključivo energetske, građevinske i skladišne funkcije, u nekim slučajevima - zaštitne.
20. Osim energetske i građevinske, obavljaju katalitičke, signalne, transportne, motorne i zaštitne funkcije;
21. Oni čuvaju i prenose nasledna svojstva ćelije i tela.
Opcija 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Opcija 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Opcija 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Opcija 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.
II. Učenje novog gradiva
1. Struktura adenozin trifosforne kiseline
Osim proteina, nukleinskih kiselina, masti i ugljikohidrata, u živoj tvari se sintetiše i veliki broj drugih organskih spojeva. Među njima važnu ulogu u bioenergetici ćelije imaju adenozin trifosfat (ATP). ATP se nalazi u svim biljnim i životinjskim ćelijama. U ćelijama je adenozin trifosforna kiselina najčešće prisutna u obliku soli tzv adenozin trifosfati. Količina ATP-a varira i u prosjeku iznosi 0,04% (u prosjeku ima oko 1 milijardu ATP molekula u ćeliji). Najveća količina ATP-a nalazi se u skeletnim mišićima (0,2-0,5%).
ATP molekul se sastoji od azotne baze - adenina, pentoze - riboze i tri ostatka fosforne kiseline, tj. ATP je poseban adenil nukleotid. Za razliku od drugih nukleotida, ATP sadrži ne jedan, već tri ostatka fosforne kiseline. ATP se odnosi na makroergijske supstance - supstance koje sadrže veliku količinu energije u svojim vezama.
Prostorni model (A) i strukturna formula (B) ATP molekula
Iz sastava ATP-a se pod dejstvom enzima ATPaze odvaja ostatak fosforne kiseline. ATP ima jaku tendenciju da odvoji svoju terminalnu fosfatnu grupu:
ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,
jer to dovodi do nestanka energetski nepovoljnog elektrostatičkog odbijanja između susjednih negativnih naboja. Nastali fosfat se stabilizuje stvaranjem energetski povoljnih vodikovih veza sa vodom. Raspodjela naboja u sistemu ADP + Fn postaje stabilnija nego u ATP. Kao rezultat ove reakcije, oslobađa se 30,5 kJ (kada se raskine konvencionalna kovalentna veza, oslobađa se 12 kJ).
Kako bi se naglasila visoka energetska "cijena" veze fosfor-kiseonik u ATP-u, uobičajeno je označiti je znakom ~ i nazvati je makroenergetskom vezom. Kada se jedan molekul fosforne kiseline odcijepi, ATP se pretvara u ADP (adenozin difosforna kiselina), a ako se odcijepe dva molekula fosforne kiseline, tada se ATP pretvara u AMP (adenozin monofosforna kiselina). Cepanje trećeg fosfata je praćeno oslobađanjem samo 13,8 kJ, tako da postoje samo dve makroergijske veze u ATP molekulu.
2. Formiranje ATP-a u ćeliji
Zalihe ATP-a u ćeliji su male. Na primjer, u mišićima, rezerve ATP-a su dovoljne za 20-30 kontrakcija. Ali mišić može raditi satima i proizvesti hiljade kontrakcija. Stoga, zajedno sa razgradnjom ATP-a u ADP, u ćeliji se mora kontinuirano odvijati reverzna sinteza. Postoji nekoliko puteva za sintezu ATP-a u ćelijama. Hajde da ih upoznamo.
1. anaerobna fosforilacija. Fosforilacija je proces sinteze ATP-a iz ADP-a i niskomolekularnog fosfata (Pn). U ovom slučaju govorimo o procesima oksidacije organskih tvari bez kisika (na primjer, glikoliza je proces oksidacije glukoze bez kisika u pirogrožđanu kiselinu). Otprilike 40% energije koja se oslobađa tokom ovih procesa (oko 200 kJ/mol glukoze) troši se na sintezu ATP-a, a ostatak se raspršuje u obliku topline:
C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Fn -> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.
2. Oksidativna fosforilacija- ovo je proces sinteze ATP-a zbog energije oksidacije organskih tvari kisikom. Ovaj proces je otkriven ranih 1930-ih. 20ti vijek V.A. Engelhardt. U mitohondrijima se odvijaju kisikovi procesi oksidacije organskih tvari. Otprilike 55% energije oslobođene u ovom slučaju (oko 2600 kJ/mol glukoze) pretvara se u energiju hemijskih veza ATP-a, a 45% se raspršuje u obliku topline.
Oksidativna fosforilacija je mnogo efikasnija od anaerobne sinteze: ako se tokom glikolize sintetišu samo 2 molekula ATP-a tokom razgradnje molekula glukoze, tada se tokom oksidativne fosforilacije formira 36 molekula ATP-a.
3. Fotofosforilacija- proces sinteze ATP-a zbog energije sunčeve svjetlosti. Ovaj put sinteze ATP-a karakterističan je samo za ćelije sposobne za fotosintezu (zelene biljke, cijanobakterije). Energiju kvanta sunčeve svjetlosti fotosintetika koristi u svjetlosnoj fazi fotosinteze za sintezu ATP-a.
3. Biološki značaj ATP-a
ATP je u središtu metaboličkih procesa u ćeliji, kao veza između reakcija biološke sinteze i propadanja. Uloga ATP-a u ćeliji može se uporediti sa ulogom baterije, jer se prilikom hidrolize ATP-a oslobađa energija neophodna za različite životne procese („pražnjenje“), a u procesu fosforilacije („punjenja“) , ATP ponovo akumulira energiju u sebi.
Zbog energije koja se oslobađa prilikom hidrolize ATP-a odvijaju se gotovo svi vitalni procesi u ćeliji i tijelu: prijenos nervnih impulsa, biosinteza supstanci, kontrakcije mišića, transport tvari itd.
III. Konsolidacija znanja
Rješavanje bioloških problema
Zadatak 1. Pri brzom trčanju često dišemo, pojačano je znojenje. Objasnite ove pojave.
Zadatak 2. Zašto smrznuti ljudi počinju da gaze i skaču po hladnoći?
Zadatak 3. U poznatom djelu I. Ilfa i E. Petrova "Dvanaest stolica" među mnogim korisnim savjetima možete pronaći i sljedeće: "Dišite duboko, uzbuđeni ste." Pokušajte opravdati ovaj savjet sa stanovišta energetskih procesa koji se odvijaju u tijelu.
IV. Zadaća
Počnite da se pripremate za test i test (diktirajte testna pitanja - pogledajte lekciju 21).
Lekcija 20
Oprema: tabele iz opšte biologije.
I. Generalizacija znanja iz odjeljka
Rad učenika sa pitanjima (pojedinačno) uz naknadnu provjeru i diskusiju
1. Navedite primjere organskih jedinjenja koja uključuju ugljik, sumpor, fosfor, dušik, željezo, mangan.
2. Kako se živa ćelija može razlikovati od mrtve po jonskom sastavu?
3. Koje supstance se nalaze u ćeliji u neotopljenom obliku? Koje organe i tkiva obuhvataju?
4. Navedite primjere makronutrijenata uključenih u aktivne centre enzima.
5. Koji hormoni sadrže elemente u tragovima?
6. Koja je uloga halogena u ljudskom tijelu?
7. Po čemu se proteini razlikuju od umjetnih polimera?
8. Koja je razlika između peptida i proteina?
9. Kako se zove protein koji je dio hemoglobina? Od koliko se podjedinica sastoji?
10. Šta je ribonukleaza? Koliko aminokiselina ima u njemu? Kada je umjetno sintetiziran?
11. Zašto je brzina hemijskih reakcija bez enzima niska?
12. Koje supstance se prenose proteinima kroz ćelijsku membranu?
13. Kako se antitela razlikuju od antigena? Da li vakcine sadrže antitela?
14. Koje supstance razgrađuju proteine u tijelu? Koliko energije se oslobađa u ovom slučaju? Gdje i kako se neutralizira amonijak?
15. Navedite primjer peptidnih hormona: kako oni učestvuju u regulaciji ćelijskog metabolizma?
16. Kakva je struktura šećera sa kojim pijemo čaj? Koja još tri sinonima za ovu supstancu znate?
17. Zašto se mast u mlijeku ne skuplja na površini, već je u suspenziji?
18. Kolika je masa DNK u jezgru somatskih i zametnih ćelija?
19. Koliko ATP-a potroši osoba dnevno?
20. Od kojih proteina ljudi prave odjeću?
Primarna struktura ribonukleaze pankreasa (124 aminokiseline)
II. Zadaća.
Nastavite sa pripremama za test i test u rubrici "Hemijska organizacija života".
Lekcija 21
I. Izvođenje usmenog testa na pitanja
1. Elementarni sastav ćelije.
2. Karakteristike organogenih elemenata.
3. Struktura molekula vode. Vodikova veza i njen značaj u "hemiji" života.
4. Svojstva i biološke funkcije vode.
5. Hidrofilne i hidrofobne supstance.
6. Kationi i njihov biološki značaj.
7. Anjoni i njihov biološki značaj.
8. Polimeri. biološki polimeri. Razlike između periodičnih i neperiodičnih polimera.
9. Osobine lipida, njihove biološke funkcije.
10. Grupe ugljikohidrata koje se razlikuju po strukturnim karakteristikama.
11. Biološke funkcije ugljikohidrata.
12. Elementarni sastav proteina. Amino kiseline. Formiranje peptida.
13. Primarne, sekundarne, tercijarne i kvartarne strukture proteina.
14. Biološka funkcija proteina.
15. Razlike između enzima i nebioloških katalizatora.
16. Struktura enzima. Koenzimi.
17. Mehanizam djelovanja enzima.
18. Nukleinske kiseline. Nukleotidi i njihova struktura. Formiranje polinukleotida.
19. Pravila E.Chargaffa. Princip komplementarnosti.
20. Formiranje dvolančane DNK molekule i njena spiralizacija.
21. Klase stanične RNK i njihove funkcije.
22. Razlike između DNK i RNK.
23. Replikacija DNK. Transkripcija.
24. Struktura i biološka uloga ATP-a.
25. Stvaranje ATP-a u ćeliji.
II. Zadaća
Nastavite sa pripremama za test u rubrici "Hemijska organizacija života".
Lekcija 22
I. Sprovođenje pismenog testa
Opcija 1
1. Postoje tri vrste aminokiselina - A, B, C. Koliko se varijanti polipeptidnih lanaca koji se sastoje od pet aminokiselina može izgraditi. Navedite ove opcije. Hoće li ovi polipeptidi imati ista svojstva? Zašto?
2. Sva živa bića se uglavnom sastoje od jedinjenja ugljenika, a silicijum, analog ugljenika, čiji je sadržaj u zemljinoj kori 300 puta veći od ugljenika, nalazi se samo u vrlo malo organizama. Objasnite ovu činjenicu u smislu strukture i svojstava atoma ovih elemenata.
3. ATP molekuli označeni radioaktivnim 32P na posljednjem, trećem ostatku fosforne kiseline uvedeni su u jednu ćeliju, a molekuli ATP označeni sa 32P na prvom ostatku najbližem ribozi uvedeni su u drugu ćeliju. Nakon 5 minuta, u obje ćelije mjeren je sadržaj neorganskog fosfatnog jona označenog sa 32P. Gdje će biti znatno veći?
4. Istraživanja su pokazala da je 34% od ukupnog broja nukleotida ove mRNA gvanin, 18% uracil, 28% citozin, a 20% adenin. Odredite procentualni sastav azotnih baza dvolančane DNK, od kojih je određena mRNA sastavljena.
Opcija 2
1. Masti predstavljaju "prvu rezervu" u energetskom metabolizmu i koriste se kada je rezerva ugljikohidrata iscrpljena. Međutim, u skeletnim mišićima, u prisustvu glukoze i masnih kiselina, ove posljednje se koriste u većoj mjeri. Proteini kao izvor energije uvijek se koriste samo kao posljednje sredstvo, kada tijelo gladuje. Objasnite ove činjenice.
2. Joni teških metala (živa, olovo, itd.) i arsena lako se vezuju sulfidnim grupama proteina. Poznavajući svojstva sulfida ovih metala, objasnite šta se dešava sa proteinima kada se kombinuju sa ovim metalima. Zašto su teški metali otrovni za organizam?
3. U reakciji oksidacije supstance A u supstancu B oslobađa se 60 kJ energije. Koliko se ATP molekula može maksimalno sintetizirati u ovoj reakciji? Kako će se iskoristiti ostatak energije?
4. Istraživanja su pokazala da je 27% od ukupnog broja nukleotida ove mRNA gvanin, 15% uracil, 18% citozin, a 40% adenin. Odredite procentualni sastav azotnih baza dvolančane DNK, od kojih je određena mRNA sastavljena.
Nastavlja se
19. Funkcije ćelijskih mitohondrija. ATP i njegova uloga u stanici.
Glavni izvor energije za ćeliju su hranjive tvari: ugljikohidrati, masti i proteini, koji se oksidiraju uz pomoć kisika. Gotovo svi ugljikohidrati, prije nego što stignu u ćelije tijela, pretvaraju se u glukozu zbog rada gastrointestinalnog trakta i jetre. Uz ugljikohidrate, proteini se također razlažu - do aminokiselina i lipida - do masnih kiselina. U ćeliji se hranjive tvari oksidiraju pod utjecajem kisika i uz sudjelovanje enzima koji kontroliraju reakcije oslobađanja energije i njeno korištenje. Gotovo sve oksidativne reakcije odvijaju se u mitohondrijima, a oslobođena energija se pohranjuje u obliku makroergijskog jedinjenja – ATP. U budućnosti će se ATP, a ne nutrijenti, koristiti za obezbjeđivanje energije za unutarćelijske metaboličke procese.
ATP molekul sadrži: (1) dušičnu bazu adenin; (2) pentoza ugljikohidrat riboza, (3) tri ostatka fosforne kiseline. Posljednja dva fosfata su povezana jedan s drugim i sa ostatkom molekula makroergijskim fosfatnim vezama, označenim simbolom ~ u ATP formuli. U zavisnosti od fizičkih i hemijskih uslova karakterističnih za telo, energija svake takve veze je 12.000 kalorija po 1 molu ATP-a, što je višestruko više od energije obične hemijske veze, zbog čega se fosfatne veze nazivaju makroergijskim. Štaviše, ove veze se lako razaraju, osiguravajući unutarćelijske procese energijom čim se ukaže potreba.
Kada se energija oslobodi, ATP donira fosfatnu grupu i pretvara se u adenozin difosfat. Oslobođena energija se koristi za gotovo sve stanične procese, na primjer, u reakcijama biosinteze i tijekom mišićne kontrakcije.
Dopuna rezervi ATP-a se dešava rekombinacijom ADP-a sa ostatkom fosforne kiseline zahvaljujući energiji nutrijenata. Ovaj proces se ponavlja iznova i iznova. ATP se stalno troši i akumulira, zbog čega se naziva energetskom valutom ćelije. Vrijeme obrtanja ATP-a je samo nekoliko minuta.
Uloga mitohondrija u hemijskim reakcijama stvaranja ATP-a. Kada glukoza uđe u ćeliju, pod djelovanjem citoplazmatskih enzima pretvara se u pirogrožđanu kiselinu (ovaj proces se naziva glikoliza). Energija oslobođena u ovom procesu koristi se za pretvaranje male količine ADP u ATP, manje od 5% ukupnih rezervi energije.
Sinteza ATP-a se 95% odvija u mitohondrijima. Pirogrožđana kiselina, masne kiseline i aminokiseline, formirane od ugljikohidrata, masti i proteina, na kraju se pretvaraju u mitohondrijskom matriksu u spoj pod nazivom acetil-CoA. Ovaj spoj, zauzvrat, ulazi u niz enzimskih reakcija, zajednički poznatih kao ciklus trikarboksilne kiseline ili Krebsov ciklus, kako bi se oslobodio svoje energije. U ciklusu trikarboksilne kiseline, acetil-CoA se razlaže na atome vodika i molekule ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid se uklanja iz mitohondrija, zatim iz ćelije difuzijom i izlučuje iz tijela kroz pluća.
Atomi vodika su hemijski veoma aktivni i stoga odmah reaguju sa kiseonikom koji difunduje u mitohondrije. Velika količina energije koja se oslobađa u ovoj reakciji koristi se za pretvaranje mnogih ADP molekula u ATP. Ove reakcije su prilično složene i zahtijevaju sudjelovanje ogromnog broja enzima koji čine mitohondrijske kriste. U početnoj fazi, elektron se odvaja od atoma vodika, a atom se pretvara u vodikov ion. Proces se završava dodavanjem vodikovih jona kisiku. Kao rezultat ove reakcije nastaje voda i velika količina energije koja je neophodna za rad ATP sintetaze, velikog globularnog proteina koji djeluje kao tuberkuli na površini mitohondrijskih krista. Pod dejstvom ovog enzima, koji koristi energiju vodonikovih jona, ADP se pretvara u ATP. Novi ATP molekuli se šalju iz mitohondrija u sve dijelove ćelije, uključujući jezgro, gdje se energija ovog spoja koristi za pružanje različitih funkcija. Ovaj proces sinteze ATP-a općenito se naziva hemiosmotički mehanizam stvaranja ATP-a.
Energija mišićne aktivnosti
Kao što je već spomenuto, obje faze mišićne aktivnosti - kontrakcija i opuštanje - odvijaju se uz obavezno korištenje energije koja se oslobađa tokom hidrolize ATP-a.
Međutim, rezerve ATP-a u mišićnim ćelijama su neznatne (u mirovanju je koncentracija ATP-a u mišićima oko 5 mmol/l), a dovoljne su za rad mišića 1-2 s. Stoga, kako bi se osigurala duža mišićna aktivnost u mišićima, mora doći do obnavljanja rezervi ATP-a. Stvaranje ATP-a u mišićnim ćelijama direktno tokom fizičkog rada naziva se ATP resinteza i dolazi sa potrošnjom energije.
Dakle, tokom funkcionisanja mišića u njima se istovremeno odvijaju dva procesa: hidroliza ATP-a, koji obezbeđuje potrebnu energiju za kontrakciju i opuštanje, i resinteza ATP-a, koja nadoknađuje gubitak ove supstance. Ako se samo hemijska energija ATP-a koristi za obezbeđivanje mišićne kontrakcije i opuštanja, onda je hemijska energija širokog spektra jedinjenja pogodna za resintezu ATP-a: ugljenih hidrata, masti, aminokiselina i kreatin fosfata.
Struktura i biološka uloga ATP-a
Adenozin trifosfat (ATP) je nukleotid. Molekul ATP (adenozin trifosforna kiselina) sastoji se od azotne baze adenina, petougljičnog šećera riboze i tri ostatka fosforne kiseline međusobno povezanih makroergijskom vezom. Prilikom njegove hidrolize oslobađa se velika količina energije. ATP je glavni makroerg ćelije, akumulator energije u obliku energije visokoenergetskih hemijskih veza.
U fiziološkim uslovima, odnosno u uslovima koji postoje u živoj ćeliji, cepanje mola ATP-a (506 g) je praćeno oslobađanjem 12 kcal, odnosno 50 kJ energije.
Načini stvaranja ATP-a
Aerobna oksidacija (tkivno disanje)
Sinonimi: oksidativna fosforilacija, respiratorna fosforilacija, aerobna fosforilacija.
Ovaj put se odvija u mitohondrijima.
Ciklus trikarboksilne kiseline prvi je otkrio engleski biohemičar G. Krebs (slika 4).
Prvu reakciju katalizira enzim citrat sintaza, u kojoj se acetilna grupa acetil-CoA kondenzira s oksaloacetatom i formira limunsku kiselinu. Očigledno, u ovoj reakciji, citril-CoA vezan za enzim nastaje kao intermedijer. Zatim se potonji spontano i nepovratno hidrolizira da nastane citrat i HS-CoA.
Kao rezultat druge reakcije, rezultirajuća limunska kiselina podliježe dehidraciji sa stvaranjem cis-akonitne kiseline, koja spajanjem molekule vode prelazi u izocitratnu kiselinu (izocitrat). Ove reverzibilne reakcije hidratacije-dehidracije katalizira enzim akonitat hidrataza (akonitaza). Kao rezultat, dolazi do međusobnog pomicanja H i OH u molekulu citrata.
Rice. 4. Ciklus trikarboksilne kiseline (Krebsov ciklus)
Čini se da treća reakcija ograničava brzinu Krebsovog ciklusa. Izocitratna kiselina se dehidrogenira u prisustvu NAD-zavisne izocitrat dehidrogenaze. Tokom reakcije izocitrat dehidrogenaze, izocitratna kiselina se istovremeno dekarboksilira. NAD-ovisna izocitrat dehidrogenaza je alosterični enzim koji zahtijeva ADP kao specifični aktivator. Osim toga, enzimu su potrebni ili joni da ispolji svoju aktivnost.
Tokom četvrte reakcije, α-ketoglutarna kiselina se oksidativno dekarboksilira da bi se formiralo visokoenergetsko jedinjenje sukcinil-CoA. Mehanizam ove reakcije je sličan reakciji oksidativne dekarboksilacije piruvata u acetil-CoA; Kompleks α-ketoglutarat dehidrogenaze po svojoj strukturi podsjeća na kompleks piruvat dehidrogenaze. I u jednom i u drugom slučaju u reakciji učestvuje 5 koenzima: TPP, amid lipoične kiseline, HS-CoA, FAD i NAD+.
Petu reakciju katalizira enzim sukcinil-CoA sintetaza. Tokom ove reakcije, sukcinil-CoA, uz učešće GTP-a i anorganskog fosfata, pretvara se u jantarnu kiselinu (sukcinat). U isto vrijeme dolazi do stvaranja visokoenergetske fosfatne veze GTP-a zbog visokoenergetske tioeterske veze sukcinil-CoA.
Kao rezultat šeste reakcije, sukcinat se dehidrogenira u fumarnu kiselinu. Oksidaciju sukcinata katalizira sukcinat dehidrogenaza,
u čijem je molekulu koenzim FAD čvrsto (kovalentno) vezan za protein. Zauzvrat, sukcinat dehidrogenaza je čvrsto vezana za unutrašnju mitohondrijalnu membranu.
Sedma reakcija se odvija pod uticajem enzima fumarat hidrataze (fumaraze). Dobivena fumarna kiselina je hidratizirana, produkt reakcije je jabučna kiselina (malat).
Konačno, tokom osme reakcije ciklusa trikarboksilne kiseline, L-malat se oksidira u oksaloacetat pod uticajem mitohondrijalne NAD zavisne malat dehidrogenaze.
Tokom jednog ciklusa, tokom oksidacije jednog molekula acetil-CoA u Krebsovom ciklusu i sistemu oksidativne fosforilacije, može nastati 12 molekula ATP.
Anaerobna oksidacija
Sinonimi: fosforilacija supstrata, anaerobna ATP sinteza. Ulazi u citoplazmu, otcijepljeni vodonik je vezan za neku drugu supstancu. Ovisno o supstratu, razlikuju se dva puta anaerobne resinteze ATP-a: kreatin fosfat (kreatin kinaza, alaktat) i glikolitički (glikoliza, laktat). U prvom slučaju, supstrat je kreatin fosfat, u drugom - glukoza.
Ovi putevi se odvijaju bez učešća kiseonika.
Sudeći po gore navedenom, potrebna je ogromna količina ATP-a. U skeletnim mišićima, tokom njihovog prijelaza iz stanja mirovanja u kontraktilnu aktivnost - 20 puta (ili čak nekoliko stotina puta) brzina cijepanja ATP-a naglo raste istovremeno.
Kako god, ATP se skladišti u mišićima su relativno beznačajni (oko 0,75% njegove mase) i mogu trajati samo 2-3 sekunde intenzivnog rada.
Fig.15. Adenozin trifosfat (ATP, ATP). Molarna masa 507,18g/mol
To je zato što je ATP veliki, teški molekul ( sl.15). ATP je nukleotid formiran od azotne baze adenina, petougljičnog šećera riboze i tri ostatka fosforne kiseline. Fosfatne grupe u molekulu ATP-a međusobno su povezane visokoenergetskim (makroergijskim) vezama. Izračunato je da ako je tijelo sadržavalo količina ATP-a dovoljno za upotrebu u u roku od jednog dana, tada bi težina osobe, čak i koja vodi sjedilački način života, bila povećana 75% više.
Da bi se održala trajna kontrakcija, molekuli ATP-a se moraju formirati tokom metabolizma istom brzinom kojom se razgrađuju tokom kontrakcije. Stoga je ATP jedna od najčešće ažuriranih supstanci, pa je kod ljudi životni vijek jedne molekule ATP-a manji od 1 minute. Tokom dana jedan molekul ATP-a prođe u prosjeku 2000-3000 ciklusa resinteze (ljudsko tijelo sintetiše oko 40 kg ATP-a dnevno, ali ga u svakom trenutku sadrži oko 250 g), odnosno praktično nema rezerve ATP-a. u tijelu, a za normalan život potrebno je stalno sintetizirati nove molekule ATP-a.
Dakle, da bi se aktivnost mišićnog tkiva održala na određenom nivou, potrebna je brza resinteza ATP-a istom brzinom kojom se troši.To se dešava u procesu reposforilacije, kada se ADP i fosfati kombinuju.
ATP sinteza - ADP fosforilacija
U tijelu se ATP formira iz ADP-a i neorganskog fosfata zbog energije koja se oslobađa pri oksidaciji organskih tvari iu procesu fotosinteze. Ovaj proces se zove fosforilacija. U tom slučaju mora se potrošiti najmanje 40 kJ/mol energije, koja se akumulira u makroergijskim vezama:
ADP + H 3 PO 4 + energije→ ATP + H 2 O
Fosforilacija ADP
Supstratna fosforilacija ATP-a Oksidativna fosforilacija ATP-a
Fosforilacija ADP je moguća na dva načina: fosforilacija supstrata i oksidativna fosforilacija (koristeći energiju oksidirajućih supstanci). Većina ATP-a se formira na mitohondrijskim membranama tokom oksidativne fosforilacije pomoću H-zavisne ATP sintaze.
Reakcije fosforilacije ADP i naknadna upotreba ATP-a kao izvora energije formiraju ciklični proces koji je suština energetskog metabolizma.
Postoje tri načina na koje se ATP stvara tokom kontrakcije mišićnih vlakana.
Tri glavna puta za resintezu ATP-a:
1 - sistem kreatin fosfata (CP).
2 - glikoliza
3 - oksidativna fosforilacija
Kreatin fosfat (CP) sistem -
Fosforilacija ADP prijenosom fosfatne grupe iz kreatin fosfat
Anaerobna kreatin fosfatna resinteza ATP-a.
Fig.16. kreatin fosfat ( CF) Sistem resinteze ATP-a u tijelu
Za održavanje aktivnosti mišićnog tkiva na određenom nivou potrebna je brza resinteza ATP-a. To se događa u procesu refosforilacije, kada se ADP i fosfati kombinuju. Najdostupnija tvar koja se koristi za resintezu ATP-a je prvenstveno kreatin fosfat ( sl.16), lako prenosi svoju fosfatnu grupu na ADP:
CrF + ADP → Kreatin + ATP
CRF je spoj tvari koja sadrži dušik kreatinin sa fosfornom kiselinom. Njegova koncentracija u mišićima je otprilike 2-3%, odnosno 3-4 puta veća od ATP-a. Umjereno (za 20-40%) smanjenje sadržaja ATP-a odmah dovodi do upotrebe CRF-a. Međutim, pri maksimalnom radu, rezerve kreatin fosfata se također brzo iscrpljuju. Kroz ADP fosforilaciju kreatin fosfat osigurano je vrlo brzo stvaranje ATP-a na samom početku kontrakcije.
Tokom perioda odmora, koncentracija kreatin fosfata u mišićnom vlaknu raste na nivo približno pet puta veći od sadržaja ATP-a. Na početku kontrakcije, kada koncentracija ATP-a počinje da opada, a koncentracija ADP-a počinje da raste zbog cijepanja ATP-a djelovanjem miozin ATPaze, reakcija se pomjera prema stvaranju ATP-a zbog kreatin fosfata. U ovom slučaju se energetski prijelaz događa tako velikom brzinom da se na početku kontrakcije koncentracija ATP-a u mišićnom vlaknu malo mijenja, dok koncentracija kreatin fosfata brzo opada.
Iako se ATP formira iz kreatin fosfata vrlo brzo, kroz jednu enzimsku reakciju (slika 16), količina ATP-a je ograničena početnom koncentracijom kreatin fosfata u ćeliji. Da bi kontrakcija mišića trajala duže od nekoliko sekundi, moraju biti uključena druga dva izvora stvaranja ATP-a. Nakon početka kontrakcije osigurane upotrebom kreatin fosfata, aktiviraju se sporiji, multienzimski putevi oksidativne fosforilacije i glikolize, zbog čega se brzina stvaranja ATP-a povećava do nivoa koji odgovara brzini cijepanja ATP-a.
Koji je najbrži sistem za sintezu ATP-a?
CP (kreatin fosfat) sistem je najbrži sistem za resintezu ATP-a u tijelu, jer uključuje samo jednu enzimsku reakciju. Obavlja prijenos visokoenergetskog fosfata direktno sa CP na ADP uz formiranje ATP-a. Međutim, sposobnost ovog sistema da ponovo sintetiše ATP je ograničena, pošto su CP rezerve u ćeliji male. Pošto ovaj sistem ne koristi kiseonik za sintezu ATP-a, smatra se anaerobnim izvorom ATP-a.
Koliko je CF pohranjeno u tijelu?
Ukupne rezerve CF i ATP u organizmu bile bi dovoljne za manje od 6 sekundi intenzivne fizičke aktivnosti.
Koja je prednost anaerobne proizvodnje ATP-a korištenjem CF?
CF/ATP sistem se koristi tokom kratkotrajnog intenzivnog vježbanja. Nalazi se na glavama molekula miozina, odnosno direktno na mjestu potrošnje energije. CF/ATF sistem se koristi kada osoba pravi brze pokrete, poput brzog penjanja na planinu, izvođenja visokih skokova, trčanja stotinjak metara, brzog ustajanja iz kreveta, bježanja od pčele ili skakanja s kamiona prilikom prelaska. ulica.
glikoliza
Fosforilacija ADP u citoplazmi
Razgradnja glikogena i glukoze u anaerobnim uslovima da nastane mlečna kiselina i ATP.
Za vraćanje ATP-a kako bi se nastavila intenzivna mišićna aktivnost proces uključuje sljedeći izvor proizvodnje energije - enzimsku razgradnju ugljikohidrata u uvjetima bez kisika (anaerobnim).
Fig.17. Opća shema glikolize
Proces glikolize je shematski predstavljen na sljedeći način (str je.17).
Pojava slobodnih fosfatnih grupa tokom glikolize omogućava ponovnu sintezu ATP-a iz ADP-a. Međutim, osim ATP-a, formiraju se i dva molekula mliječne kiseline.
Proces glikoliza je sporija u poređenju sa resintezom ATP kreatin fosfata. Trajanje mišićnog rada u anaerobnim (bez kisika) uvjetima je ograničeno zbog iscrpljivanja rezervi glikogena ili glukoze i zbog nakupljanja mliječne kiseline.
Proizvodi se anaerobna energija glikolizom neekonomičan sa velikom potrošnjom glikogena, budući da se koristi samo dio energije sadržane u njemu (mliječna kiselina se ne koristi u glikolizi, iako sadrži značajnu količinu energije).
Naravno, već u ovoj fazi, dio mliječne kiseline oksidira se određenom količinom kisika u ugljični dioksid i vodu:
S3N6O3 + 3O2 = 3SO2 + 3N2O 41
Dobivena energija ide u resintezu ugljikohidrata iz drugih dijelova mliječne kiseline. Međutim, ograničena količina kiseonika tokom veoma intenzivne fizičke aktivnosti nije dovoljna da podrži reakcije koje imaju za cilj konverziju mliječne kiseline i resintezu ugljikohidrata.
Odakle dolazi ATP za fizičku aktivnost koja traje duže od 6 sekundi?
At glikoliza ATP nastaje bez upotrebe kiseonika (anaerobno). Glikoliza se javlja u citoplazmi mišićne ćelije. U procesu glikolize, ugljikohidrati se oksidiraju u piruvat ili laktat i oslobađaju se 2 molekule ATP-a (3 molekule ako računanje započnete s glikogenom). Tokom glikolize, ATP se sintetiše brzo, ali sporije nego u sistemu CF.
Šta je krajnji proizvod glikolize - piruvat ili laktat?
Kada se glikoliza odvija sporo i mitohondrije adekvatno prihvataju redukovani NADH, krajnji proizvod glikolize je piruvat. Piruvat se pretvara u acetil-CoA (reakcija koja zahtijeva NAD) i prolazi kroz potpunu oksidaciju u Krebsovom i CPE ciklusu. Kada mitohondrije ne mogu osigurati adekvatnu oksidaciju piruvata ili regeneraciju akceptora elektrona (NAD ili FADH), piruvat se pretvara u laktat. Konverzija piruvata u laktat smanjuje koncentraciju piruvata, što sprječava da krajnji produkti inhibiraju reakciju, a glikoliza se nastavlja.
Kada je laktat glavni krajnji proizvod glikolize?
Laktat nastaje kada mitohondrije ne mogu adekvatno oksidirati piruvat ili regenerirati dovoljno akceptora elektrona. Ovo se dešava pri niskoj enzimskoj aktivnosti mitohondrija, sa nedovoljnim snabdevanjem kiseonikom, pri visokoj brzini glikolize. Općenito, stvaranje laktata je povećano tijekom hipoksije, ishemije, krvarenja, nakon unosa ugljikohidrata, visoke koncentracije glikogena u mišićima i hipertermije uzrokovane vježbanjem.
Na koje druge načine se piruvat može metabolizirati?
Tokom vježbanja ili niskokalorične dijete, piruvat se pretvara u neesencijalnu aminokiselinu alanin. Sintetiziran u skeletnim mišićima, alanin protokom krvi ulazi u jetru, gdje se pretvara u piruvat. Piruvat se zatim pretvara u glukozu, koja ulazi u krvotok. Ovaj proces je sličan Cori ciklusu i naziva se alaninski ciklus.
U ćelijama svih organizama nalaze se molekuli ATP-a – adenozin trifosforna kiselina. ATP je univerzalna ćelijska supstanca, čija molekula ima veze bogate energijom. Molekul ATP je jedna vrsta nukleotida, koji se, kao i ostali nukleotidi, sastoji od tri komponente: azotne baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jednog sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline (Sl. 12). Veze označene na slici ikonom su bogate energijom i nazivaju se makroergijskim. Svaki ATP molekul sadrži dvije makroergijske veze.
Kada se visokoenergetska veza prekine i uz pomoć enzima odcijepi jedan molekul fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, a ATP se pretvara u ADP – adenozin difosfornu kiselinu. Uz eliminaciju još jednog molekula fosforne kiseline, oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP - adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, odnosno AMP se može pretvoriti u ADP, ADP u ATP.
Molekuli ATP-a se ne samo razgrađuju, već se i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u ćeliji relativno konstantan. Značaj ATP-a u životu ćelije je ogroman. Ove molekule imaju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu neophodnom za obezbeđivanje vitalne aktivnosti ćelije i organizma u celini.
Molekul RNK je, po pravilu, jedan lanac koji se sastoji od četiri vrste nukleotida - A, U, G, C. Poznata su tri glavna tipa RNK: mRNA, rRNA, tRNA. Sadržaj RNK molekula u ćeliji nije konstantan, oni su uključeni u biosintezu proteina. ATP je univerzalna energetska supstanca ćelije, u kojoj postoje energetski bogate veze. ATP igra centralnu ulogu u razmjeni energije u ćeliji. RNK i ATP se nalaze i u jezgru i u citoplazmi ćelije.
Svaka ćelija, kao i svaki živi sistem, ima sposobnost da održava svoj sastav i sva svojstva na relativno konstantnom nivou. Na primjer, sadržaj ATP-a u ćelijama je oko 0,04% i ta vrijednost se postojano održava, uprkos činjenici da se ATP u ćeliji stalno troši tokom života. Drugi primjer: reakcija ćelijskog sadržaja je blago alkalna i ta reakcija se stabilno održava, uprkos činjenici da se kiseline i baze neprestano stvaraju u procesu metabolizma. Ne samo da se hemijski sastav ćelije, već i njena druga svojstva čvrsto održavaju na određenom nivou. Visoka stabilnost živih sistema ne može se objasniti svojstvima materijala od kojih su izgrađeni, jer proteini, masti i ugljeni hidrati imaju malu stabilnost. Stabilnost živih sistema je aktivna, nastaje zbog složenih procesa koordinacije i regulacije.
Razmotrite, na primjer, kako se održava konstantnost sadržaja ATP-a u ćeliji. Kao što znamo, ćelija troši ATP kada obavlja bilo kakvu aktivnost. Sinteza ATP-a nastaje kao rezultat procesa bez kisika i razgradnje glukoze kisikom. Očigledno je da se konstantnost sadržaja ATP-a postiže preciznom ravnotežom oba procesa - potrošnje ATP-a i njegove sinteze: čim se sadržaj ATP-a u ćeliji smanji, odmah se uključuju procesi bez kisika i razgradnje glukoze kisikom. , tokom kojeg se sintetiše ATP i povećava se sadržaj ATP-a u ćeliji. Kada nivo ATP-a dostigne normu, sinteza ATP-a se usporava.
U njoj se automatski uključuju i isključuju procesi koji osiguravaju održavanje normalnog sastava ćelije. Takva regulacija se naziva samoregulacija ili autoregulacija.
Osnova za regulaciju aktivnosti ćelije su informacioni procesi, odnosno procesi u kojima se putem signala ostvaruje komunikacija između pojedinih karika sistema. Signal je promjena koja se javlja u nekom dijelu sistema. Kao odgovor na signal, pokreće se proces usljed kojeg se eliminiše promjena koja je nastala. Kada se vrati normalno stanje sistema - ovo služi kao novi signal za zaustavljanje procesa.
Kako funkcioniše ćelijski signalni sistem, kako obezbeđuje procese autoregulacije u njemu?
Prijem signala unutar ćelije obavljaju njeni enzimi. Enzimi, kao i većina proteina, imaju nestabilnu strukturu. Pod uticajem niza faktora, uključujući i mnoge hemijske agense, dolazi do poremećaja strukture enzima i gubitka njegove katalitičke aktivnosti. Ova promjena je u pravilu reverzibilna, odnosno nakon uklanjanja aktivnog faktora struktura enzima se vraća u normalu i obnavlja se njegova katalitička funkcija.
Mehanizam ćelijske autoregulacije temelji se na činjenici da je supstanca čiji je sadržaj reguliran sposobna za specifičnu interakciju s enzimom koji je stvara. Kao rezultat ove interakcije, struktura enzima se deformiše i gubi se njegova katalitička aktivnost.
Mehanizam autoregulacije ćelije funkcioniše na sledeći način. Već znamo da hemikalije proizvedene u ćeliji obično nastaju iz nekoliko uzastopnih enzimskih reakcija. Zapamtite procese razgradnje glukoze bez i bez kisika. Svaki od ovih procesa je duga serija - najmanje desetak uzastopnih reakcija. Sasvim je očigledno da je za regulisanje ovakvih multinomskih procesa dovoljno isključiti bilo koju vezu. Dovoljno je isključiti barem jednu reakciju - i cijela linija će stati. Na taj način se vrši regulacija sadržaja ATP-a u ćeliji. Dok ćelija miruje, sadržaj ATP-a u njoj je oko 0,04%. Pri tako visokoj koncentraciji ATP-a, on reagira s jednim od enzima bez razgradnje kisika glukoze. Kao rezultat ove reakcije, svi molekuli ovog enzima su lišeni aktivnosti, a transportne linije bez kisika i kisikovih procesa su neaktivne. Ako se zbog bilo koje aktivnosti stanice smanji koncentracija ATP-a u njoj, tada se obnavlja struktura i funkcija enzima i bez kisika i kisika pokreću procesi. Kao rezultat toga, ATP se proizvodi, njegova koncentracija se povećava. Kada dostigne normu (0,04%), transporter bez procesa kiseonika i kiseonika se automatski isključuje.
2241-2250
2241. Geografska izolacija dovodi do specijacije, jer u populacijama izvorne vrste
A) divergenciju
B) konvergencija
B) aromorfoza
D) degeneracija
2242. Neobnovljivi prirodni resursi biosfere uključuju
A) naslage kreča
B) tropske šume
B) pijesak i glina
D) ugalj
2243. Kolika je vjerovatnoća ispoljavanja recesivnog svojstva u fenotipu kod potomaka prve generacije, ako oba roditelja imaju Aa genotip?
A) 0%
B) 25%
C) 50%
D) 75%
Sažetak
2244. Energetski bogate veze između ostataka fosforne kiseline prisutne su u molekulu
A) vjeverica
B) ATP
B) mRNA
D) DNK
2245. Po čemu je životinja prikazana na slici svrstana u klasu insekata?
A) tri para nogu za hodanje
B) dva jednostavna oka
c) jedan par prozirnih krila
D) rasparčavanje tijela na glavu i trbuh
Sažetak
2246. Zigota, za razliku od gamete, nastaje kao rezultat
A) đubrenje
B) partenogeneza
B) spermatogeneza
D) I podjela mejoze
2247. Neplodni hibridi u biljkama nastaju kao rezultat
A) intraspecifično ukrštanje
B) poliploidizacija
B) udaljena hibridizacija
D) analiziranje ukrštanja
Koliko ATP-a ima u tijelu?
2249. Kod Rh negativnih osoba, u poređenju sa Rh pozitivnim, krvni eritrociti se razlikuju po sastavu
A) lipidi
B) ugljeni hidrati
B) minerali
D) proteini
2250. Kada se unište ćelije temporalnog režnja moždane kore, osoba
A) dobija iskrivljenu ideju o obliku predmeta
B) ne pravi razliku između jačine i visine zvuka
B) gubi koordinaciju
D) ne razlikuje vizuelne signale
© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018
detektor za blokiranje oglasa
1. Koje riječi nedostaju u rečenici i koje su zamijenjene slovima (a-g)?
"Sastav ATP molekula uključuje dušičnu bazu (a), monosaharid sa pet ugljika (b) i (c) ostatak (d) kiseline."
Sljedeće riječi zamjenjuju se slovima: a - adenin, b - riboza, c - tri, d - fosfor.
2. Uporedite strukturu ATP-a i strukturu nukleotida. Pronađite sličnosti i razlike.
U stvari, ATP je derivat adenil nukleotida RNK (adenozin monofosfat, ili AMP). Sastav molekula obje tvari uključuje dušičnu bazu adenin i petougljični šećer ribozu. Razlike su zbog činjenice da u sastavu adenil nukleotida RNK (kao i u sastavu bilo kojeg drugog nukleotida) postoji samo jedan ostatak fosforne kiseline, a nema makroergijskih (visokoenergetskih) veza. Molekul ATP-a sadrži tri ostatka fosforne kiseline, između kojih postoje dvije makroergijske veze, pa ATP može djelovati kao akumulator i nosilac energije.
3. Šta je proces hidrolize ATP-a?
ATP: energetska valuta
ATP sinteza? Koja je biološka uloga ATP-a?
U procesu hidrolize, jedan ostatak fosforne kiseline se odvaja od ATP molekula (defosforilacija). U tom slučaju se prekida makroergijska veza, oslobađa se 40 kJ/mol energije i ATP se pretvara u ADP (adenozin difosforna kiselina):
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ
ADP se može podvrgnuti daljoj hidrolizi (što se retko dešava) uz eliminaciju druge fosfatne grupe i oslobađanje drugog "porcija" energije. U ovom slučaju, ADP se pretvara u AMP (adenozin monofosforna kiselina):
ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ
Sinteza ATP-a nastaje kao rezultat dodavanja ostatka fosforne kiseline molekuli ADP (fosforilacija). Ovaj proces se odvija uglavnom u mitohondrijima i hloroplastima, dijelom u hijaloplazmi stanica. Za stvaranje 1 mol ATP-a iz ADP-a potrebno je utrošiti najmanje 40 kJ energije:
ADP + H3PO4 + 40 kJ → ATP + H2O
ATP je univerzalno skladište (akumulator) i nosilac energije u ćelijama živih organizama. U skoro svim biohemijskim procesima koji se odvijaju u ćelijama sa troškovima energije, ATP se koristi kao snabdevač energijom. Zahvaljujući energiji ATP-a sintetiziraju se nove molekule proteina, ugljikohidrata, lipida, vrši se aktivan transport tvari, kretanje flagela i cilija, dolazi do diobe stanica, rade mišići, stalna je tjelesna temperatura toplokrvnih životinja. održavana itd.
4. Koje veze se nazivaju makroergijskim? Koje funkcije mogu obavljati tvari koje sadrže makroergijske veze?
Makroergijske veze nazivaju se veze, pri čijem se kidanju oslobađa velika količina energije (na primjer, prekid svake ATP makroergijske veze prati oslobađanje 40 kJ/mol energije). Supstance koje sadrže makroergijske veze mogu poslužiti kao akumulatori, nosioci i dobavljači energije za različite životne procese.
5. Opšta formula ATP-a je S10H16N5O13P3. Hidrolizom 1 mol ATP-a u ADP oslobađa se 40 kJ energije. Koliko energije se oslobađa prilikom hidrolize 1 kg ATP-a?
● Izračunajte molarnu masu ATP-a:
M (S10H16N5O13P3) = 12 × 10 + 1 × 16 + 14 × 5 + 16 × 13 + 31 × 3 = 507 g/mol.
● Hidrolizom 507 g ATP-a (1 mol) oslobađa se 40 kJ energije.
To znači da će se tokom hidrolize 1000 g ATP-a osloboditi: 1000 g × 40 kJ: 507 g ≈ 78,9 kJ.
Odgovor: tokom hidrolize 1 kg ATP-a u ADP oslobodiće se oko 78,9 kJ energije.
6. ATP molekuli označeni radioaktivnim fosforom 32P na posljednjem (trećem) ostatku fosforne kiseline uvedeni su u jednu ćeliju, a molekuli ATP označeni sa 32P na prvom (najbližem ribozi) ostatku uvedeni su u drugu ćeliju. Nakon 5 minuta u obje ćelije mjeren je sadržaj neorganskog fosfatnog jona označenog sa 32P. Gdje je viši i zašto?
Posljednji (treći) ostatak fosforne kiseline se lako odcijepi tokom hidrolize ATP-a, dok se prvi (najbliži ribozi) ne odcjepi čak ni tokom dvostepene hidrolize ATP-a u AMP. Zbog toga će sadržaj radioaktivnog anorganskog fosfata biti veći u ćeliji u koju je uveden ATP, označen posljednjim (trećim) ostatkom fosforne kiseline.
Dashkov M.L.
Web stranica: dashkov.by
Molekul RNK, za razliku od DNK, obično je jedan lanac nukleotida, koji je mnogo kraći od DNK. Međutim, ukupna masa RNK u ćeliji je veća od mase DNK. Molekuli RNK nalaze se i u jezgru i u citoplazmi.
Poznata su tri glavna tipa RNK: informaciona, ili matrična, - mRNA; ribosomalne - rRNA, transportne - tRNA, koje se razlikuju po obliku, veličini i funkciji molekula. Njihova glavna funkcija je učešće u biosintezi proteina.
Vidite da se molekula RNK, kao i molekula DNK, sastoji od četiri tipa nukleotida, od kojih tri sadrže iste azotne baze kao i nukleotidi DNK (A, G, C). Međutim, umjesto dušične baze timina, sastav RNK uključuje još jednu dušičnu bazu - uracil (U). Dakle, sastav nukleotida molekula RNK uključuje azotne baze: A, G, C, U. Osim toga, umjesto ugljikohidratne deoksiriboze, RNK sadrži ribozu.
U ćelijama svih organizama nalaze se ATP molekuli - adenozin trifosforna kiselina. ATP je univerzalna ćelijska supstanca, čija molekula ima veze bogate energijom. ATP molekul je jedna vrsta nukleotida, koji se, kao i drugi nukleotidi, sastoji od tri komponente: azotne baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jednog sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline. Svaki ATP molekul sadrži dvije makroergijske veze.
Kada se prekine visokoenergetska veza i uz pomoć enzima odcijepi jedan molekul fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, a ATP se pretvara u ADP – adenozin difosfornu kiselinu. Uz eliminaciju još jednog molekula fosforne kiseline, oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP - adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, odnosno AMP se može pretvoriti u ADP, ADP u ATP.
ATP molekul - šta je to i koja je njegova uloga u tijelu
Molekuli ATP-a se ne samo razgrađuju, već se i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u ćeliji relativno konstantan. Značaj ATP-a u životu ćelije je ogroman. Ove molekule imaju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu neophodnom za obezbeđivanje vitalne aktivnosti ćelije i organizma u celini.
Dvije glave i šest nogu; četiri hodaju, a dvojica mirno leže
Samopoštovanje - šta je to: koncept, struktura, vrste i nivoi
Kasandrin put, ili Pasta Adventures Rat na Zemlji i pod zemljom