ATP fiziologija. ATP molekula - što je to i koja je njegova uloga u tijelu
Nastavak. Vidi br. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005.
Satovi biologije u nastavi prirodoslovlja
Napredno planiranje, 10. razred
Lekcija 19
Oprema: tablice opće biologije, dijagram strukture molekule ATP, dijagram odnosa između plastične i energetske razmjene.
I. Provjera znanja
Provođenje biološkog diktata "Organski spojevi žive tvari"
Nastavnik čita teze pod brojevima, učenici zapisuju u bilježnicu brojeve onih teza koje sadržajno odgovaraju njihovoj verziji.
Opcija 1 - proteini.
Opcija 2 - ugljikohidrati.
Opcija 3 - lipidi.
Opcija 4 - nukleinske kiseline.
1. U svom čistom obliku sastoje se samo od C, H, O atoma.
2. Osim atoma C, H, O, sadrže atome N i obično S.
3. Osim atoma C, H, O, sadrže atome N i P.
4. Imaju relativno malu molekulsku masu.
5. Molekulska težina može biti od tisuća do nekoliko desetaka i stotina tisuća daltona.
6. Najveći organski spojevi molekulske mase do nekoliko desetaka i stotina milijuna daltona.
7. Imaju različite molekularne težine – od vrlo male do vrlo visoke, ovisno o tome je li tvar monomer ili polimer.
8. Sastoje se od monosaharida.
9. Sastoje se od aminokiselina.
10. Sastoje se od nukleotida.
11. Oni su esteri viših masnih kiselina.
12. Osnovna strukturna jedinica: "dušikova baza - pentoza - ostatak fosforne kiseline".
13. Osnovna strukturna jedinica: "aminokiseline".
14. Osnovna strukturna jedinica: "monosaharid".
15. Osnovna strukturna jedinica: "glicerol-masna kiselina".
16. Molekule polimera građene su od istih monomera.
17. Molekule polimera građene su od sličnih, ali ne potpuno identičnih monomera.
18. Nisu polimeri.
19. Obavljaju gotovo isključivo energetske, građevinske i skladišne funkcije, u nekim slučajevima - zaštitne.
20. Uz energetsku i građevinsku, obavljaju katalitičku, signalnu, transportnu, motornu i zaštitnu funkciju;
21. Pohranjuju i prenose nasljedna svojstva stanice i tijela.
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 bjelančevina, nukleinskih kiselina, masti i ugljikohidrata, u živoj tvari sintetizira se i veliki broj drugih organskih spojeva. Među njima važnu ulogu u bioenergetici stanice ima adenozin trifosfat (ATP). ATP se nalazi u svim biljnim i životinjskim stanicama. U stanicama je adenozintrifosforna kiselina najčešće prisutna u obliku soli tzv adenozin trifosfati. Količina ATP-a varira i prosječno iznosi 0,04% (u stanici u prosjeku ima oko 1 milijardu molekula ATP-a). Najveća količina ATP-a nalazi se u skeletnim mišićima (0,2–0,5%).
Molekula ATP-a sastoji se od dušične baze - adenina, pentoze - riboze i tri ostatka fosforne kiseline, t.j. ATP je poseban adenil nukleotid. Za razliku od drugih nukleotida, ATP ne sadrži jedan, već tri ostatka fosforne kiseline. ATP se odnosi na makroergičke tvari - tvari koje sadrže veliku količinu energije u svojim vezama.
Prostorni model (A) i strukturna formula (B) molekule ATP
Iz sastava ATP-a pod djelovanjem enzima ATP-aze odcjepljuje se ostatak fosforne kiseline. ATP ima jaku tendenciju odvajanja svoje terminalne fosfatne skupine:
ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,
jer to dovodi do nestanka energetski nepovoljnog elektrostatskog odbijanja između susjednih negativnih naboja. Nastali fosfat se stabilizira stvaranjem energetski povoljnih vodikovih veza s vodom. Raspodjela naboja u sustavu ADP + Fn postaje stabilnija nego u ATP-u. Kao rezultat ove reakcije oslobađa se 30,5 kJ (kada se konvencionalna kovalentna veza prekine, oslobađa se 12 kJ).
Kako bi se naglasila visoka energetska "cijena" veze fosfor-kisik u ATP-u, uobičajeno je označavati je znakom ~ i zvati makroenergetska veza. Kada se odcijepi jedna molekula fosforne kiseline, ATP se pretvara u ADP (adenozin difosforna kiselina), a ako se odcijepe dvije molekule fosforne kiseline, tada se ATP pretvara u AMP (adenozin monofosforna kiselina). Cijepanje trećeg fosfata prati oslobađanje samo 13,8 kJ, tako da u molekuli ATP postoje samo dvije makroergičke veze.
2. Stvaranje ATP-a u stanici
Zaliha ATP-a u stanici je mala. Na primjer, u mišiću su rezerve ATP-a dovoljne za 20-30 kontrakcija. Ali mišić može raditi satima i proizvoditi tisuće kontrakcija. Stoga, zajedno s razgradnjom ATP-a u ADP, u stanici se mora kontinuirano odvijati reverzna sinteza. Postoji nekoliko putova za sintezu ATP-a u stanicama. Upoznajmo ih.
1. anaerobna fosforilacija. Fosforilacija je proces sinteze ATP-a iz ADP-a i fosfata niske molekulske mase (Pn). U ovom slučaju govorimo o procesima oksidacije organskih tvari bez kisika (npr. glikoliza je proces oksidacije glukoze u pirogrožđanu kiselinu bez kisika). Otprilike 40% energije oslobođene tijekom 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. Oksidativne fosforilacije- ovo je proces sinteze ATP-a zbog energije oksidacije organskih tvari s kisikom. Ovaj proces je otkriven početkom 1930-ih. 20. stoljeće V.A. Engelhardt. U mitohondrijima se odvijaju kisikovi procesi oksidacije organskih tvari. Približno 55% oslobođene energije u ovom slučaju (oko 2600 kJ / mol glukoze) pretvara se u energiju kemijskih veza ATP-a, a 45% se raspršuje u obliku topline.
Oksidativna fosforilacija puno je učinkovitija od anaerobnih sinteza: ako se tijekom glikolize tijekom razgradnje molekule glukoze sintetiziraju samo 2 molekule ATP-a, tada tijekom oksidativne fosforilacije nastaje 36 molekula ATP-a.
3. Fotofosforilacija- proces sinteze ATP-a zahvaljujući energiji sunčeve svjetlosti. Ovaj put sinteze ATP-a karakterističan je samo za stanice sposobne za fotosintezu (zelene biljke, cijanobakterije). Energiju kvanti sunčeve svjetlosti koriste fotosintetici u svjetlosnoj fazi fotosinteze za sintezu ATP-a.
3. Biološki značaj ATP-a
ATP je u središtu metaboličkih procesa u stanici, poveznica je između reakcija biološke sinteze i raspada. Uloga ATP-a u stanici može se usporediti s ulogom baterije, budući da se tijekom hidrolize ATP-a oslobađa energija potrebna za razne životne procese ("pražnjenje"), au procesu fosforilacije ("punjenje") , ATP opet akumulira energiju u sebi.
Zbog energije koja se oslobađa tijekom hidrolize ATP-a odvijaju se gotovo svi vitalni procesi u stanici i tijelu: prijenos živčanih impulsa, biosinteza tvari, kontrakcije mišića, transport tvari itd.
III. Konsolidacija znanja
Rješavanje bioloških problema
Zadatak 1. Pri brzom trčanju često dišemo, dolazi do pojačanog znojenja. Objasnite ove pojave.
Zadatak 2. Zašto promrzli ljudi počnu gaziti i skakati na 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 s gledišta energetskih procesa koji se odvijaju u tijelu.
IV. Domaća zadaća
Počnite se pripremati za test i testirajte (diktirajte testna pitanja - vidi lekciju 21).
Lekcija 20
Oprema: tablice iz opće biologije.
I. Uopćavanje znanja odjeljka
Rad studenata s pitanjima (individualno) uz naknadnu provjeru i raspravu
1. Navedite primjere organskih spojeva koji uključuju ugljik, sumpor, fosfor, dušik, željezo, mangan.
2. Kako se po ionskom sastavu može razlikovati živa stanica od mrtve?
3. Koje se tvari nalaze u stanici u neotopljenom obliku? Koje organe i tkiva uključuju?
4. Navedite primjere makronutrijenata koji se nalaze u aktivnim centrima enzima.
5. Koji hormoni sadrže elemente u tragovima?
6. Koja je uloga halogena u ljudskom organizmu?
7. Po čemu se proteini razlikuju od umjetnih polimera?
8. Koja je razlika između peptida i proteina?
9. Kako se zove protein koji ulazi u sastav hemoglobina? Od koliko podjedinica se sastoji?
10. Što je ribonukleaza? Koliko aminokiselina ima u njemu? Kada je umjetno sintetiziran?
11. Zašto je brzina kemijskih reakcija bez enzima mala?
12. Koje tvari prenose proteini kroz staničnu membranu?
13. Po čemu se antitijela razlikuju od antigena? Sadrže li cjepiva antitijela?
14. Koje tvari razgrađuju bjelančevine u tijelu? Kolika se energija oslobađa u tom slučaju? Gdje i kako se neutralizira amonijak?
15. Navedite primjer peptidnih hormona: kako oni sudjeluju u regulaciji staničnog metabolizma?
16. Kakva je struktura šećera s kojim pijemo čaj? Koja još tri sinonima za ovu tvar znate?
17. Zašto se mast u mlijeku ne skuplja na površini, već je u suspenziji?
18. Kolika je masa DNA u jezgri somatskih i spolnih stanica?
19. Koliko ATP-a koristi osoba dnevno?
20. Od kojih proteina ljudi prave odjeću?
Primarna struktura pankreasne ribonukleaze (124 aminokiseline)
II. Domaća zadaća.
Nastavak pripreme za test i test u dijelu "Kemijska organizacija života".
Lekcija 21
I. Izvođenje usmenog ispita na pitanjima
1. Elementarni sastav stanice.
2. Značajke organogenih elemenata.
3. Građa molekule vode. Vodikova veza i njezino značenje u "kemiji" života.
4. Svojstva i biološke funkcije vode.
5. Hidrofilne i hidrofobne tvari.
6. Kationi i njihov biološki značaj.
7. Anioni i njihov biološki značaj.
8. Polimeri. biološki polimeri. Razlike između periodičnih i neperiodičnih polimera.
9. Svojstva lipida, njihove biološke funkcije.
10. Grupe ugljikohidrata prema strukturnim značajkama.
11. Biološke funkcije ugljikohidrata.
12. Elementarni sastav proteina. Aminokiseline. Stvaranje peptida.
13. Primarne, sekundarne, tercijarne i kvaternarne strukture proteina.
14. Biološka funkcija proteina.
15. Razlike između enzima i nebioloških katalizatora.
16. Građa enzima. Koenzimi.
17. Mehanizam djelovanja enzima.
18. Nukleinske kiseline. Nukleotidi i njihova struktura. Stvaranje polinukleotida.
19. Pravila E.Chargaffa. Načelo komplementarnosti.
20. Nastanak dvolančane molekule DNA i njena spiralizacija.
21. Klase stanične RNA i njihove funkcije.
22. Razlike između DNA i RNA.
23. Replikacija DNA. Transkripcija.
24. Struktura i biološka uloga ATP-a.
25. Stvaranje ATP-a u stanici.
II. Domaća zadaća
Nastavite s pripremom za test u dijelu "Kemijska organizacija života".
Lekcija 22
I. Provođenje pismenog ispita
opcija 1
1. Postoje tri vrste aminokiselina - A, B, C. Koliko se varijanti polipeptidnih lanaca koji se sastoje od pet aminokiselina mogu izgraditi. Navedite ove opcije. Hoće li ti polipeptidi imati ista svojstva? Zašto?
2. Sva živa bića uglavnom se sastoje od spojeva ugljika, a silicij, analog ugljika, čiji je sadržaj u zemljinoj kori 300 puta veći od ugljika, nalazi se u vrlo malom broju organizama. Objasnite tu činjenicu građom i svojstvima atoma ovih elemenata.
3. Molekule ATP obilježene radioaktivnim 32P na zadnjem, trećem ostatku fosforne kiseline uvedene su u jednu stanicu, a molekule ATP obilježene s 32P na prvom ostatku najbližem ribozi uvedene su u drugu stanicu. Nakon 5 minuta izmjeren je sadržaj anorganskog fosfatnog iona obilježenog s 32P u obje stanice. Gdje će biti znatno veći?
4. Istraživanja su pokazala da 34% od ukupnog broja nukleotida ove mRNA čini guanin, 18% uracil, 28% citozin, a 20% adenin. Odredite postotni sastav dušičnih baza dvolančane DNA, od kojih je navedena mRNA plijesan.
opcija 2
1. Masti čine "prvu rezervu" u energetskom metabolizmu i koriste se kada se rezerva ugljikohidrata iscrpi. Međutim, u skeletnim mišićima, u prisutnosti glukoze i masnih kiselina, potonje se koriste u većoj mjeri. Proteini se kao izvor energije uvijek koriste samo u krajnjoj nuždi, kada tijelo gladuje. Objasnite ove činjenice.
2. Ioni teških metala (živa, olovo i dr.) i arsena lako se vežu sulfidnim skupinama proteina. Poznavajući svojstva sulfida ovih metala, objasnite što se događa s proteinom u kombinaciji s tim metalima. Zašto su teški metali otrovni za tijelo?
3. U reakciji oksidacije tvari A u tvar B oslobađa se 60 kJ energije. Koliko se ATP molekula može maksimalno sintetizirati u ovoj reakciji? Kako će se iskoristiti ostatak energije?
4. Studije su pokazale da 27% od ukupnog broja nukleotida ove mRNA čini gvanin, 15% uracil, 18% citozin, a 40% adenin. Odredite postotni sastav dušičnih baza dvolančane DNA, od kojih je navedena mRNA plijesan.
Nastavit će se
19. Funkcije staničnih mitohondrija. ATP i njegova uloga u stanici.
Glavni izvor energije za stanicu su hranjive tvari: ugljikohidrati, masti i bjelančevine, koje se oksidiraju uz pomoć kisika. Gotovo svi ugljikohidrati, prije nego što dospiju u stanice tijela, pretvaraju se u glukozu zahvaljujući radu gastrointestinalnog trakta i jetre. Uz ugljikohidrate razgrađuju se i bjelančevine - do aminokiselina i lipidi - do masnih kiselina. U stanici se hranjive tvari oksidiraju pod utjecajem kisika i uz sudjelovanje enzima koji kontroliraju reakcije oslobađanja energije i njezino iskorištavanje. Gotovo sve oksidativne reakcije odvijaju se u mitohondrijima, a oslobođena energija pohranjuje se u obliku makroergičkog spoja – ATP-a. U budućnosti će se ATP, a ne hranjive tvari, koristiti za osiguravanje energije za unutarstanične metaboličke procese.
Molekula ATP sadrži: (1) dušikovu bazu adenin; (2) pentoza ugljikohidrat riboza, (3) tri ostatka fosforne kiseline. Posljednja dva fosfata povezana su jedan s drugim i s ostatkom molekule makroergičkim fosfatnim vezama, označenim simbolom ~ u ATP formuli. Ovisno o fizičkim i kemijskim uvjetima karakterističnim za tijelo, energija svake takve veze iznosi 12 000 kalorija po 1 molu ATP-a, što je višestruko više od energije obične kemijske veze, zbog čega se fosfatne veze nazivaju makroergičkim. Štoviše, te se veze lako uništavaju, osiguravajući unutarstanične procese energijom čim se ukaže potreba.
Kada se energija oslobodi, ATP donira fosfatnu skupinu i pretvara se u adenozin difosfat. Oslobođena energija se koristi za gotovo sve stanične procese, na primjer, u reakcijama biosinteze i tijekom kontrakcije mišića.
Nadopunjavanje rezervi ATP-a događa se rekombinacijom ADP-a s ostatkom fosforne kiseline zahvaljujući energiji hranjivih tvari. Ovaj se proces ponavlja uvijek iznova. ATP se neprestano troši i nakuplja, zbog čega se naziva energetskom valutom stanice. Vrijeme obrta ATP-a je samo nekoliko minuta.
Uloga mitohondrija u kemijskim reakcijama stvaranja ATP-a. Kada glukoza uđe u stanicu, pod djelovanjem citoplazmatskih enzima pretvara se u pirogrožđanu kiselinu (taj se proces 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 redom iz ugljikohidrata, masti i proteina, na kraju se pretvaraju u mitohondrijskom matricu u spoj koji se naziva 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 razgrađuje na atome vodika i molekule ugljičnog dioksida. Ugljični dioksid se uklanja iz mitohondrija, zatim difuzijom iz stanice i izlučuje iz organizma kroz pluća.
Atomi vodika su kemijski vrlo aktivni i stoga odmah reagiraju s kisikom koji difundira u mitohondrije. Velika količina energije koja se oslobađa u ovoj reakciji koristi se za pretvaranje mnogih ADP molekula u ATP. Te su reakcije 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 ion vodika. Proces završava dodavanjem vodikovih iona kisiku. Kao rezultat te reakcije nastaje voda i velika količina energije koja je neophodna za rad ATP sintetaze, velikog globularnog proteina koji djeluje kao kvržice na površini mitohondrijskih krista. Pod djelovanjem ovog enzima, koji koristi energiju vodikovih iona, ADP se pretvara u ATP. Nove molekule ATP-a šalju se iz mitohondrija u sve dijelove stanice, uključujući jezgru, gdje se energija ovog spoja koristi za pružanje raznih funkcija. Ovaj proces sinteze ATP-a općenito se naziva kemiosmotski mehanizam stvaranja ATP-a.
Energija mišićne aktivnosti
Kao što je već spomenuto, obje faze mišićne aktivnosti - kontrakcija i opuštanje - odvijaju se uz obvezno korištenje energije koja se oslobađa tijekom hidrolize ATP-a.
Međutim, rezerve ATP-a u mišićnim stanicama 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 se dogoditi nadopunjavanje rezervi ATP-a. Stvaranje ATP-a u mišićnim stanicama izravno tijekom fizičkog rada naziva se resinteza ATP-a i dolazi s potrošnjom energije.
Dakle, tijekom funkcioniranja mišića u njima se istovremeno odvijaju dva procesa: hidroliza ATP-a, koja osigurava potrebnu energiju za kontrakciju i opuštanje, i resinteza ATP-a, koja nadoknađuje gubitak ove tvari. Ako se samo kemijska energija ATP-a koristi za osiguravanje kontrakcije i opuštanja mišića, tada je kemijska energija širokog spektra spojeva prikladna za resintezu ATP-a: ugljikohidrata, masti, aminokiselina i kreatin fosfata.
Struktura i biološka uloga ATP-a
Adenozin trifosfat (ATP) je nukleotid. Molekula ATP-a (adenozin trifosforna kiselina) sastoji se od dušične baze adenina, šećera s pet ugljika riboze i tri ostatka fosforne kiseline međusobno povezanih makroergičkom vezom. Tijekom njegove hidrolize oslobađa se velika količina energije. ATP je glavni makroerg stanice, energetski akumulator u obliku energije visokoenergetskih kemijskih veza.
U fiziološkim uvjetima, odnosno u uvjetima koji postoje u živoj stanici, cijepanje mola ATP-a (506 g) prati oslobađanje 12 kcal, odnosno 50 kJ energije.
Načini stvaranja ATP-a
Aerobna oksidacija (disanje tkiva)
Sinonimi: oksidativna fosforilacija, respiratorna fosforilacija, aerobna fosforilacija.
Taj se put odvija u mitohondrijima.
Ciklus trikarboksilne kiseline prvi je otkrio engleski biokemičar G. Krebs (slika 4).
Prvu reakciju katalizira enzim citrat sintaza, u kojoj se acetilna skupina acetil-CoA kondenzira s oksaloacetatom u obliku limunske kiseline. Očigledno, u ovoj reakciji, citril-CoA vezan za enzim nastaje kao intermedijer. Zatim se potonji spontano i nepovratno hidrolizira u obliku citrata i HS-CoA.
Kao rezultat druge reakcije, nastala limunska kiselina podvrgava se dehidraciji uz stvaranje cis-akonitne kiseline, koja spajanjem molekule vode prelazi u izocitričnu kiselinu (izocitrat). Ove reverzibilne reakcije hidratacije-dehidracije katalizira enzim akonitat hidrataza (aconitase). Uslijed toga dolazi do međusobnog istiskivanja H i OH u molekuli citrata.
Riža. 4. Ciklus trikarboksilnih kiselina (Krebsov ciklus)
Čini se da treća reakcija ograničava brzinu Krebsovog ciklusa. Izocitratna kiselina se dehidrogenira u prisutnosti NAD-ovisne izocitrat dehidrogenaze. Tijekom reakcije izocitrat dehidrogenaze, izocitratna kiselina se istovremeno dekarboksilira. NAD-ovisna izocitrat dehidrogenaza je alosterički enzim koji zahtijeva ADP kao specifični aktivator. Osim toga, enzimu su potrebni ioni da bi pokazao svoju aktivnost.
Tijekom četvrte reakcije, α-ketoglutarna kiselina se oksidativno dekarboksilira da nastane visokoenergetski spoj sukcinil-CoA. Mehanizam te reakcije sličan je reakciji oksidativne dekarboksilacije piruvata u acetil-CoA; Kompleks α-ketoglutarat dehidrogenaze svojom strukturom nalikuje kompleksu piruvat dehidrogenaze. I u jednom iu drugom slučaju u reakciji sudjeluje 5 koenzima: TPP, amid lipoične kiseline, HS-CoA, FAD i NAD +.
Petu reakciju katalizira enzim sukcinil-CoA sintetaza. Tijekom ove reakcije sukcinil-CoA, uz sudjelovanje GTP-a i anorganskog fosfata, pretvara se u sukcinatnu kiselinu (sukcinat). Istodobno dolazi do stvaranja visokoenergetske fosfatne veze GTP zbog visokoenergetske tioeterske veze sukcinil-CoA.
Kao rezultat šeste reakcije, sukcinat se dehidrogenira u fumarnu kiselinu. Oksidaciju sukcinata katalizira sukcinat dehidrogenaza,
u čijoj je molekuli koenzim FAD čvrsto (kovalentno) vezan za protein. Zauzvrat, sukcinat dehidrogenaza je čvrsto vezana za unutarnju membranu mitohondrija.
Sedma reakcija odvija se pod utjecajem enzima fumarat hidrataze (fumaraze). Dobivena fumarna kiselina je hidratizirana, produkt reakcije je jabučna kiselina (malat).
Konačno, tijekom osme reakcije ciklusa trikarboksilne kiseline, L-malat se oksidira u oksaloacetat pod utjecajem mitohondrijske NAD-ovisne malat dehidrogenaze.
Tijekom jednog kruga ciklusa, tijekom oksidacije jedne molekule acetil-CoA u Krebsovom ciklusu i sustavu oksidativne fosforilacije, može nastati 12 molekula ATP-a.
Anaerobna oksidacija
Sinonimi: fosforilacija supstrata, anaerobna sinteza ATP. Ide u citoplazmu, odcijepljeni vodik se veže za neku drugu tvar. Ovisno o supstratu, razlikuju se dva puta anaerobne resinteze ATP-a: kreatin-fosfatni (kreatin-kinaza, alaktat) i glikolitički (glikoliza, laktat). U prvom slučaju, supstrat je kreatin fosfat, u drugom - glukoza.
Ovi putovi se odvijaju bez sudjelovanja kisika.
Sudeći prema gore navedenom, potrebna je ogromna količina ATP-a. U skeletnim mišićima, tijekom njihovog prijelaza iz stanja mirovanja u kontraktilnu aktivnost - 20 puta (ili čak nekoliko stotina puta) stopa cijepanja ATP-a naglo se povećava istovremeno.
Međutim, ATP se skladišti u mišićima su relativno beznačajne (oko 0,75% svoje mase) i mogu trajati samo 2-3 sekunde intenzivnog rada.
sl.15. Adenozin trifosfat (ATP, ATP). Molarna masa 507,18 g/mol
To je zato što je ATP velika, teška molekula ( sl.15). ATP je nukleotid koji se sastoji od dušične baze adenina, šećera s pet ugljika riboze i tri ostatka fosforne kiseline. Fosfatne skupine u molekuli ATP-a međusobno su povezane visokoenergetskim (makroergičkim) vezama. Izračunato je da ako tijelo sadrži količina ATP-a dovoljan za upotrebu u unutar jednog dana, tada bi težina osobe, čak i vodeći sjedilački način života, bila na 75% više.
Da bi se održala trajna kontrakcija, molekule ATP-a moraju se formirati tijekom metabolizma istom brzinom kojom se razgrađuju tijekom kontrakcije. Stoga je ATP jedna od najčešće ažuriranih tvari, pa je kod ljudi životni vijek jedne molekule ATP-a manji od 1 minute. Tijekom dana jedna molekula ATP-a u prosjeku prolazi kroz 2000-3000 ciklusa resinteze (ljudsko tijelo sintetizira oko 40 kg ATP-a dnevno, ali ga u svakom trenutku sadrži oko 250 g), odnosno rezerve ATP-a praktički nema. u tijelu, a za normalan život potrebno je stalno sintetizirati nove molekule ATP-a.
Dakle, za održavanje aktivnosti mišićnog tkiva na određenoj razini potrebna je brza resinteza ATP-a istom brzinom kojom se troši. To se događa u procesu refosforilacije, kada se ADP i fosfati spajaju
sinteza ATP-a - ADP fosforilacija
U tijelu ATP nastaje iz ADP-a i anorganskog fosfata zbog energije koja se oslobađa tijekom oksidacije organskih tvari i u procesu fotosinteze. Ovaj proces se zove fosforilacija. U tom slučaju mora se potrošiti najmanje 40 kJ / mol energije, koja se akumulira u makroergičkim vezama:
ADP + H 3 PO 4 + energije→ ATP + H 2 O
Fosforilacija ADP-a
Supstratna fosforilacija ATP-a Oksidativna fosforilacija ATP-a
Fosforilacija ADP moguća je na dva načina: fosforilacijom supstrata i oksidativnom fosforilacijom (koristeći energiju oksidirajućih tvari). Većina ATP-a nastaje na membranama mitohondrija tijekom oksidativne fosforilacije pomoću H-ovisne ATP sintaze.
Reakcije fosforilacije ADP-a i kasnije korištenje ATP-a kao izvora energije čine ciklički proces koji je bit energetskog metabolizma.
Postoje tri načina na koje se ATP stvara tijekom kontrakcije mišićnih vlakana.
Tri glavna puta za resintezu ATP-a:
1 - sustav kreatin fosfata (CP).
2 - glikoliza
3 - oksidativna fosforilacija
Sustav kreatin fosfata (CP) -
Fosforilacija ADP-a prijenosom fosfatne skupine s kreatin fosfat
Anaerobna resinteza kreatin fosfata ATP-a.
sl.16. Kreatin fosfat ( CF) Sustav resinteze ATP-a u tijelu
Za održavanje aktivnosti mišićnog tkiva na određenoj razini potrebna je brza resinteza ATP-a. To se događa u procesu refosforilacije, kada se ADP i fosfati spajaju. Najdostupnija tvar koja se koristi za resintezu ATP-a je prvenstveno kreatin fosfat ( sl.16), lako prenoseći svoju fosfatnu grupu na ADP:
CrF + ADP → Kreatin + ATP
CRF je spoj tvari koja sadrži dušik kreatinina s fosfornom kiselinom. Njegova koncentracija u mišićima je otprilike 2-3%, tj. 3-4 puta veća od koncentracije ATP-a. Umjereno (za 20-40%) smanjenje sadržaja ATP-a odmah dovodi do upotrebe CRF-a. Međutim, pri maksimalnom radu, rezerve kreatin fosfata također se brzo troše. Kroz ADP fosforilaciju kreatin fosfat osigurano je vrlo brzo stvaranje ATP-a na samom početku kontrakcije.
Tijekom razdoblja odmora koncentracija kreatin fosfata u mišićnom vlaknu raste do razine približno pet puta veće od sadržaja ATP-a. Na početku kontrakcije, kada se koncentracija ATP-a počne smanjivati, a koncentracija ADP-a počne rasti zbog razgradnje ATP-a djelovanjem miozinske ATP-aze, reakcija se pomiče prema stvaranju ATP-a zbog kreatin-fosfata. U tom se slučaju prijelaz energije događa toliko velikom brzinom da se na početku kontrakcije koncentracija ATP-a u mišićnom vlaknu malo mijenja, dok koncentracija kreatin-fosfata brzo pada.
Iako ATP nastaje iz kreatin-fosfata vrlo brzo, jednom enzimatskom reakcijom (slika 16.), količina ATP-a ograničena je početnom koncentracijom kreatin-fosfata u stanici. Kako bi mišićna kontrakcija trajala dulje od nekoliko sekundi, moraju biti uključena druga dva gore spomenuta izvora stvaranja ATP-a. Nakon početka kontrakcije dobivene korištenjem kreatin fosfata, aktiviraju se sporiji, višeenzimski putovi oksidativne fosforilacije i glikolize, zbog čega se brzina stvaranja ATP-a povećava do razine koja odgovara brzini cijepanja ATP-a.
Koji je najbrži sustav sinteze ATP-a?
CP (kreatin fosfat) sustav je najbrži sustav resinteze ATP-a u tijelu, budući da uključuje samo jednu enzimsku reakciju. Provodi prijenos visokoenergetskog fosfata izravno iz CP u ADP uz stvaranje ATP-a. Međutim, sposobnost ovog sustava da ponovno sintetizira ATP je ograničena, jer su rezerve CP u stanici male. Budući da ovaj sustav ne koristi kisik za sintezu ATP-a, smatra se anaerobnim izvorom ATP-a.
Koliko je CF pohranjeno u tijelu?
Ukupne rezerve CF i ATP u tijelu bile bi dovoljne za manje od 6 sekundi intenzivne tjelesne aktivnosti.
Koja je prednost anaerobne proizvodnje ATP-a pomoću CF-a?
CF/ATP sustav se koristi tijekom kratkotrajnog intenzivnog vježbanja. Nalazi se na glavama molekula miozina, odnosno neposredno na mjestu potrošnje energije. Sustav CF/ATF koristi se kada osoba čini brze pokrete, poput brzog penjanja na planinu, izvođenja visokih skokova, trčanja sto metara, brzog ustajanja iz kreveta, bježanja od pčele ili skakanja s kamiona tijekom prijelaza ulica.
glikoliza
Fosforilacija ADP u citoplazmi
Razgradnja glikogena i glukoze u anaerobnim uvjetima do stvaranja mliječne kiseline i ATP-a.
Za vraćanje ATP-a kako bi se nastavila intenzivna mišićna aktivnost proces uključuje sljedeći izvor proizvodnje energije - enzimatsku razgradnju ugljikohidrata u uvjetima bez kisika (anaerobnim).
Sl.17. Opća shema glikolize
Proces glikolize je shematski prikazan na sljedeći način (str je.17).
Pojava slobodnih fosfatnih skupina tijekom glikolize omogućuje ponovnu sintezu ATP-a iz ADP-a. No, osim ATP-a, nastaju i dvije molekule mliječne kiseline.
Postupak glikoliza je sporija u usporedbi s resintezom kreatin fosfata ATP. Trajanje rada mišića u anaerobnim uvjetima (bez kisika) ograničeno je zbog iscrpljivanja rezervi glikogena ili glukoze te zbog nakupljanja mliječne kiseline.
Proizvodi se anaerobna proizvodnja energije glikolizom neekonomičan s velikom potrošnjom glikogena, jer 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 se oksidira određenom količinom kisika u ugljični dioksid i vodu:
S3N6O3 + 3O2 = 3SO2 + 3N2O 41
Rezultirajuća energija odlazi na ponovnu sintezu ugljikohidrata iz drugih dijelova mliječne kiseline. Međutim, ograničena količina kisika tijekom vrlo intenzivne tjelesne aktivnosti nedovoljna je za potporu reakcijama usmjerenim na pretvorbu mliječne kiseline i resintezu ugljikohidrata.
Odakle dolazi ATP za tjelesnu aktivnost koja traje dulje od 6 sekundi?
Na glikoliza ATP nastaje bez upotrebe kisika (anaerobno). Glikoliza se događa u citoplazmi mišićne stanice. U procesu glikolize ugljikohidrati se oksidiraju u piruvat ili laktat i oslobađaju se 2 molekule ATP-a (3 molekule ako računanje počnete s glikogenom). Tijekom glikolize ATP se sintetizira brzo, ali sporije nego u CF sustavu.
Što je krajnji proizvod glikolize - piruvat ili laktat?
Kada glikoliza teče sporo i mitohondriji adekvatno prihvaćaju reducirani NADH, krajnji produkt glikolize je piruvat. Piruvat se pretvara u acetil-CoA (reakcija koja zahtijeva NAD) i podvrgava se potpunoj oksidaciji u Krebsovom i CPE ciklusu. Kada mitohondriji ne mogu osigurati odgovarajuću oksidaciju piruvata ili regeneraciju akceptora elektrona (NAD ili FADH), piruvat se pretvara u laktat. Pretvorbom piruvata u laktat smanjuje se koncentracija piruvata, što sprječava krajnje proizvode da inhibiraju reakciju, a glikoliza se nastavlja.
Kada je laktat glavni krajnji proizvod glikolize?
Laktat nastaje kada mitohondriji ne mogu adekvatno oksidirati piruvat ili regenerirati dovoljno akceptora elektrona. To se događa pri niskoj enzimskoj aktivnosti mitohondrija, s nedovoljnom opskrbom kisikom, pri visokoj stopi glikolize. Općenito, stvaranje laktata je povećano tijekom hipoksije, ishemije, krvarenja, nakon unosa ugljikohidrata, visoke koncentracije glikogena u mišićima i hipertermije izazvane vježbanjem.
Na koje druge načine se piruvat može metabolizirati?
Tijekom vježbanja ili niskokalorične dijete, piruvat se pretvara u neesencijalnu aminokiselinu alanin. Sintetiziran u skeletnim mišićima, alanin krvotokom 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 stanicama svih organizama nalaze se molekule ATP-a - adenozin trifosforne kiseline. ATP je univerzalna stanična tvar, čija molekula ima energetski bogate veze. Molekula ATP je jedna vrsta nukleotida, koji se, kao i drugi nukleotidi, sastoji od tri komponente: dušične baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jednog sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline (slika 12). Veze označene na slici ikonom su bogate energijom i nazivaju se makroergičke. Svaka molekula ATP-a sadrži dvije makroergičke veze.
Kada se visokoenergetska veza prekine i uz pomoć enzima odcijepi jedna molekula fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, a ATP se pretvara u ADP - adenozin difosfornu kiselinu. Eliminacijom još jedne molekule fosforne kiseline oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP – adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, to jest, AMP se može pretvoriti u ADP, ADP u ATP.
Molekule ATP-a se ne samo razgrađuju, već i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u stanici relativno konstantan. Važnost ATP-a u životu stanice je ogromna. Ove molekule imaju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu potrebnom za osiguravanje vitalne aktivnosti stanice i organizma u cjelini.
Molekula RNA, u pravilu, je jedan lanac koji se sastoji od četiri vrste nukleotida - A, U, G, C. Poznate su tri glavne vrste RNA: mRNA, rRNA, tRNA. Sadržaj RNA molekula u stanici nije konstantan, oni su uključeni u biosintezu proteina. ATP je univerzalna energetska tvar stanice, u kojoj postoje energetski bogate veze. ATP ima središnju ulogu u razmjeni energije u stanici. RNA i ATP nalaze se i u jezgri i u citoplazmi stanice.
Svaka stanica, kao i svaki živi sustav, ima sposobnost održavanja svog sastava i svih svojstava na relativno konstantnoj razini. Na primjer, sadržaj ATP-a u stanicama je oko 0,04% i ta se vrijednost postojano održava, unatoč činjenici da se ATP stalno troši u stanici tijekom života. Drugi primjer: reakcija staničnog sadržaja je blago alkalna i ta se reakcija stabilno održava, unatoč činjenici da se u procesu metabolizma neprestano stvaraju kiseline i baze. Ne samo kemijski sastav stanice, već i njezina druga svojstva čvrsto se održavaju na određenoj razini. Visoka stabilnost živih sustava ne može se objasniti svojstvima materijala od kojih su izgrađeni, budući da su proteini, masti i ugljikohidrati malo stabilni. Stabilnost živih sustava je aktivna, rezultat je složenih procesa koordinacije i regulacije.
Razmotrimo, na primjer, kako se održava konstantnost sadržaja ATP-a u stanici. Kao što znamo, ATP troši stanica kada obavlja bilo koju aktivnost. Sinteza ATP-a nastaje kao rezultat procesa bez kisika i kisikove razgradnje glukoze. Očito je da se konstantnost sadržaja ATP-a postiže točnom ravnotežom oba procesa - potrošnje ATP-a i njegove sinteze: čim se sadržaj ATP-a u stanici smanji, odmah počinju procesi bez kisika i kisikova razgradnja glukoze. uključiti, pri čemu se sintetizira ATP i povećava sadržaj ATP-a u stanici. Kada razina ATP-a dosegne normu, sinteza ATP-a se usporava.
Uključivanje i isključivanje procesa koji osiguravaju održavanje normalnog sastava stanice događa se automatski u njemu. Takva se regulacija naziva samoregulacija ili autoregulacija.
Osnova regulacije stanične aktivnosti su informacijski procesi, tj. procesi u kojima se komunikacija između pojedinih karika sustava odvija pomoću signala. Signal je promjena koja se događa u nekom dijelu sustava. Kao odgovor na signal, pokreće se proces, kao rezultat kojeg se eliminira nastala promjena. Kada se normalno stanje sustava vrati - to služi kao novi signal za gašenje procesa.
Kako funkcionira stanični signalni sustav, kako osigurava procese autoregulacije u njemu?
Prijem signala unutar stanice provode njezini enzimi. Enzimi, kao i većina proteina, imaju nestabilnu strukturu. Pod utjecajem niza čimbenika, uključujući mnoge kemijske agense, dolazi do poremećaja strukture enzima i gubitka njegove katalitičke aktivnosti. Ova promjena je u pravilu reverzibilna, tj. nakon uklanjanja aktivnog faktora struktura enzima se vraća u normalu i obnavlja se njegova katalitička funkcija.
Mehanizam stanične autoregulacije temelji se na činjenici da je tvar, čiji se sadržaj regulira, sposobna za specifičnu interakciju s enzimom koji ga stvara. Kao rezultat ove interakcije, struktura enzima je deformirana i njegova katalitička aktivnost je izgubljena.
Mehanizam stanične autoregulacije radi na sljedeći način. Već znamo da kemikalije proizvedene u stanici obično proizlaze iz nekoliko uzastopnih enzimskih reakcija. Prisjetite se procesa razgradnje glukoze bez kisika i bez kisika. Svaki od tih procesa duga je serija - najmanje desetak uzastopnih reakcija. Sasvim je očito da je za regulaciju takvih multinomnih procesa dovoljno isključiti bilo koju vezu. Dovoljno je isključiti barem jednu reakciju - i cijeli red će stati. Na taj se način provodi regulacija sadržaja ATP-a u stanici. Dok stanica miruje, sadržaj ATP-a u njoj je oko 0,04%. Pri tako visokoj koncentraciji ATP reagira s jednim od enzima bez razgradnje glukoze kisikom. Kao rezultat ove reakcije, sve molekule ovog enzima su lišene aktivnosti i transportne linije bez kisika i kisika procesi su neaktivni. Ako se zbog bilo koje aktivnosti stanice koncentracija ATP-a u njoj smanji, tada se obnavlja struktura i funkcija enzima i pokreću se procesi bez kisika i kisika. Kao rezultat toga, ATP se proizvodi, njegova koncentracija se povećava. Kada dosegne normu (0,04%), transportna traka bez kisika i procesi kisika se automatski isključuju.
2241-2250
2241. Geografska izolacija dovodi do specijacije, jer u populacijama izvorne vrste
A) divergencija
B) konvergencija
B) aromorfoza
D) degeneracija
2242. Neobnovljivi prirodni resursi biosfere uključuju
A) naslage vapna
B) tropske šume
B) pijesak i glina
D) ugljen
2243. Kolika je vjerojatnost ispoljavanja recesivnog svojstva u fenotipu kod potomaka prve generacije, ako oba roditelja imaju genotip Aa?
A) 0%
B) 25%
C) 50%
D) 75%
Sažetak
2244. U molekuli su prisutne veze bogate energijom između ostataka fosforne kiseline
A) vjeverica
B) ATP
B) mRNA
D) DNK
2245. Na temelju čega je životinja prikazana na slici svrstana u klasu kukaca?
A) tri para nogu za hodanje
B) dva jednostavna oka
c) jedan par prozirnih krila
D) komadanje tijela na glavu i trbuh
Sažetak
2246. Zigota, za razliku od spolne stanice, nastaje kao rezultat
A) oplodnja
B) partenogeneza
B) spermatogeneza
D) I dioba mejoze
2247. Neplodni hibridi kod biljaka nastaju kao rezultat
A) unutarvrsno križanje
B) poliploidizacija
B) udaljena hibridizacija
D) analizirajući križ
Koliko ATP-a ima u tijelu?
2249. Kod Rh negativnih ljudi, u usporedbi s Rh pozitivnim, krvni eritrociti se razlikuju po sastavu
A) lipidi
B) ugljikohidrati
B) minerali
D) bjelančevine
2250. Kada se unište stanice temporalnog režnja cerebralnog korteksa, osoba
A) dobiva iskrivljenu predodžbu o obliku predmeta
B) ne razlikuje snagu i visinu zvuka
B) gubi koordinaciju
D) ne razlikuje vizualne signale
© D.V. Pozdnjakov, 2009-2018
detektor adblokada
1. Koje riječi nedostaju u rečenici i zamijenjene su slovima (a-g)?
"Sastav molekule ATP uključuje dušičnu bazu (a), monosaharid s pet ugljika (b) i (c) ostatak (d) kiseline."
Sljedeće riječi zamijenjene su slovima: a - adenin, b - riboza, c - tri, d - fosfor.
2. Usporedite strukturu ATP-a i strukturu nukleotida. Pronađite sličnosti i razlike.
Zapravo, ATP je derivat adenil nukleotida RNA (adenozin monofosfat ili AMP). Sastav molekula obiju tvari uključuje dušikovu bazu adenin i šećer s pet ugljika ribozu. Razlike nastaju zbog činjenice da u sastavu adenil nukleotida RNK (kao iu sastavu svakog drugog nukleotida) postoji samo jedan ostatak fosforne kiseline, a nema makroergičkih (visokoenergetskih) veza. Molekula ATP-a sadrži tri ostatka fosforne kiseline, između kojih se nalaze dvije makroergičke veze, pa ATP može djelovati kao akumulator i prijenosnik energije.
3. Kakav je proces hidrolize ATP-a?
ATP: energetska valuta
sinteza ATP-a? Koja je biološka uloga ATP-a?
U procesu hidrolize jedan ostatak fosforne kiseline se odcjepi od molekule ATP (defosforilacija). U tom slučaju dolazi do prekida makroergičke veze, oslobađa se 40 kJ/mol energije i ATP se pretvara u ADP (adenozin difosforna kiselina):
ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ
ADP može proći daljnju hidrolizu (što se rijetko događa) uz eliminaciju druge fosfatne skupine i oslobađanje drugog "dijela" 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 na molekulu ADP-a (fosforilacija). Taj se proces uglavnom odvija u mitohondrijima i kloroplastima, 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 prijenosnik energije u stanicama živih organizama. U gotovo svim biokemijskim procesima koji se odvijaju u stanicama uz troškove energije, ATP se koristi kao opskrbljivač energijom. Zahvaljujući energiji ATP-a, sintetiziraju se nove molekule proteina, ugljikohidrata, lipida, provodi se aktivni transport tvari, kretanje flagela i cilija, dolazi do diobe stanica, rad mišića, stalna tjelesna temperatura toplokrvnih životinja. održavan, itd.
4. Koje se veze nazivaju makroergičkim? Koje funkcije mogu obavljati tvari koje sadrže makroergičke veze?
Makroergičke veze nazivaju se veze pri čijem se kidanju oslobađa velika količina energije (npr. kidanje svake ATP makroergičke veze prati oslobađanje 40 kJ/mol energije). Tvari koje sadrže makroergičke veze mogu poslužiti kao akumulatori, prijenosnici i opskrbljivači energijom za razne životne procese.
5. Opća formula ATP-a je S10H16N5O13P3. Hidrolizom 1 mol ATP-a u ADP oslobađa se 40 kJ energije. Koliko se energije oslobodi pri hidrolizi 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 tijekom hidrolize 1000 g ATP-a osloboditi: 1000 g × 40 kJ: 507 g ≈ 78,9 kJ.
Odgovor: tijekom hidrolize 1 kg ATP-a u ADP oslobodit će se oko 78,9 kJ energije.
6. U jednu ćeliju uvedene su molekule ATP obilježene radioaktivnim fosforom 32P na zadnjem (trećem) ostatku fosforne kiseline, a u drugu ćeliju molekule ATP obilježene s 32P na prvom (najbližem ribozi) ostatku. Nakon 5 minuta izmjeren je sadržaj anorganskog fosfatnog iona obilježenog s 32P u obje stanice. Gdje je viši i zašto?
Posljednji (treći) ostatak fosforne kiseline lako se odcjepljuje tijekom hidrolize ATP-a, dok se prvi (najbliži ribozi) ne odcjepljuje niti tijekom dvostupanjske hidrolize ATP-a u AMP. Stoga će sadržaj radioaktivnog anorganskog fosfata biti veći u stanici u koju je uveden ATP, obilježen zadnjim (trećim) ostatkom fosforne kiseline.
Daškov M.L.
Web stranica: dashkov.by
Molekula RNK, za razliku od DNK, obično je jedan lanac nukleotida, koji je mnogo kraći od DNK. Međutim, ukupna masa RNK u stanici veća je od mase DNK. Molekule RNA nalaze se i u jezgri i u citoplazmi.
Poznate su tri glavne vrste RNA: informacijska, ili matrična, - mRNA; ribosomska - rRNA, transportna - tRNA, koje se razlikuju po obliku, veličini i funkciji molekula. Njihova glavna funkcija je sudjelovanje u biosintezi proteina.
Vidite da se molekula RNA, kao i molekula DNA, sastoji od četiri vrste nukleotida, od kojih tri sadrže iste dušične baze kao i nukleotidi DNA (A, G, C). Međutim, umjesto dušične baze timina, sastav RNK uključuje drugu dušičnu bazu - uracil (U). Dakle, sastav nukleotida molekule RNA uključuje dušične baze: A, G, C, U. Osim toga, umjesto ugljikohidrata deoksiriboze, RNA sadrži ribozu.
U stanicama svih organizama nalaze se molekule ATP-a - adenozin trifosforna kiselina. ATP je univerzalna stanična tvar, čija molekula ima energetski bogate veze. Molekula ATP je jedna vrsta nukleotida, koji se, kao i drugi nukleotidi, sastoji od tri komponente: dušične baze - adenina, ugljikohidrata - riboze, ali umjesto jednog sadrži tri ostatka molekula fosforne kiseline. Svaka molekula ATP-a sadrži dvije makroergičke veze.
Kada se visokoenergetska veza prekine i uz pomoć enzima odcijepi jedna molekula fosforne kiseline, oslobađa se 40 kJ/mol energije, a ATP se pretvara u ADP - adenozin difosfornu kiselinu. Eliminacijom još jedne molekule fosforne kiseline oslobađa se još 40 kJ/mol; Nastaje AMP – adenozin monofosforna kiselina. Ove reakcije su reverzibilne, to jest, AMP se može pretvoriti u ADP, ADP u ATP.
ATP molekula - što je to i koja je njegova uloga u tijelu
Molekule ATP-a se ne samo razgrađuju, već i sintetiziraju, pa je njihov sadržaj u stanici relativno konstantan. Važnost ATP-a u životu stanice je ogromna. Ove molekule imaju vodeću ulogu u energetskom metabolizmu potrebnom za osiguravanje vitalne aktivnosti stanice i organizma u cjelini.
Kako započeti kao učitelj?
Učenje engleskog jezika na daljinu
Pravilni i nepravilni engleski glagoli