Τριφωσφορική αδενοσίνη
Η τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) είναι ένα νουκλεοτίδιο που χρησιμοποιείται στα κύτταρα ως συνένζυμο. Συχνά αποκαλείται η "μοριακή μονάδα του νομίσματος": Το ΑΤΡ μεταφέρει χημική ενέργεια εντός των κυττάρων για το μεταβολισμό.
Κάθε κύτταρο χρησιμοποιεί ΑΤΡ για ενέργεια. Αποτελείται από μια βάση (αδενίνη) και τρεις φωσφορικές ομάδες. Ένα μόριο ΑΤΡ περιέχει τρεις φωσφορικές ομάδες και παράγεται από τη συνθάση ΑΤΡ από ανόργανο φωσφορικό άλας και διφωσφορική αδενοσίνη (ADP, το di σημαίνει δύο φωσφορικές ομάδες) ή μονοφωσφορική αδενοσίνη (AMP).
Η μοριακή δομή του ΑΤΡ.
Χρήση
Το μόριο ΑΤΡ είναι πολύ ευέλικτο, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολλά πράγματα. Η ενέργεια αποθηκεύεται στους χημικούς δεσμούς του.
Όταν το ΑΤΡ συνδέεται με άλλο φωσφορικό άλας, αποθηκεύεται ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί αργότερα. Με άλλα λόγια, όταν δημιουργείται ένας δεσμός, αποθηκεύεται ενέργεια. Αυτή είναι μια ενδόθερμη αντίδραση.
Όταν το ΑΤΡ σπάει έναν δεσμό με μια φωσφορική ομάδα και μετατρέπεται σε ADP, απελευθερώνεται ενέργεια. Με άλλα λόγια, όταν σπάει ένας δεσμός απελευθερώνεται ενέργεια. Αυτή είναι μια εξώθερμη αντίδραση.
Η ανταλλαγή φωσφορικών ΑΤΡ είναι ένας κύκλος που δεν τελειώνει σχεδόν ποτέ και σταματά μόνο όταν το κύτταρο πεθαίνει.
Λειτουργίες στα κύτταρα
Το ΑΤΡ είναι η κύρια πηγή ενέργειας για την πλειονότητα των κυτταρικών λειτουργιών. Αυτό περιλαμβάνει τη σύνθεση μακρομορίων, συμπεριλαμβανομένων του DNA και του RNA (βλ. παρακάτω), και πρωτεϊνών. Το ΑΤΡ διαδραματίζει επίσης κρίσιμο ρόλο στην ενεργό μεταφορά μακρομορίων διαμέσου των κυτταρικών μεμβρανών, π.χ. στην εξωκυττάρωση και την ενδοκυττάρωση.
Σύνθεση DNA και RNA
Σε όλους τους γνωστούς οργανισμούς, τα δεοξυριβονουκλεοτίδια που αποτελούν το DNA συντίθενται με τη δράση των ενζύμων της ριβονουκλεοτιδικής αναγωγάσης (RNR) στα αντίστοιχα ριβονουκλεοτίδια. Τα ένζυμα αυτά ανάγουν το υπόλειμμα σακχάρου από ριβόζη σε δεοξυριβόζη αφαιρώντας το οξυγόνο.
Κατά τη σύνθεση του νουκλεϊκού οξέος RNA, το ΑΤΡ είναι ένα από τα τέσσερα νουκλεοτίδια που ενσωματώνονται απευθείας στα μόρια RNA από τις πολυμεράσες RNA. Η ενέργεια που οδηγεί αυτόν τον πολυμερισμό προέρχεται από τη διάσπαση ενός πυροφωσφορικού (δύο φωσφορικές ομάδες). Ο χορός είναι παρόμοιος στη βιοσύνθεση του DNA, με τη διαφορά ότι το ΑΤΡ ανάγεται στο δεοξυριβονουκλεοτίδιο dATP, πριν ενσωματωθεί στο DNA.
Ιστορία
- Η ΑΤΡ ανακαλύφθηκε το 1929 από τους Karl Lohmann και Jendrassik και, ανεξάρτητα, από τους Cyrus Fiske και Yellapragada Subba Rao της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ. Και οι δύο ομάδες ανταγωνίζονταν μεταξύ τους για την εύρεση μιας ανάλυσης του φωσφόρου.
- Προτάθηκε ως ενδιάμεσος παράγοντας μεταξύ των αντιδράσεων που αποδίδουν ενέργεια και των αντιδράσεων που απαιτούν ενέργεια στα κύτταρα από τον Fritz Albert Lipmann το 1941.
- Συντέθηκε (δημιουργήθηκε) για πρώτη φορά στο εργαστήριο από τον Alexander Todd το 1948.
- Το βραβείο Νόμπελ Χημείας 1997 μοιράστηκε, το ένα μισό δόθηκε στους Paul D. Boyer και John E. Walker για την αποκάλυψη του ενζυμικού μηχανισμού που διέπει τη σύνθεση της τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) και το άλλο μισό στον Jens C. Skou για την πρώτη ανακάλυψη ενός ενζύμου μεταφοράς ιόντων, της Na+, K+ -ATPase.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Q: Τι είναι η τριφωσφορική αδενοσίνη;
A: Η τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) είναι μια χημική ουσία που χρησιμοποιείται από τα έμβια όντα για την αποθήκευση και τη μεταφορά ενέργειας.
Ερ: Ποιος είναι ο σκοπός του ΑΤΡ στα έμβια όντα;
Α: Ο σκοπός του ΑΤΡ στα έμβια όντα είναι να αποθηκεύει ενέργεια και να τη μεταφέρει στα κύτταρα που τη χρειάζονται.
Ερ: Πώς παίρνουν τα κύτταρα την ενέργειά τους;
Α: Τα κύτταρα παίρνουν την ενέργειά τους από τη διάσπαση των μορίων ΑΤΡ για την απελευθέρωση της αποθηκευμένης ενέργειας.
Ερ: Όλα τα έμβια όντα παράγουν ΑΤΡ;
Α: Ναι, όλα τα έμβια όντα παράγουν ΑΤΡ προκειμένου να αποθηκεύουν και να μεταφέρουν ενέργεια.
Ερ: Γιατί το ΑΤΡ είναι απαραίτητο για τα κύτταρα που εργάζονται πιο σκληρά;
Α: Το ΑΤΡ είναι απαραίτητο για τα κύτταρα που εργάζονται πιο σκληρά επειδή χρειάζονται περισσότερη ενέργεια για να λειτουργήσουν και το ΑΤΡ είναι το μόριο που παρέχει αυτή την ενέργεια.
Ερ: Μπορούν τα έμβια όντα να επιβιώσουν χωρίς ΑΤΡ;
Α: Όχι, τα έμβια όντα δεν μπορούν να επιβιώσουν χωρίς ΑΤΡ, διότι είναι το μόριο που παρέχει ενέργεια για όλες τις κυτταρικές διεργασίες.
Ερ: Τι συμβαίνει όταν τα μόρια ΑΤΡ διασπώνται;
Α: Όταν τα μόρια ΑΤΡ διασπώνται, η αποθηκευμένη ενέργεια απελευθερώνεται και χρησιμοποιείται από το κύτταρο για διάφορες διεργασίες.
