كيف يتحول ADP إلى ATP؟

ثنائي فوسفات الأدينوزين و أدينوسين ثلاثي الفوسفات هي جزيئات عضوية ، تُعرف بالنيوكليوتيدات ، توجد في جميع الخلايا النباتية والحيوانية. يتم تحويل ADP إلى ATP لتخزين الطاقة عن طريق إضافة مجموعة فوسفات عالية الطاقة. التحويل يحدث في المادة بين غشاء الخلية و ال نواة، معروف ب السيتوبلازم، أو في هياكل خاصة منتجة للطاقة تسمى الميتوكوندريا.

يمكن كتابة تحويل ADP إلى ATP كـ ADP + Pi + energy → ATP أو ، باللغة الإنجليزية ، أدينوسين ثنائي فوسفات بالإضافة إلى فوسفات غير عضوي بالإضافة إلى طاقة يعطي أدينوزين ثلاثي الفوسفات. يتم تخزين الطاقة في جزيء ATP في الروابط التساهمية بين مجموعة الفوسفات ، خاصة في الرابطة بين مجموعتي الفوسفات الثانية والثالثة ، والمعروفة باسم رابطة البيروفوسفات.

يُعرف تحويل ADP إلى ATP في الأغشية الداخلية للميتوكوندريا تقنيًا باسم الفسفرة الكيميائية. تحتوي الأكياس الغشائية الموجودة على جدران الميتروكوندريا على ما يقدر بـ 10000 سلسلة إنزيمية تستمد الطاقة من جزيئات الطعام أو التمثيل الضوئي - تخليق الجزيئات العضوية المعقدة من ثاني أكسيد الكربون والماء والأملاح غير العضوية - في النباتات ، عبر ما يعرف باسم ال سلسلة نقل الإلكترون.

الأكسدة الخلوية في دورة من التفاعلات الأيضية المحفزة بالإنزيم ، والمعروفة باسم دورة كريبس، تخلق تراكمًا من الجسيمات المشحونة سالبة تسمى الإلكترونات ، والتي تدفع أيونات الهيدروجين موجبة الشحنة ، أو البروتونات ، عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي إلى الغرفة الداخلية. تتسبب الطاقة المنبعثة من الجهد الكهربائي عبر الغشاء في ارتباط إنزيم ، يُعرف باسم سينسيز ATP ، بـ ADP. سينسيز ATP هو مركب جزيئي ضخم وتتمثل وظيفته في تحفيز إضافة مجموعة فوسفورية ثالثة لتشكيل ATP. يمكن لمركب سينسيز واحد ATP أن يولد أكثر من 100 جزيء من ATP كل ثانية.

تستخدم الخلايا الحية ATP كما لو كانت طاقة من بطارية قابلة لإعادة الشحن. يضيف تحويل ADP إلى ATP قوة ، بينما تتضمن جميع العمليات الخلوية الأخرى تقريبًا انهيار ATP وتميل إلى تفريغ الطاقة. في جسم الإنسان ، يدخل جزيء ATP النموذجي إلى الميتوكوندريا لإعادة شحن آلاف من جزيء ADP مرات في اليوم ، بحيث يكون تركيز ATP في خلية نموذجية أعلى بحوالي 10 مرات من تركيزه ADP. تتطلب عضلات الهيكل العظمي كميات كبيرة من الطاقة للعمل الميكانيكي ، لذلك تحتوي خلايا العضلات على ميتوكوندريا أكثر من خلايا أنواع الأنسجة الأخرى.