Adenosin Trifosfat (ATP): Definisi, Struktur & Fungsi

ATP (adenosine triphosphate) adalah molekul organik yang ditemukan di seluruh sel hidup. Organisme harus dapat bergerak, berkembang biak, dan mencari makanan.

Kegiatan ini membutuhkan energi dan didasarkan pada reaksi kimia di dalam sel-sel yang membentuk organisme. Energi untuk reaksi seluler ini berasal dari molekul ATP.

Ini adalah sumber bahan bakar yang disukai untuk sebagian besar makhluk hidup dan sering disebut sebagai "unit mata uang molekuler."

Itu Molekul ATP memiliki tiga bagian::

1. Itu adenosin modul adalah basa nitrogen yang terdiri dari empat atom nitrogen dan gugus NH2 pada tulang punggung senyawa karbon.
2. Itu ribosa kelompok adalah gula lima karbon di pusat molekul.
3. Itu fosfat kelompok berbaris dan dihubungkan oleh atom oksigen di sisi jauh dari molekul, jauh dari kelompok adenosin.

Energi disimpan dalam hubungan antara gugus fosfat. Enzim dapat melepaskan satu atau dua gugus fosfat yang membebaskan energi yang tersimpan dan memicu aktivitas seperti kontraksi otot. Ketika ATP kehilangan satu gugus fosfat, ia menjadi

Proses respirasi pada tingkat sel memiliki tiga fase.

Dalam dua fase pertama, molekul glukosa dipecah dan CO2 diproduksi. Sejumlah kecil molekul ATP disintesis pada titik ini. Sebagian besar ATP dibuat selama fase ketiga respirasi melalui kompleks protein yang disebut ATP sintase.

Reaksi akhir dalam fase itu menggabungkan setengah molekul oksigen dengan hidrogen untuk menghasilkan air. Reaksi rinci dari setiap fase adalah sebagai berikut:

Molekul glukosa enam karbon menerima dua gugus fosfat dari dua molekul ATP, mengubahnya menjadi ADP. Glukosa fosfat enam karbon dipecah menjadi dua molekul gula tiga karbon, masing-masing dengan gugus fosfat terpasang.

Di bawah aksi koenzim NAD+, molekul gula fosfat menjadi molekul piruvat tiga karbon. Molekul NAD+ menjadi NADH, dan molekul ATP disintesis dari ADP.

Itu Siklus Krebs disebut juga siklus asam sitrat, dan menyelesaikan pemecahan molekul glukosa sambil menghasilkan lebih banyak molekul ATP. Untuk setiap gugus piruvat, satu molekul NAD+ dioksidasi menjadi NADH, dan koenzim A memberikan gugus asetil ke siklus Krebs sambil melepaskan molekul karbon dioksida.

Untuk setiap putaran siklus melalui asam sitrat dan turunannya, siklus menghasilkan empat molekul NADH untuk setiap masukan piruvat. Pada saat yang sama, molekul FAD mengambil dua hidrogen dan dua elektron menjadi FADH2, dan dua molekul karbon dioksida lagi dilepaskan.

Akhirnya, satu molekul ATP diproduksi per satu putaran siklus.

Karena setiap molekul glukosa menghasilkan dua kelompok masukan piruvat, dua putaran siklus Krebs diperlukan untuk memetabolisme satu molekul glukosa. Kedua putaran ini menghasilkan delapan molekul NADH, dua molekul FADH2 dan enam molekul karbon dioksida.

Fase akhir respirasi sel adalah rantai transpor elektron atau dll. Fase ini menggunakan oksigen dan enzim yang dihasilkan oleh siklus Krebs untuk mensintesis sejumlah besar molekul ATP dalam proses yang disebut fosforilasi oksidatif. NADH dan FADH2 menyumbangkan elektron ke rantai pada awalnya, dan serangkaian reaksi membangun energi potensial untuk membuat molekul ATP.

Pertama, molekul NADH menjadi NAD+ karena mereka menyumbangkan elektron ke kompleks protein pertama dari rantai. Molekul FADH2 menyumbangkan elektron dan hidrogen ke kompleks protein kedua dari rantai dan menjadi FAD. Molekul NAD+ dan FAD dikembalikan ke siklus Krebs sebagai masukan.

Saat elektron bergerak menuruni rantai dalam serangkaian reduksi dan oksidasi, atau redoks reaksi, energi yang dibebaskan digunakan untuk memompa protein melintasi membran, baik membran sel untuk prokariota atau di mitokondria untuk eukariota.

Ketika proton berdifusi kembali melintasi membran melalui kompleks protein yang disebut ATP sintase, energi proton digunakan untuk mengikat gugus fosfat tambahan ke ADP menciptakan molekul ATP.

ATP diproduksi pada setiap tahap respirasi seluler, tetapi dua tahap pertama difokuskan pada sintesis zat untuk penggunaan tahap ketiga di mana sebagian besar produksi ATP berlangsung.

Glikolisis pertama menggunakan dua molekul ATP untuk pemecahan molekul glukosa tetapi kemudian menciptakan empat molekul ATP untuk keuntungan bersih dua. Siklus Krebs yang dihasilkan dua molekul ATP lagi untuk setiap molekul glukosa yang digunakan. Akhirnya, ETC menggunakan donor elektron dari tahap sebelumnya untuk menghasilkan 34 molekul ATP.

Oleh karena itu, reaksi kimia respirasi sel menghasilkan total 38 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa yang memasuki glikolisis.

Pada beberapa organisme, dua molekul ATP digunakan untuk mentransfer NADH dari reaksi glikolisis dalam sel ke dalam mitokondria. Total produksi ATP untuk sel-sel ini adalah 36 molekul ATP.

Secara umum, sel membutuhkan ATP untuk energi, tetapi ada beberapa cara penggunaan energi potensial dari ikatan fosfat molekul ATP. Fitur yang paling penting dari ATP adalah:

• Itu dapat dibuat di satu sel dan digunakan di sel lain.
• Ini dapat membantu memecah dan membangun molekul kompleks.
• Itu dapat ditambahkan ke molekul organik untuk mengubah bentuknya. Semua fitur ini memengaruhi bagaimana sel dapat menggunakan zat yang berbeda.

Ikatan gugus fosfat ketiga adalah paling energik, tetapi tergantung pada prosesnya, suatu enzim dapat memutuskan satu atau dua ikatan fosfat. Ini berarti gugus fosfat menjadi terikat sementara pada molekul enzim dan menghasilkan ADP atau AMP. Molekul ADP dan AMP kemudian diubah kembali menjadi ATP selama respirasi seluler.

Itu molekul enzim mentransfer gugus fosfat ke molekul organik lainnya.

ATP ditemukan di seluruh jaringan hidup, dan dapat melintasi membran sel untuk memberikan energi di mana organisme membutuhkannya. Tiga contoh penggunaan ATP adalah perpaduan molekul organik yang mengandung gugus fosfat, reaksi difasilitasi oleh ATP dan transportasi aktif molekul melintasi membran. Dalam setiap kasus, ATP melepaskan satu atau dua gugus fosfatnya untuk memungkinkan proses berlangsung.

Sebagai contoh, DNA dan RNA molekul terdiri dari nukleotida yang mungkin mengandung gugus fosfat. Enzim dapat melepaskan gugus fosfat dari ATP dan menambahkannya ke nukleotida sesuai kebutuhan.

Untuk proses yang melibatkan protein, asam amino atau bahan kimia yang digunakan untuk kontraksi otot, ATP dapat menempelkan gugus fosfat ke molekul organik. Gugus fosfat dapat menghilangkan bagian atau membantu membuat penambahan pada molekul dan kemudian melepaskannya setelah mengubahnya. Di sel otot, tindakan semacam ini dilakukan untuk setiap kontraksi sel otot.

Dalam transpor aktif, ATP dapat melintasi membran sel dan membawa zat lain bersamanya. Itu juga dapat melampirkan gugus fosfat ke molekul untuk mengubah bentuknya dan memungkinkan mereka untuk melewati membran sel. Tanpa ATP, proses ini akan berhenti, dan sel tidak lagi dapat berfungsi.