아데노신 삼인산 (ATP): 정의, 구조 및 기능

ATP (아데노신 삼인산)은 살아있는 세포 전체에서 발견되는 유기 분자입니다. 유기체는 이동하고, 번식하고, 영양분을 찾을 수 있어야합니다.

이러한 활동은 에너지를 필요로하며 화학 반응 유기체를 구성하는 세포 내부. 이러한 세포 반응의 에너지는 ATP 분자.

대부분의 생물에 선호되는 연료 공급원이며 "통화의 분자 단위"라고도합니다.

그만큼 ATP 분자는 세 부분으로 구성됩니다.:

1. 그만큼 아데노신 모듈은 탄소 화합물 백본에있는 4 개의 질소 원자와 NH2 그룹으로 구성된 질소 염기입니다.
2. 그만큼 리보스 그룹은 분자의 중심에있는 5 탄당입니다.
3. 그만큼 인산염 그룹은 아데노신 그룹에서 멀리 떨어진 분자의 먼쪽에있는 산소 원자에 의해 정렬되고 연결됩니다.

에너지는 인산염 그룹 사이의 연결에 저장됩니다. 효소 저장된 에너지를 방출하고 근육 수축과 같은 활동에 연료를 공급하는 인산염 그룹 중 하나 또는 두 개를 분리 할 수 ​​있습니다. ATP가 하나의 인산염 그룹을 잃으면 ADP 또는 아데노신 디 포스페이트. ATP가 두 개의 인산기를 잃으면 AMP 또는 아데노신 모노 포스페이트.

세포 수준의 호흡 과정에는 세 단계가 있습니다.

처음 두 단계에서 포도당 분자가 분해되고 CO2가 생성됩니다. 이 시점에서 적은 수의 ATP 분자가 합성됩니다. 대부분의 ATP는 다음과 같은 단백질 복합체를 통해 호흡의 세 번째 단계에서 생성됩니다. ATP 합성 효소.

이 단계의 최종 반응은 산소 분자의 절반을 수소와 결합하여 물을 생성합니다. 각 단계의 자세한 반응은 다음과 같습니다.

탄소가 6 개인 포도당 분자는 두 개의 ATP 분자에서 두 개의 인산기를 받아 ADP로 바꿉니다. 6 탄소 포도당 인산염은 각각 인산염 그룹이 부착 된 2 개의 3 탄소 당 분자로 분해됩니다.

코엔자임 NAD +의 작용으로 당 인산염 분자는 3 탄소 피루 베이트 분자가됩니다. NAD + 분자는 NADH, 그리고 ATP 분자는 ADP에서 합성됩니다.

그만큼 크렙스 사이클

구연산과 그 유도체를 통한 순환의 각 회전마다 순환은 각 피루 베이트 입력에 대해 4 개의 NADH 분자를 생성합니다. 동시에 분자 FAD는 두 개의 수소와 두 개의 전자를 받아 FADH2, 두 개의 이산화탄소 분자가 더 방출됩니다.

마지막으로, 하나의 ATP 분자가 사이클의 한 턴에 생성됩니다.

각 포도당 분자는 두 개의 피루 베이트 입력 그룹을 생성하기 때문에 하나의 포도당 분자를 대사하려면 두 차례의 크렙스주기가 필요합니다. 이 두 번의 회전은 8 개의 NADH 분자, 2 개의 FADH2 분자 및 6 개의 이산화탄소 분자를 생성합니다.

세포 호흡의 마지막 단계는 전자 수송 사슬 또는 기타. 이 단계는 산소와 크렙스 회로에 의해 생성 된 효소를 사용하여 다음과 같은 과정에서 많은 수의 ATP 분자를 합성합니다. 산화 적 인산화. NADH와 FADH2는 초기에 전자를 사슬에 기증하고 일련의 반응은 ATP 분자를 생성하기 위해 위치 에너지를 축적합니다.

첫째, NADH 분자는 사슬의 첫 번째 단백질 복합체에 전자를 제공하면서 NAD +가됩니다. FADH2 분자는 전자와 수소를 사슬의 두 번째 단백질 복합체에 제공하고 FAD가됩니다. NAD + 및 FAD 분자는 입력으로 Krebs 주기로 반환됩니다.

전자가 일련의 환원과 산화를 통해 사슬을 따라 이동함에 따라, 또는 산화 환원 해방 된 에너지는 막을 통해 단백질을 펌핑하는 데 사용됩니다. 원핵 생물 또는 미토콘드리아에서 진핵 생물.

양성자가 ATP 합성 효소라고하는 단백질 복합체를 통해 막을 통해 다시 확산 될 때 양성자 에너지는 ATP 분자를 생성하는 ADP에 추가 인산기를 부착하는 데 사용됩니다.

ATP는 각 단계에서 생산됩니다. 세포 호흡그러나 처음 두 단계는 대량의 ATP 생산이 이루어지는 세 번째 단계의 사용을위한 물질 합성에 중점을 둡니다.

Glycolysis는 먼저 포도당 분자를 분할하기 위해 두 개의 ATP 분자를 사용하지만 2의 순이익. 생성 된 크렙스 사이클 두 개의 ATP 분자 더 사용 된 각 포도당 분자에 대해. 마지막으로 ETC는 이전 단계의 전자 공여체를 사용하여 34 분자의 ATP.

따라서 세포 호흡의 화학 반응은 총 38 ATP 분자 해당 과정에 들어가는 각 포도당 분자에 대해.

일부 유기체에서는 두 분자의 ATP를 사용하여 세포의 해당 과정에서 NADH를 미토콘드리아로 전달합니다. 이 세포의 총 ATP 생산량은 36 개의 ATP 분자입니다.

일반적으로 세포는 에너지를 위해 ATP를 필요로하지만 ATP 분자의 인산염 결합에서 발생하는 위치 에너지를 사용하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. ATP의 가장 중요한 기능은 다음과 같습니다.

• 한 셀에서 만들고 다른 셀에서 사용할 수 있습니다.
• 분해하고 복잡한 분자를 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 유기 분자에 추가하여 모양을 바꿀 수 있습니다. 이러한 모든 기능은 세포가 다른 물질을 사용하는 방법에 영향을 미칩니다.

세 번째 인산기 결합은 가장 정력적인그러나 공정에 따라 효소가 인산염 결합 중 하나 또는 두 개를 끊을 수 있습니다. 이것은 인산기가 효소 분자에 일시적으로 부착되어 ADP 또는 AMP가 생성됨을 의미합니다. ADP 및 AMP 분자는 나중에 세포 호흡 중에 ATP로 다시 변경됩니다.

그만큼 효소 분자 인산기를 다른 유기 분자로 옮깁니다.

ATP는 살아있는 조직 전체에서 발견되며 세포막을 가로 질러 유기체가 필요로하는 곳에 에너지를 전달할 수 있습니다. ATP 사용의 세 가지 예는 다음과 같습니다. 합성 인산기를 포함하는 유기 분자의 반응 ATP에 의해 촉진되고 활성 수송 막을 가로 지르는 분자. 각각의 경우, ATP는 하나 또는 두 개의 인산염 그룹을 방출하여 과정이 진행되도록합니다.

예를 들면 DNA와 RNA 분자는 뉴클레오타이드 인산염 그룹을 포함 할 수 있습니다. 효소는 ATP에서 인산염기를 분리하여 필요에 따라 뉴클레오티드에 추가 할 수 있습니다.

단백질과 관련된 공정의 경우 아미노산 또는 근육 수축에 사용되는 화학 물질, ATP는 인산기를 유기 분자에 부착시킬 수 있습니다. 포스페이트 그룹은 일부를 제거하거나 분자에 추가하는 데 도움을 줄 수 있으며 변경 후 방출합니다. 에 근육 세포, 이러한 종류의 작용은 근육 세포의 각 수축에 대해 수행됩니다.

능동 수송에서 ATP는 세포막을 가로 질러 다른 물질을 가져올 수 있습니다. 또한 인산기를 분자에 부착하여 모양을 바꾸다 세포막을 통과하도록합니다. ATP가 없으면 이러한 프로세스가 중지되고 세포가 더 이상 기능 할 수 없게됩니다.