Difosforan adenozyny i adenozynotrifosforan są cząsteczkami organicznymi, znanymi jako nukleotydy, znajdującymi się we wszystkich komórkach roślinnych i zwierzęcych. ADP jest przekształcany w ATP w celu magazynowania energii przez dodanie wysokoenergetycznej grupy fosforanowej. Konwersja odbywa się w substancji pomiędzy Błona komórkowa i jądro, znany jako cytoplazmalub w specjalnych konstrukcjach wytwarzających energię zwanych mitochondria.
Równanie chemiczne
Konwersję ADP do ATP można zapisać jako ADP + Pi + energia → ATP lub, w języku angielskim, difosforan adenozyny plus fosforan nieorganiczny plus energia daje trifosforan adenozyny. Energia jest magazynowana w cząsteczce ATP w wiązaniach kowalencyjnych między grupą fosforanową, szczególnie w wiązaniu między drugą a trzecią grupą fosforanową, znanym jako wiązanie pirofosforanowe.
Fosforylacja chemiosmotyczna
Konwersja ADP do ATP w błonach wewnętrznych mitochondriów jest technicznie znana jako fosforylacja chemiosmotyczna. Woreczki błoniaste na ścianach mitrochondriów zawierają około 10 000 łańcuchów enzymatycznych, które czerpią energię z cząsteczek pokarmu lub fotosynteza – synteza złożonych cząsteczek organicznych z dwutlenku węgla, wody i soli nieorganicznych – w roślinach, poprzez tzw.
łańcuch transportu elektronów.Syntaza ATP
Utlenianie komórkowe w cyklu katalizowanych enzymami reakcji metabolicznych, znanych jako cykl Krebsa, tworzy nagromadzenie ujemnie naładowanych cząstek zwanych elektronami, które wypychają dodatnio naładowane jony wodorowe lub protony przez wewnętrzną błonę mitochondrialną do wewnętrznej komory. Energia uwalniana przez potencjał elektryczny przez błonę powoduje, że enzym znany jako syntaza ATP przyłącza się do ADP. Syntaza ATP jest ogromnym kompleksem molekularnym, a jej funkcją jest katalizowanie addycji trzeciej grupy fosforowej w celu wytworzenia ATP. Pojedynczy kompleks syntazy ATP może generować ponad 100 cząsteczek ATP na sekundę.
Bateria do ponownego naładowania
Żywe komórki wykorzystują ATP tak, jakby były zasilane z akumulatora. Konwersja ADP do ATP zwiększa moc, podczas gdy prawie wszystkie inne procesy komórkowe wiążą się z rozpadem ATP i mają tendencję do rozładowywania energii. W ludzkim ciele typowa cząsteczka ATP wchodzi do mitochondriów, aby się naładować jako tysiące ADP razy dziennie tak, że stężenie ATP w typowej komórce jest około 10 razy wyższe niż ADP. Mięśnie szkieletowe wymagają dużej ilości energii do pracy mechanicznej, dlatego komórki mięśniowe zawierają więcej mitochondriów niż komórki innych typów tkanek.