Мали молекул АТП, који представља аденозин трифосфат, главни је носилац енергије за сва жива бића. АТП је код људи биохемијски начин за складиштење и употребу енергије за сваку поједину ћелију у телу. АТП енергија је такође примарни извор енергије за друге животиње и биљке.
Структура АТП молекула
АТП се састоји од азотне базе аденина, шећерне рибозе са пет угљеника и три фосфатне групе: алфа, бета и гама. Везе између бета и гама фосфата су посебно високе у енергији. Када се те везе раскидају, оне ослобађају довољно енергије да покрену читав низ ћелијских одговора и механизама.
Претварање АТП-а у енергију
Кад год ћелији треба енергија, она прекида везу бета-гама фосфата да би створила аденозин дифосфат (АДП) и слободни молекул фосфата. Ћелија складишти вишак енергије комбиновањем АДП и фосфата да би створила АТП. Ћелије добијају енергију у облику АТП кроз процес који се назива дисање, низ хемијских реакција који оксидирају шећерокарбонску глукозу и формирају угљен-диоксид.
Како делује дисање
Постоје две врсте дисања: аеробно и анаеробно. Аеробно дисање се одвија кисеоником и производи велике количине енергије, док анаеробно дисање не користи кисеоник и производи мале количине енергије.
Оксидација глукозе током аеробног дисања ослобађа енергију која се затим користи за синтезу АТП из АДП и неорганског фосфата (Пи). Масти и протеини се такође могу користити уместо глукозе са шест угљеника током дисања.
Аеробно дисање се одвија у митохондријима ћелије и одвија се у три фазе: гликолиза, Кребсов циклус и систем цитокрома.
АТП током гликолизе
Током гликолизе, која се дешава у цитоплазми, шестокарбонска глукоза се распада на две јединице са три угљеника пирувичне киселине. Уклоњени водоники се спајају са водоничним носачем НАД да би се добио НАДХ2. То резултира нето добитком од 2 АТП. Пирувична киселина улази у матрицу митохондриона и пролази кроз оксидацију, губећи угљен-диоксид и стварајући молекул од два угљеника назван ацетил ЦоА. Водоники који су одузети спајају се са НАД да би створили НАДХ2.
АТП током Кребсовог циклуса
Кребсов циклус, познат и као циклус лимунске киселине, производи високоенергетске молекуле НАДХ и флавин аденин динуклеотида (ФАДХ2), плус неки АТП. Када ацетил ЦоА уђе у Кребсов циклус, он се комбинује са четворокарбонском киселином званом оксалоирћетна киселина да би створио шестокарбонску киселину названу лимунска киселина. Ензими изазивају низ хемијских реакција, претварајући лимунску киселину и ослобађајући високоенергијске електроне у НАД. У једној од реакција ослобађа се довољно енергије за синтезу молекула АТП. За сваки молекул глукозе у систем улазе два молекула пирувичне киселине, што значи да се формирају два молекула АТП.
АТП током система цитокрома
Цитохромски систем, познат и као систем носача водоника или ланац преноса електрона, део је аеробног процеса дисања који производи највише АТП. Ланац преноса електрона се састоји од протеина на унутрашњој мембрани митохондрија. НАДХ шаље јоне водоника и електроне у ланац. Електрони дају енергију протеинима у мембрани, који се затим користе за пумпање јона водоника преко мембране. Овај проток јона синтетише АТП.
Укупно је од једног молекула глукозе створено 38 молекула АТП.