ATP (adenosintrifosfát): co to je a jaká je jeho funkce?

ATP je molekula s funkcí ukládat a uvolnění energie dočasně pro buňky organismu, aby mohly vykonávat svou činnost.

V biologii je známější pod zkratkou ATP, což znamená adenosintrifosfát nebo adenosintrifosfát. Skládá se z cukru zvaného ribóza, dusíkaté báze zvané adenin a tří fosfátových radikálů.

Glukóza, používaná k výrobě ATP, je cukr produkovaný rostlinami, které jsou autotrofní, to znamená, že produkují svůj vlastní zdroj energie.

Tento cukr se 6 atomy uhlíku prochází uvnitř buněk chemickými reakcemi. V cytoplazmě je proces známý jako kvašení a v mitochondriích jako buněčné dýchání. Na konci obou se tvoří nové molekuly ATP.

Funkce a produkce ATP

Hlavní funkcí ATP je ukládat a uvolňovat energii tam, kde ji potřebuje. Například, aby mobilní telefon fungoval, potřebuje nabít baterii. S nabitou baterií je možné ji používat, energii totiž dodává jí. Totéž se děje s ATP, tato molekula je podobná minibaterii.

ATP: Biologická baterie

Buňky využívají k tvorbě ATP fermentaci nebo buněčné dýchání. Existují dva typy fermentace, oba pouze produkují

2 molekuly ATP a obvykle se vyskytují v mikroorganismech (bakteriích a houbách). Fermentace však probíhá i v lidských buňkách, jako jsou svalové buňky (mléčné kvašení).

• Alkoholové kvašení: Glukóza → ethylalkohol + CO₂ + 2 ATP;

• Mléčná fermentace: Glukóza → kyselina mléčná + 2 ATP.

Buněčné dýchání na druhé straně vytváří rovnováhu 38 molekul ATP a k tomu potřebuje kyslík. V buňkách kosterního svalstva a nervové tkáně je však konečná rovnováha 36 molekul ATP.

• Buněčné dýchání: Glukóza + O₂ → CO₂ + H₂+ 38 nebo 36 ATP.

Někteří autoři naznačují, že v praxi není konečná rovnováha ATP vždy 38, ale může se mezi nimi lišit 30 nebo 32 molekul.

Když je glukóza rozložena, energie se uvolňuje a ukládá za vzniku ATP. K extrakci této energie dochází k řadě chemických reakcí, které jsou:

• glykolýza;
• Krebsův cyklus;
• Oxidační fosforylace nebo respirační řetězec.

Množství ATP produkovaného na molekulu glukózy

Fáze	umístění buňky	Vznikly molekuly ATP
glykolýza	Cytoplazma	2
Krebsův cyklus	mitochondriální matrix	2
dýchacího řetězce	Mitochondriální hřebenová membrána	34
Konečná bilance	38

Vědět více:Energetický metabolismus

Když je třeba, aby došlo k aktivitě, molekula ATP podstoupí a hydrolýza (rozpad molekuly v přítomnosti vody). za reakci exergonický uvolňuje vysoké množství energie, asi 7 kcal/mol jednoho z fosfátů. Po ztrátě fosfátu se molekula přemění na ADP nebo Adenosin difosfát.

• Reakce hydrolýzy ATP: ATP + H₂O → ADP + Pi + volná energie.

ADP: adenosin difosfát

Chemické složení ATP

Molekula ATP je složena z dusíkaté báze tzv adenin, 5-uhlíkový cukr zvaný ribóza a tři radikály fosfát.

Chemická vazba mezi adeninem a ribózou se nazývá adenosin a 3 fosfátové skupiny tvoří trifosfát. Z tohoto důvodu se molekula nazývá adenosintrifosfát nebo adenosintrifosfát. A právě ve fosfátových vazbách se ukládají volné energie.

ATP: adenosintrifosfát

Tvorba ATP: ADP + Pi

Je běžné, že ADP a anorganický fosfát (Pi) jsou přítomny v cytoplazmě buněk. Když dojde k hydrolýze glukózy, uvolní se určité množství energie a uloží se do vazby mezi ADP a Pi tvořící ATP.

Viz reakce:

Proto ADP ve vazbě na Pi tvoří organickou strukturu, která obsahuje 3 fosfáty, tedy adenosintrifosfát. To je důvod, proč ATP ukládá energii dočasně, protože se neustále hromadí a uvolňuje, takže buňky plní své funkce.

Viz také:

• Buněčné dýchání
• Kvašení
• mitochondrie
• glykolýza
• Krebsův cyklus
• oxidační fosforylace
• buněčný metabolismus

Bibliografické odkazy

MACHADO, V. G.; JMÉNO, F. Energeticky bohaté fosfátové sloučeniny. Nová chemie, v. 22, č. 3, str. 351–357, 1999.

UZUNIAN, A.; BIRNER, E. Biologie: jeden svazek. 3. vyd. Sao Paulo: Harbra, 2008.