ATP (adenosiintrifosfaat): mis see on ja mis on selle funktsioon?

ATP on molekul, mille funktsioon on kauplus ja vabastada ajutiselt energiat organismi rakkudele oma tegevuste läbiviimiseks.

Bioloogias tuntakse seda paremini akronüümi ATP all, mis tähendab adenosiintrifosfaat või adenosiintrifosfaat. See koosneb suhkrust, mida nimetatakse riboosiks, lämmastiku alusest, mida nimetatakse adeniiniks, ja kolmest fosfaatradikaalist.

ATP tootmiseks kasutatav glükoos on suhkur, mida toodavad taimed, mis on autotroofid, see tähendab, et nad toodavad oma energiaallikat.

See 6 süsinikuaatomiga suhkur läbib rakkude sees keemilised reaktsioonid. Tsütoplasmas on see protsess tuntud kui kääritamine ja mitokondrites nagu rakuhingamine. Mõlema lõpus tekivad uued ATP molekulid.

ATP funktsioon ja tootmine

ATP peamine ülesanne on salvestada ja vabastada energiat seal, kus see seda vajab. Näiteks selleks, et mobiiltelefon töötaks, peab see laadima oma akut. Laetud akuga on võimalik seda kasutada, kuna energiat annab see. Sama juhtub ATP-ga, see molekul sarnaneb miniakuga.

ATP: bioloogiline aku

Rakud kasutavad ATP moodustamiseks fermentatsiooni või rakuhingamist. Kääritamist on kahte tüüpi, mõlemad toodavad ainult 2 ATP molekuli ja esineb tavaliselt mikroorganismides (bakterites ja seentes). Kuid käärimine toimub ka inimese rakkudes, näiteks lihasrakkudes (piimhape).

• Alkohoolne kääritamine: Glükoos → etüülalkohol + CO₂ + 2 ATP;

• Piimhappe fermentatsioon: Glükoos → piimhape + 2 ATP.

Teisest küljest loob rakuhingamine tasakaalu 38 ATP molekuli ja selleks on vaja hapnikku. Skeletilihaste ja närvikoe rakkudes on lõppbilansiks aga 36 ATP molekuli.

• Rakuhingamine: glükoos + O₂ → CO₂ + H₂+ 38 või 36 ATP.

Mõned autorid viitavad sellele, et praktikas ei ole lõplik ATP saldo alati 38, vaid võib varieeruda 30 või 32 molekuli.

Glükoosi lagundamisel vabaneb energia ja see salvestub, moodustades ATP. Selle energia eraldamiseks toimub rida keemilisi reaktsioone ja need on:

• glükolüüs;
• Krebsi tsükkel;
• Oksüdatiivne fosforüülimine ehk hingamisahel.

Toodetud ATP kogus glükoosimolekuli kohta

Faas	raku asukoht	Moodustuvad ATP molekulid
glükolüüs	Tsütoplasma	2
Krebsi tsükkel	mitokondriaalne maatriks	2
hingamisahel	Mitokondriaalne harja membraan	34
Lõplik saldo	38

Tea rohkem:Energia ainevahetus

Kui aktiivsus peab toimuma, läbib ATP molekul a hüdrolüüs (molekuli lagunemine vee juuresolekul). reaktsioonina eksergooniline vabastab suures koguses energiat, umbes 7 kcal/mol ühte fosfaati. Pärast fosfaadi kadu muutub molekul ümber ADP või Adenosiindifosfaat.

• ATP hüdrolüüsi reaktsioon: ATP + H₂O → ADP + Pi + vaba energia.

ADP: adenosiindifosfaat

ATP keemiline koostis

ATP molekul koosneb lämmastiku alusest, mida nimetatakse adeniin, 5 süsinikusisaldusega suhkur, mida nimetatakse riboos ja kolm radikaali fosfaat.

Adeniini ja riboosi vahelist keemilist sidet nimetatakse adenosiin ja 3 fosfaatrühma moodustavad trifosfaat. Sel põhjusel nimetatakse seda molekuli adenosiintrifosfaadiks või adenosiintrifosfaadiks. Ja just fosfaatsidemetes salvestuvad vabad energiad.

ATP: adenosiintrifosfaat

ATP moodustumine: ADP + Pi

ADP ja anorgaanilise fosfaadi (Pi) esinemine rakkude tsütoplasmas on tavaline. Glükoosi hüdrolüüsi korral vabaneb teatud kogus energiat, mis salvestub ADP ja Pi vahelises sidemes, moodustades ATP.

Vaata reaktsiooni:

Seetõttu moodustab ADP Pi-ga seondumisel orgaanilise struktuuri, mis sisaldab 3 fosfaati, seega adenosiintrifosfaati. Seetõttu salvestab ATP energiat ajutiselt, sest kogu aeg koguneb ja vabastab selle, et rakud täidaksid oma ülesandeid.

Vaata ka:

• Rakuhingamine
• Käärimine
• mitokondrid
• glükolüüs
• Krebsi tsükkel
• oksüdatiivne fosforüülimine
• raku ainevahetus

Bibliograafilised viited

MACHADO, V. G.; NIMI, F. Energiarikkad fosfaatühendid. Uus keemia, v. 22, nr. 3, lk. 351–357, 1999.

UZUNIAN, A.; BIRNER, E. Bioloogia: üks köide. 3. väljaanne São Paulo: Harbra, 2008.