Sisältö
- ATP-molekyylin rakenne
- ATP: n muuttaminen energiaksi
- Kuinka hengitys toimii?
- ATP glykolyysin aikana
- ATP Krebs-syklin aikana
- ATP sytokromijärjestelmän aikana
Pieni molekyyli ATP, joka tarkoittaa adenosiinitrifosfaattia, on tärkein energian kantaja kaikille eläville olennoille. Ihmisillä ATP on biokemiallinen tapa varastoida ja käyttää energiaa jokaisessa kehon solussa. ATP-energia on myös tärkein energialähde muille eläimille ja kasveille.
ATP-molekyylin rakenne
ATP koostuu typpipitoisesta adeniinista, viiden hiilen sokeririboosista ja kolmesta fosfaattiryhmästä: alfa, beeta ja gamma. Sidokset beeta- ja gammafosfaattien välillä ovat erityisen korkeita energiassa. Kun nämä sidokset rikkoutuvat, ne vapauttavat tarpeeksi energiaa laukaisemaan joukon solujen vasteita ja mekanismeja.
ATP: n muuttaminen energiaksi
Aina kun solu tarvitsee energiaa, se katkaisee beeta-gammafosfaattisidoksen adenosiinidifosfaatin (ADP) ja vapaan fosfaattimolekyylin luomiseksi. Solu varastoi ylimääräisen energian yhdistämällä ADP: tä ja fosfaattia ATP: n tuottamiseksi. Solut saavat energiaa ATP: n muodossa hengityksessä, jota kutsutaan kemiallisiksi reaktioiksi, jotka hapettavat kuusihiilistä glukoosia hiilidioksidin muodostamiseksi.
Kuinka hengitys toimii?
Hengitystä on kahta tyyppiä: aerobinen hengitys ja anaerobinen hengitys. Aerobinen hengitys tapahtuu hapen avulla ja tuottaa suuria määriä energiaa, kun taas anaerobinen hengitys ei käytä happea ja tuottaa pieniä määriä energiaa.
Glukoosin hapettuminen aerobisen hengityksen aikana vapauttaa energiaa, jota käytetään sitten syntetisoimaan ATP ADP: stä ja epäorgaanisesta fosfaatista (Pi). Rasvoja ja proteiineja voidaan käyttää myös hengityksen aikana kuuden hiilen glukoosin sijasta.
Aerobinen hengitys tapahtuu solun mitokondrioissa ja tapahtuu kolmessa vaiheessa: glykolyysi, Krebs-sykli ja sytokromijärjestelmä.
ATP glykolyysin aikana
Sytoplasmassa tapahtuvan glykolyysin aikana kuuden hiilen glukoosi hajoaa kahdeksi kolmehiiliseksi pyruviinihappoyksiköksi. Poistetut vety yhdistyvät vedyn kantajan NAD kanssa NADH: n tuottamiseksi2. Tämä johtaa nettovoittoon 2 ATP. Pyruviinihappo menee mitokondrion matriisiin ja menee läpi hapettumisen, menettää hiilidioksidin ja luo kaksihiilisen molekyylin, nimeltään asetyyli-CoA. Vetyt vedyt liittyvät NAD: n kanssa NADH: ksi2.
ATP Krebs-syklin aikana
Krebs-sykli, joka tunnetaan myös nimellä sitruunahapposykli, tuottaa NADH: n ja flavin-adeniinidinukleotidin (FADH) korkean energian molekyylejä2), plus ATP. Kun asetyyli-CoA siirtyy Krebs-kiertoon, se yhdistyy neljän hiilihapon kanssa, nimeltään oksaloetikkahappo, jolloin muodostuu kuusihiilihappoa, jota kutsutaan sitruunahapoksi. Entsyymit aiheuttavat sarjan kemiallisia reaktioita, jotka muuttavat sitruunahapon ja vapauttavat korkean energian elektroneja NAD: ksi. Yhdessä reaktiossa vapautuu tarpeeksi energiaa ATP-molekyylin syntetisoimiseksi. Jokaista glukoosimolekyyliä kohti on kaksi pyruvihappomolekyyliä, jotka tulevat järjestelmään, mikä tarkoittaa, että muodostuu kaksi ATP-molekyyliä.
ATP sytokromijärjestelmän aikana
Sytokromijärjestelmä, joka tunnetaan myös nimellä vedyn kantajajärjestelmä tai elektroninsiirtoketju, on osa aerobista hengitysprosessia, joka tuottaa eniten ATP: tä. Elektronikuljetusketju muodostuu proteiineista mitokondrioiden sisäkalvolla. NADH: n vetyionit ja elektronit ketjuun. Elektronit antavat energiaa kalvon proteiineille, joita käytetään sitten vetyionien pumppaamiseen kalvon läpi. Tämä ionivirta syntetisoi ATP: tä.
Yhdessä glukoosimolekyylissä luodaan yhteensä 38 ATP-molekyyliä.