ATP și rolul său în celulă. Funcțiile celulelor mitocondriene
Principala sursă de energie pentru celulă sunt substanțele nutritive: carbohidrații, grăsimile și proteinele, care sunt oxidate de oxigen. Aproape toate hidrati de carbon înainte de a ajunge la celulele corpului, datorită muncii tractului gastro-intestinal si ficat in glucoza. Impreuna cu carbohidratii si proteinele sunt scindate - în aminoacizi și lipide - în nutrienți celulelor grase kislot.V sunt oxidați cu oxigen și cu participarea enzimelor care controlează reacțiile eliberarea de energie și utilizarea acesteia.
Aproape toate reacțiile oxidative apar în mitocondrii, iar energia eliberată este stocată ca un compus macroergic - ATP. În viitor, ATP, mai degrabă decât substanțe nutritive, este utilizat pentru a asigura procese metabolice intracelulare cu energie.
Molecul ATP conține: (1) adenină bazică azotată; (2) riboză carbohidrat pentoză, (3) trei reziduuri de acid fosforic. Ultimii doi fosfați sunt conectați unul la altul și la restul moleculei prin legăturile de fosfat macroergic indicate pe formula ATP prin simbolul
Când energia este eliberată, ATP renunță la grupul fosfat și se transformă în adenozin difosfat. Energia eliberată este utilizată pentru aproape toate procesele celulare, de exemplu în reacțiile biosintetice și în contracția musculară.
Reaprovizionarea stocurilor de ATP are loc prin reunificarea ADP cu un reziduu de acid fosforic din cauza energiei nutritive. Acest proces se repetă din nou și din nou. ATP este consumat și acumulat în mod constant, așa că se numește moneda energiei celulare. Momentul cifrei de afaceri a ATP este de numai câteva minute.
Rolul mitocondriilor în reacțiile chimice ale formării ATP. La intrarea în celulă, glucoza este transformată în acid piruvic prin acțiunea enzimelor citoplasmetice (acest proces se numește glicoliză). Energia eliberată în acest proces este cheltuită pentru transformarea unei cantități mici de ADP în ATP, care reprezintă mai puțin de 5% din rezervele totale de energie.
Sinteza ATP cu 95% se efectuează în mitocondrii. acid piruvic, acizi grași și aminoacizi, respectiv, format din carbohidrați, grăsimi și proteine din matricea mitocondrială, eventual, transformat într-un compus numit „acetil-CoA.“ Acest compus, la rândul său, intră într-o serie de reacții enzimatice, sub titlul „ciclul acidului tricarboxilic“ sau „ciclu Krebs“, pentru a da energia.
În ciclul de acizi tricarboxilici, acetil-CoA scade până la atomii de hidrogen și moleculele de dioxid de carbon. Dioxidul de carbon este îndepărtat din mitocondrie, apoi - din celulă prin difuzie și descărcat din organism prin plămâni.
Atomii de hidrogen sunt foarte activi din punct de vedere chimic și, prin urmare, reacționează imediat cu difuzarea oxigenului în mitocondrii. O cantitate mare de energie eliberată în această reacție este utilizată pentru a transforma multe molecule de ADP în ATP. Aceste reacții sunt destul de complexe și necesită participarea unui număr mare de enzime care fac parte din cristalul mitocondrial. La etapa inițială, electronul este separat de atomul de hidrogen și atomul este transformat într-un ion de hidrogen. Procesul se termină prin adăugarea de ioni de hidrogen la oxigen. Ca rezultat, această reacție produce apă și o cantitate mare de energie necesară pentru ATP-sintetaza - o proteină globulară mare care acționează ca hillocks pe suprafața cristae a mitocondrie. Sub acțiunea acestei enzime, folosind energia ionilor de hidrogen, ADP este convertit în ATP. Noua molecula de ATP din mitocondrie trimise la toate compartimentele celulei, inclusiv nucleul, unde energia compusului este utilizat pentru a furniza o varietate de funcții.
Acest proces de sinteză a ATP este denumit în general mecanismul chemosmotic al formării ATP.
