Saan kasali ang atf? Molekyul ng ATP - ano ito at ano ang papel nito sa katawan

Ang proseso ng phosphorylation ay ang reaksyon ng paglipat ng isang phosphoryl group mula sa isang compound patungo sa isa pa na may partisipasyon ng kinase enzyme. Ang ATP ay synthesize ng oxidative at substrate phosphorylation. Ang Oxidative phosphorylation ay ang synthesis ng ATP sa pamamagitan ng pagdaragdag ng inorganic phosphate sa ADP gamit ang enerhiya na inilabas sa panahon ng oksihenasyon ng bioorganic substance.

ADP + ~P → ATP

Ang substrate phosphorylation ay ang direktang paglipat ng isang phosphoryl group na may mataas na enerhiya na ADP bond para sa synthesis ng ATP.

Mga halimbawa ng substrate phosphorylation:

1. Ang isang intermediate na produkto ng metabolismo ng carbohydrate ay phosphoenolpyruvic acid, na naglilipat ng ADP phosphoryl group na may mataas na enerhiya na bono:

Pakikipag-ugnayan ng intermediate na produkto ng Krebs cycle - high-energy succinyl-Co-A - sa ADP upang bumuo ng isang molekula ng ATP.

Tingnan natin ang tatlong pangunahing yugto ng paglabas ng enerhiya at synthesis ng ATP sa katawan.

Ang unang yugto (paghahanda) ay kinabibilangan ng panunaw at pagsipsip. Sa yugtong ito, 0.1% ng enerhiya ng mga compound ng pagkain ay inilabas.

Pangalawang yugto. Pagkatapos ng transportasyon, ang mga monomer (mga produkto ng agnas ng bioorganic compound) ay pumapasok sa mga selula, kung saan sila ay sumasailalim sa oksihenasyon. Bilang resulta ng oksihenasyon ng mga molekula ng gasolina (amino acids, glucose, fats), nabuo ang compound acetyl-Co-A. Sa yugtong ito, humigit-kumulang 30% ng enerhiya ng mga sangkap ng pagkain ang inilabas.

Ang ikatlong yugto - ang Krebs cycle - ay isang saradong sistema ng biochemical redox reactions. Ang cycle ay pinangalanan pagkatapos ng English biochemist na si Hans Krebs, na nag-post at eksperimento na nakumpirma ang mga pangunahing reaksyon ng aerobic oxidation. Para sa kanyang pananaliksik, natanggap ni Krebs ang Nobel Prize (1953). Ang cycle ay may dalawa pang pangalan:

Ang siklo ng tricarboxylic acid, dahil kasama dito ang mga reaksyon ng pagbabagong-anyo ng mga tricarboxylic acid (mga acid na naglalaman ng tatlong grupo ng carboxyl);

Sitriko acid cycle, dahil ang unang reaksyon ng cycle ay ang pagbuo ng sitriko acid.

Ang Krebs cycle ay may kasamang 10 reaksyon, apat sa mga ito ay redox. Sa panahon ng mga reaksyon, 70% ng enerhiya ay inilabas.

Ang biological na papel ng cycle na ito ay lubhang mahalaga, dahil ito ang karaniwang dulo ng oxidative breakdown ng lahat ng mga pangunahing pagkain. Ito ang pangunahing mekanismo ng oksihenasyon sa cell; ito ay matalinghagang tinatawag na metabolic "cauldron". Sa panahon ng oksihenasyon ng mga molekula ng gasolina (carbohydrates, amino acids, fatty acids), ang katawan ay binibigyan ng enerhiya sa anyo ng ATP. Ang mga molekula ng gasolina ay pumapasok sa Krebs cycle pagkatapos ma-convert sa acetyl-Co-A.

Bilang karagdagan, ang tricarboxylic acid cycle ay nagbibigay ng mga intermediate na produkto para sa mga biosynthetic na proseso. Ang cycle na ito ay nangyayari sa mitochondrial matrix.

Isaalang-alang ang mga reaksyon ng Krebs cycle:

Ang cycle ay nagsisimula sa condensation ng four-carbon component oxaloacetate at ang two-carbon component acetyl-Co-A. Ang reaksyon ay na-catalyzed ng citrate synthase at nagsasangkot ng aldol condensation na sinusundan ng hydrolysis. Ang intermediate ay citril-Co-A, na na-hydrolyzed sa citrate at CoA:

IV. Ito ang unang redox reaction.
Ang reaksyon ay na-catalyzed ng isang α-oxoglutarate dehydrogenase complex na binubuo ng tatlong enzymes:

VII.

Ang Succinyl ay naglalaman ng isang bono na mayaman sa enerhiya. Ang cleavage ng thioester bond ng succinyl-CoA ay nauugnay sa phosphorylation ng guanosine diphosphate (GDP):

Succinyl-CoA + ~ F +GDP Succinate + GTP +CoA

Ang phosphoryl group ng GTP ay madaling ilipat sa ADP upang bumuo ng ATP:

GTP + ADP ATP + GDP

Ito ang tanging reaksyon sa cycle na isang reaksyon ng substrate phosphorylation.

VIII. Ito ang ikatlong redox reaction:

Ang Krebs cycle ay gumagawa ng carbon dioxide, mga proton, at mga electron. Ang apat na reaksyon ng cycle ay redox, na catalyzed ng mga enzyme - dehydrogenases na naglalaman ng mga coenzymes NAD at FAD. Kinukuha ng mga coenzymes ang nagresultang H + at ē at inililipat ang mga ito sa respiratory chain (biological oxidation chain). Ang mga elemento ng respiratory chain ay matatagpuan sa panloob na lamad ng mitochondria.

Ang respiratory chain ay isang sistema ng redox reactions, kung saan mayroong unti-unting paglipat ng H + at ē sa O 2, na pumapasok sa katawan bilang resulta ng paghinga. Ang ATP ay nabuo sa respiratory chain. Ang mga pangunahing carrier ē sa kadena ay mga protina na naglalaman ng bakal at tanso (cytochromes), coenzyme Q (ubiquinone). Mayroong 5 cytochromes sa chain (b 1, c 1, c, a, a 3).

Ang prosthetic group ng cytochromes b 1, c 1, c ay iron-containing heme. Ang mekanismo ng pagkilos ng mga cytochrome na ito ay naglalaman ang mga ito ng iron atom na may variable na valence, na maaaring nasa parehong oxidized at reduced na estado bilang resulta ng paglipat ng ē at H +.

Palakasin ang Mga Antas ng ATP para sa Mabilis na Pagbawi at Paglago

Ang ATP ay isang mapagkukunan ng intracellular energy na kumokontrol sa halos lahat ng mga function ng kalamnan at tinutukoy ang antas ng lakas at tibay. Kinokontrol din nito ang anabolic response sa pagsasanay, pati na rin ang impluwensya ng karamihan sa mga hormone sa antas ng cellular. Posibleng ipagpalagay na ang mas maraming ATP na nilalaman sa mga kalamnan, mas malaki at mas malakas ang mga ito.

Ang katotohanan ay ang matinding pagsasanay bilang isang bodybuilder ay nakakaubos ng mga tindahan ng ATP sa mga kalamnan. At ang estadong ito ng kawalan ng laman ay maaaring tumagal ng ilang araw, na pumipigil sa paglaki ng kalamnan. Sa partikular, ang overtraining ay ang resulta ng katawan na nasa isang estado ng pagkaubos ng ATP sa loob ng mahabang panahon. Upang maibalik ang mga antas ng ATP sa iyong mga kalamnan, dapat mong matutunan kung paano epektibong gumamit ng iba't ibang ATP boosters.

Mga antas ng ATP sa panahon ng ehersisyo

Ginagamit ng mga contraction ng kalamnan ang enerhiya ng ATP na nasa mga selula ng kalamnan. Gayunpaman, sa masinsinang pagbawas, ang supply ng "gasolina" na ito ay mabilis na naubos. Ito ay para sa kadahilanang ito na hindi ka maaaring magpatuloy sa paggawa ng parehong puwersa magpakailanman. Kung mas mahirap kang magsanay, mas maraming ATP ang kailangan mo. Ngunit kung mas mabigat ang pasanin, mas nawawalan ng kakayahan ang iyong mga cell na muling likhain ang ATP. Bilang isang resulta, ang isang mabigat na pagkarga ay mabilis na magpapabagsak sa iyo, na magdudulot ng labis na pagkabigo dahil inaagaw nito ang kakayahang kumpletuhin ang iyong huling, pinaka-produktibong mga reps. Iyan ay kapag nagsimula kang makaramdam ng mga contraction ng kalamnan, pakiramdam ang bawat hibla, ngunit lahat sila ay huminto sa pagtatrabaho dahil sa kakulangan ng ATP.

Sa katunayan, ang mga antas ng ATP ay isa sa mga pinaka-limitadong kadahilanan sa pagsasanay. Binabawasan nito ang bilang ng mga reps na nagsusulong ng paglago sa bawat set. Upang mabawi ang kakulangan ng intensity sa dulo ng isang set, magsagawa ka ng higit pang mga set, na nagreresulta sa isang malaking halaga ng hindi epektibong low-intensity na trabaho.

Taliwas sa tanyag na paniniwala, ang mga antas ng ATP pagkatapos magsagawa ng isang set ay hindi talaga zero. Sa katunayan, ito ay napakalayo sa zero. Ipinapakita ng medikal na pananaliksik na bumababa ng 25% ang mga antas ng ATP ng kalamnan pagkatapos ng 10 segundo ng pinakamaraming pag-urong ng kalamnan (1). Pagkatapos ng 30 segundo ng naturang pagsisikap, ang antas ng ATP ay nasa humigit-kumulang 50%. Samakatuwid, malayo ka pa sa ganap na pagkaubos ng iyong mga reserbang ATP. Ngunit kahit na isang bahagyang pagbaba sa antas nito ay sapat na upang maiwasan ang iyong mga kalamnan mula sa pagkontrata nang malakas hangga't gusto mo. Siyempre, ang mga tindahan ng ATP ay lalong nauubos habang gumaganap ka ng higit sa isang set. Ipinakita ng pananaliksik na ang 4 na minutong pahinga ay hindi sapat upang ganap na maibalik ang mga antas ng ATP sa type 2 fibers pagkatapos ng 30 segundo ng pag-urong ng kalamnan (2). Dahil dito, kapag sinimulan mo ang pangalawang set, ang reserbang ATP sa mga kalamnan ay hindi optimal. Habang nagpe-perform ka ng parami nang paraming set, ang mga antas ng ATP ay nagiging mas kaunti.

Ano ang mangyayari sa ATP pagkatapos ng ehersisyo?

Pagkatapos makumpleto ang pagsasanay, ang mga reserbang ATP ay maaaring makabuluhang bawasan. Kapag nagpapahinga ka, maaari mong asahan na ang iyong mga kalamnan ay magkakaroon ng pagkakataong mabawi. Pagkatapos ng lahat, ang pangangailangan para sa ATP sa oras na ito ay bumababa, at ang produksyon ay tumataas. Gayunpaman, tandaan na sa simula ng panahon ng pagbawi, ang mga antas ng ATP ay mababa, kaya't magtatagal ang mga ito para bumalik sa normal. alin? Nakakagulat, aabutin ng 24 hanggang 72 oras para ganap na mapunan ang ATP.

Kung ikaw ay nasa estado ng overtraining, ang iyong mga antas ng ATP ay hindi babalik sa normal, mga antas ng baseline. Bagaman, sa kasamaang-palad, ang mga antas ng ATP ay medyo nabawasan pagkatapos ng ehersisyo, medyo mataas pa rin ang mga ito. Mayroong ilang mga dahilan para dito, kabilang ang mga sumusunod:

1) Kapag nag-eehersisyo ka, ang sodium ay naiipon sa mga selula ng kalamnan. Pagkatapos ay dapat nilang alisin ang sodium gamit ang isang mekanismo na tinatawag na Na-K-ATPase pump. Tulad ng iminumungkahi ng pangalan, ang mekanismong ito ay gumagamit ng ATP bilang isang mapagkukunan ng enerhiya.

2) Kung masakit ang iyong mga kalamnan, nangangahulugan ito ng malaking halaga ng calcium na naipon sa kanila. Susubukan nilang ibalik ang calcium na nilalaman nito sa mga likas na tindahan nito, ngunit nangangailangan din ito ng isang tiyak na supply ng ATP.

3) Ang isa pang kawili-wiling aspeto ay may kinalaman sa pagbuo ng glutamine. Pagkatapos ng pagsasanay, ang pangangailangan ng katawan para sa glutamine ay tumataas nang husto. Upang makayanan ang tumaas na pangangailangan para sa glutamine, ang katawan ay nagsisimulang gumawa ng mas maraming glutamine mula sa iba pang mga amino acid, tulad ng branched chain amino acids. Ang isang estado ng "paghatak ng digmaan" ay lumitaw. Habang dumarami ang paggamit ng glutamine, tumataas din ang pagsisikap ng katawan na gumawa ng bagong glutamine. Ang produksyon ng glutamine ay napakamahal mula sa isang punto ng enerhiya - ibig sabihin ay ATP. Pangunahin itong nangyayari sa mga kalamnan, ngunit ang antas ng ATP sa mga kalamnan pagkatapos ng ehersisyo ay nabawasan, na nakakasagabal sa paggawa ng glutamine. Pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon, ang produksyon nito ay hindi na sumasaklaw sa tumaas na pangangailangan, na humahantong sa isang makabuluhang pagbawas sa mga antas ng glutamine pagkatapos ng pagsasanay. Sa kabilang banda, upang gawing minimal ang pagbabawas na ito, sinusubukan ng katawan na taasan ang rate ng synthesis ng glutamine, gamit ang mas maraming ATP. Dahil dito, ang pagkonsumo ng ATP ng kalamnan ay nananatiling mataas sa mahabang panahon pagkatapos ng ehersisyo at ito ay nagiging sanhi ng pagbawi ng kalamnan ng masyadong matagal.

ATP at diyeta

Ang proseso ng pagsasanay at pag-unlad ng kalamnan ay medyo mahirap kahit na kumain ka ng normal. Ngunit ang mga bodybuilder ay kailangang sundin ang isang low-carb diet paminsan-minsan. Maaari mong isipin kung paano ang pagbabawas ng paggamit ng pagkain ay nakakaapekto sa mga antas ng enerhiya sa cell. Sa panahon ng isang pangmatagalang paghihigpit na diyeta, ang balanse ng enerhiya sa mga kalamnan ay naaabala, na ginagawang mas mahirap na mapanatili ang mga normal na antas ng ATP. Ito ay humahantong sa pagbaba ng lakas sa panahon ng pagsasanay at matagal na pagbawi pagkatapos ng pagsasanay.

Mga function ng ATP

Bilang karagdagan sa pangunahing tungkulin nito na magbigay ng enerhiya para sa pag-urong ng kalamnan at pagkontrol sa mga antas ng electrolyte sa mga kalamnan, ang ATP ay gumaganap ng maraming iba pang mga function sa mga kalamnan. Halimbawa, kinokontrol nito ang rate ng synthesis ng protina. Kung paanong ang pagtatayo ng isang gusali ay nangangailangan ng pagkakaroon ng mga hilaw na materyales at isang tiyak na paggasta ng enerhiya, gayon din ang pagtatayo ng tissue ng kalamnan. Ang materyal ay mga amino acid, at ang pinagmumulan ng enerhiya ay ATP. Ang anabolismo ay isa sa mga prosesong umuubos ng enerhiya na nangyayari sa loob ng mga kalamnan.

Kumokonsumo ito ng napakaraming ATP na kapag ang sangkap na ito ay nabawasan ng 30%, humihinto ang karamihan sa mga anabolic reaction. Kaya, ang mga pagbabago sa mga antas ng ATP ay lubos na nakakaapekto sa proseso ng anabolic.

Ipinapaliwanag nito ang katotohanan na ang mga kalamnan ay hindi lumalaki sa panahon ng pagsasanay. Kapag ang isang tao ay nag-eehersisyo, ang kanilang mga antas ng ATP ay masyadong mababa. At kung na-trigger mo ang proseso ng anabolic sa puntong ito, higit nitong mauubos ang iyong supply ng ATP, na magpapababa sa iyong kakayahang magkontrata ng mga kalamnan. Ang mas maagang mga antas ng ATP ay bumalik sa normal, mas maaga ang proseso ng synthesis ng protina ay magsisimula. Kaya't habang mahalaga na taasan ang iyong mga antas ng ATP sa panahon ng pag-eehersisyo, mas mahalaga na gawin ito pagkatapos mag-ehersisyo para sa paglaki ng kalamnan. Ang ATP ay kinakailangan din para sa mga anabolic hormone upang gumana ang kanilang mahika. Ang parehong testosterone at insulin ay nangangailangan ng ATP upang gumana nang maayos.

Paradoxically, ang antas ng ATP ay kinokontrol din ang rate ng catabolism. Ang mga pangunahing proteolytic pathway ay nangangailangan ng enerhiya upang masira ang tissue ng kalamnan. Bagama't maaari mong ipagpalagay na ang pagbabawas ng post-workout sa mga antas ng ATP ay magliligtas sa mga kalamnan mula sa catabolism, sa kasamaang-palad, hindi ito ang kaso. Kapag ang mga antas ng ATP ng kalamnan ay umabot sa isang mas mababang threshold, ang iba pang mga mekanismo ng catabolic na independyente sa ATP ay isinaaktibo. Ang kaltsyum na nakapaloob sa mga selula ay nagsisimulang maalis mula sa mga selula, na nagiging sanhi ng mga pangunahing karamdaman. Ang isang mas kapaki-pakinabang na pagpipilian ay upang mapahusay ang parehong anabolic at catabolic na proseso kaysa sa isang malakas na proseso ng catabolic at isang mahina na anabolic. Samakatuwid, mas maraming ATP, mas mabuti.

Paano Taasan ang Mga Antas ng ATP

Bilang isang bodybuilder, mayroon kang malaking arsenal ng makapangyarihang mga tool upang mapataas ang iyong mga antas ng ATP. Sa artikulong ito ay magsasalita ako tungkol sa paggamit ng creatine, prohormones at ribose. Hindi ako magtatagal sa carbohydrates, dahil masyadong marami na ang naisulat tungkol sa kanila bilang pinagmumulan ng enerhiya. Ang glutamine at branched chain amino acid ay mayroon ding maliit na epekto sa produksyon ng ATP, ngunit hindi ko na idedetalye ang tungkol sa mga ito sa ngayon. Mahalagang maunawaan mo na ang lahat ng mga stimulant na ito ay nailalarawan sa iba't ibang oras ng operasyon, at samakatuwid ay pantulong lamang.

Ang pinakamabilis na kumikilos na stimulant ay D-ribose. Ang molekula ng ATP ay nilikha sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan ng isang molekula ng adenine, tatlong grupo ng pospeyt at isang molekula ng ribose. Kaya, ang ribose ay isang kinakailangang hilaw na materyal para sa synthesis ng ATP. Kinokontrol din ng Ribose ang aktibidad ng enzyme 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphate, na kinakailangan para sa resynthesis ng ATP.

Inirerekomenda ko ang pagkonsumo ng hindi bababa sa 4 na gramo ng ribose 45 minuto bago ang iyong pag-eehersisyo. Hindi lang agad bubuti ang iyong mga antas ng lakas, ngunit pinipigilan din ng ribose ang pagkapagod ng nerve na nakakaapekto sa pagganap habang nagdaragdag ka ng mga reps sa iyong pinakamabibigat na set.

Gayunpaman, ang ribose ay gumaganap hindi lamang bilang isang stimulator ng produksyon ng ATP. Ipinakita ng pananaliksik na ito ay epektibo sa pagtaas ng mga antas ng ATP at pagtaas ng mga antas ng uridine triphosphate, isa pa, kahit na hindi gaanong kilala, na pinagmumulan ng cellular energy. Ang uridine triphosphate ay pinakamahalaga para sa mabagal na pagkibot ng mga hibla. Ipinakikita ng pananaliksik na ito ay may malakas na anabolic effect sa mga kalamnan. Nakakatulong din ito sa kanila na mapupuksa ang mga infestation ng sodium sa pamamagitan ng pagtulong sa potassium na lumipat sa loob ng mga selula ng kalamnan, na kung saan ay nagtitipid sa mga tindahan ng ATP.

Itinuturing kong ang creatine ay isang katamtamang ATP stimulator, at ang pinakamahabang kumikilos na ATP stimulant ay mga prohormone. Duda ako na ang creatine ay maaaring magkaroon ng isang nakapagpapasigla na epekto sa produksyon ng ATP sa mga namumuno sa isang laging nakaupo na pamumuhay. Gayunpaman, tulad ng tinalakay sa itaas, ang matinding pisikal na aktibidad ay binabawasan ang mga antas ng ATP sa mahabang panahon. Sa kasong ito, ang creatine ay maaaring magbigay ng kinakailangang panimulang materyal para sa ATP resynthesis, salamat sa pagbabago nito sa phosphocreatine sa loob ng mga kalamnan. Ang isang eksperimento na isinagawa ng mga European scientist ay nagpakita na sa karagdagang paggamit ng creatine ng mga atleta sa isang mataas na antas ng pagsasanay para sa limang araw sa halagang 21 g bawat araw, kasama ang pagkonsumo ng 252 g ng carbohydrates, ang antas ng ATP sa ang mga kalamnan ay tumaas ng hanggang 9%, at kapag gumagamit ng ATP precursor phosphocreatine - ng 11% (3).

Tungkol sa mga prohormone, ipinakita ng mga pag-aaral ng hayop na ang antas ng mga male hormone ay lubos na nakakaimpluwensya sa antas ng ATP sa mga kalamnan. Kapag ang mga daga ay kinapon, ang antas ng ATP sa kanilang mga kalamnan ay nabawasan (4). Kapag ang mga daga ay binigyan ng testosterone, ang mga antas ng ATP ay naibalik sa normal na antas. Ang mga resulta ng pag-aaral na ito ay pinatunayan ang kahalagahan ng pagkuha ng testosterone stimulants, lalo na sa post-workout period, kapag ang mga antas ng testosterone ay nabawasan kahit na sa pamamagitan lamang ng pagkonsumo ng carbohydrates. Maaari kang gumamit ng intracrine testosterone stimulant gaya ng androstenedione at endocrine stimulants gaya ng nandrolone precursors. Kaya, maaari mong natural na i-regulate ang pagbaba ng mga antas ng testosterone sa dugo sa pamamagitan ng pagpapalit nito ng nandrolone, habang pinapataas din ang mga antas ng testosterone sa mga kalamnan na may androstenedione.
Ribose, creatine at prohormones ay mabisang stimulators ng produksyon ng ATP. Ang pagsasama-sama ng mga ito ay magpapataas ng iyong mga antas ng lakas sa panahon ng pagsasanay sa paglaban habang pinapabuti ang pagbawi at paglaki ng kalamnan pagkatapos ng pagsasanay. Dahil iba ang pagkakabahagi ng kanilang impluwensya sa paglipas ng panahon at mayroon silang iba't ibang paraan ng pagkilos, gumagawa sila ng pinakamainam na resulta sa pamamagitan ng pagtatrabaho nang may synergy.

Enerhiya ng aktibidad ng kalamnan

Tulad ng nabanggit na, ang parehong mga yugto ng aktibidad ng kalamnan - pag-urong at pagpapahinga - ay nangyayari sa obligadong paggamit ng enerhiya, na inilabas sa panahon ng hydrolysis ng ATP.

Gayunpaman, ang mga reserbang ATP sa mga selula ng kalamnan ay hindi gaanong mahalaga (sa pamamahinga, ang konsentrasyon ng ATP sa mga kalamnan ay humigit-kumulang 5 mmol/l), at sapat ang mga ito para sa trabaho ng kalamnan sa loob ng 1-2 s. Samakatuwid, upang matiyak ang mas mahabang aktibidad ng kalamnan, ang mga reserbang ATP ay dapat na mapunan sa mga kalamnan. Ang pagbuo ng ATP sa mga selula ng kalamnan nang direkta sa panahon ng pisikal na trabaho ay tinatawag na ATP resynthesis at may kasamang pagkonsumo ng enerhiya.

Kaya, kapag ang mga kalamnan ay gumana, dalawang proseso ang sabay-sabay na nangyayari sa kanila: ATP hydrolysis, na nagbibigay ng kinakailangang enerhiya para sa pag-urong at pagpapahinga, at ATP resynthesis, na muling pinupunan ang pagkawala ng sangkap na ito. Kung ang kemikal na enerhiya lamang ng ATP ay ginagamit upang matiyak ang pag-urong at pagpapahinga ng kalamnan, kung gayon ang kemikal na enerhiya ng iba't ibang uri ng mga compound ay angkop para sa resynthesis ng ATP: carbohydrates, fats, amino acids at creatine phosphate.

Istraktura at biyolohikal na papel ng ATP

Ang adenosine triphosphate (ATP) ay isang nucleotide. Ang molekula ng ATP (adenosine triphosphoric acid) ay binubuo ng nitrogenous base adenine, ang five-carbon sugar ribose at tatlong phosphoric acid residues na konektado ng isang high-energy bond. Kapag ito ay na-hydrolyzed, isang malaking halaga ng enerhiya ang inilabas. Ang ATP ay ang pangunahing macroerg ng cell, isang energy accumulator sa anyo ng enerhiya ng high-energy chemical bond.

Sa ilalim ng mga kondisyong pisyolohikal, ibig sabihin, sa ilalim ng mga kundisyong iyon na umiiral sa isang buhay na selula, ang pagkasira ng isang nunal ng ATP (506 g) ay sinamahan ng pagpapalabas ng 12 kcal, o 50 kJ ng enerhiya.

Mga landas para sa pagbuo ng ATP

Aerobic oxidation (paghinga ng tissue)

Mga kasingkahulugan: oxidative phosphorylation, respiratory phosphorylation, aerobic phosphorylation.

Ang landas na ito ay nangyayari sa mitochondria.

Ang tricarboxylic acid cycle ay unang natuklasan ng English biochemist na si G. Krebs (Fig. 4).

Ang unang reaksyon ay na-catalyzed ng enzyme citrate synthase, kung saan ang acetyl group ng acetyl-CoA ay namumuo sa oxaloacetate, na nagreresulta sa pagbuo ng citric acid. Tila, sa reaksyong ito, ang citril-CoA na nakatali sa enzyme ay nabuo bilang isang intermediate na produkto. Pagkatapos ang huli ay spontaneously at irreversibly hydrolyzes upang bumuo ng citrate at HS-CoA.

Bilang resulta ng pangalawang reaksyon, ang nagresultang citric acid ay sumasailalim sa dehydration upang bumuo ng cis-aconitic acid, na, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang molekula ng tubig, ay nagiging isocitric acid (isocitrate). Ang nababaligtad na hydration-dehydration reaction na ito ay na-catalyze ng enzyme aconitate hydratase (aconitase). Bilang resulta, ang magkaparehong paggalaw ng H at OH ay nangyayari sa molekula ng citrate.

kanin. 4. Tricarboxylic acid cycle (Krebs cycle)

Ang ikatlong reaksyon ay lumilitaw na nililimitahan ang rate ng Krebs cycle. Ang Isocitric acid ay dehydrogenated sa pagkakaroon ng NAD-dependent isocitrate dehydrogenase. Sa panahon ng reaksyon ng isocitrate dehydrogenase, ang isocitric acid ay sabay-sabay na decarboxylated. Ang NAD-dependent na isocitrate dehydrogenase ay isang allosteric enzyme na nangangailangan ng ADP bilang isang partikular na activator. Bilang karagdagan, ang enzyme ay nangangailangan o mga ion upang ipakita ang aktibidad nito.

Sa pang-apat na reaksyon, ang oxidative decarboxylation ng α-ketoglutaric acid ay nangyayari upang bumuo ng high-energy compound na succinyl-CoA. Ang mekanismo ng reaksyong ito ay katulad ng reaksyon ng oxidative decarboxylation ng pyruvate sa acetyl-CoA; Ang α-ketoglutarate dehydrogenase complex ay katulad sa istraktura sa pyruvate dehydrogenase complex. Sa parehong mga kaso, 5 coenzymes ang nakikibahagi sa reaksyon: TPP, lipoic acid amide, HS-CoA, FAD at NAD+.

Ang ikalimang reaksyon ay na-catalyzed ng enzyme na succinyl-CoA synthetase. Sa panahon ng reaksyong ito, ang succinyl-CoA, na may partisipasyon ng GTP at inorganic phosphate, ay na-convert sa succinic acid (succinate). Kasabay nito, ang pagbuo ng isang high-energy phosphate bond ng GTP ay nangyayari dahil sa high-energy thioester bond ng succinyl-CoA.

Bilang resulta ng ikaanim na reaksyon, ang succinate ay dehydrogenated sa fumaric acid. Ang oksihenasyon ng succinate ay na-catalyzed ng succinate dehydrogenase.

sa isang molekula kung saan ang coenzyme FAD ay mahigpit (covalently) na nakagapos sa protina. Sa turn, ang succinate dehydrogenase ay mahigpit na nakagapos sa panloob na mitochondrial membrane.

Ang ikapitong reaksyon ay isinasagawa sa ilalim ng impluwensya ng enzyme fumarate hydratase (fumarase). Ang nagresultang fumaric acid ay hydrated, ang produkto ng reaksyon ay malic acid (malate).

Sa wakas, sa panahon ng ikawalong reaksyon ng tricarboxylic acid cycle, sa ilalim ng impluwensya ng mitochondrial NAD-dependent malate dehydrogenase, ang L-malate ay na-oxidized sa oxaloacetate.

Sa isang cycle turn, ang oxidation ng isang acetyl-CoA molecule sa Krebs cycle at ang oxidative phosphorylation system ay maaaring makabuo ng 12 ATP molecules.

Anaerobic oksihenasyon

Mga kasingkahulugan: substrate phosphorylation, anaerobic ATP synthesis. Nagpapatuloy sa cytoplasm, ang pinaghiwalay na hydrogen ay sumasali sa ilang iba pang sangkap. Depende sa substrate, dalawang pathway ng anaerobic ATP resynthesis ay nakikilala: creatine phosphate (creatine kinase, alactic) at glycolytic (glycolysis, lactate). Sa kaso ng nerbiyos, ang substrate ay creatine phosphate, sa pangalawa - glucose.

Ang mga landas na ito ay nangyayari nang walang paglahok ng oxygen.

pagpapatuloy. Tingnan ang Blg. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Mga aralin sa biology sa mga klase sa agham

Advanced na pagpaplano, grade 10

Aralin 19. Kemikal na istraktura at biyolohikal na papel ng ATP

Kagamitan: mga talahanayan sa pangkalahatang biology, diagram ng istraktura ng molekula ng ATP, diagram ng relasyon sa pagitan ng plastic at metabolismo ng enerhiya.

I. Pagsubok ng kaalaman

Pagsasagawa ng biological dictation na "Organic compounds of living matter"

Binabasa ng guro ang mga abstract sa ilalim ng mga numero, isusulat ng mga mag-aaral sa kanilang mga notebook ang mga numero ng mga abstract na iyon na tumutugma sa nilalaman ng kanilang bersyon.

Pagpipilian 1 - protina.
Pagpipilian 2 - carbohydrates.
Pagpipilian 3 - mga lipid.
Pagpipilian 4 - mga nucleic acid.

1. Sa kanilang dalisay na anyo ay binubuo lamang sila ng mga atomo ng C, H, O.

2. Bilang karagdagan sa mga atomo ng C, H, O, naglalaman ang mga ito ng N at karaniwang mga atomo ng S.

3. Bilang karagdagan sa mga atomo ng C, H, O, naglalaman ang mga ito ng mga atomo ng N at P.

4. Mayroon silang medyo maliit na molekular na timbang.

5. Ang molecular weight ay maaaring mula sa libo hanggang ilang sampu at daan-daang libong dalton.

6. Ang pinakamalaking organic compound na may molekular na timbang na hanggang ilang sampu at daan-daang milyong dalton.

7. Sila ay may iba't ibang molekular na timbang - mula sa napakaliit hanggang sa napakataas, depende sa kung ang sangkap ay isang monomer o isang polimer.

8. Binubuo ng monosaccharides.

9. Binubuo ng mga amino acid.

10. Binubuo ng mga nucleotide.

11. Sila ay mga ester ng mas mataas na fatty acid.

12. Basic structural unit: “nitrogen base–pentose–phosphoric acid residue.”

13. Pangunahing yunit ng istruktura: "amino acids".

14. Pangunahing yunit ng istruktura: "monosaccharide".

15. Pangunahing yunit ng istruktura: "glycerol–fatty acid."

16. Ang mga molekulang polimer ay binuo mula sa magkatulad na mga monomer.

17. Ang mga molekula ng polimer ay binuo mula sa magkatulad, ngunit hindi lubos na magkatulad na mga monomer.

18. Hindi sila polimer.

19. Gumaganap sila ng halos eksklusibong mga function ng enerhiya, konstruksiyon at imbakan, at sa ilang mga kaso - proteksiyon.

20. Bilang karagdagan sa enerhiya at konstruksiyon, nagsasagawa sila ng catalytic, signaling, transport, motor at protective function;

21. Iniimbak at ipinadala nila ang mga namamana na katangian ng selula at organismo.

Opsyon 1 – 2; 5; 9; 13; 17; 20.
Opsyon 2 – 1; 7; 8; 14; 16; 19.
Opsyon 3 – 1; 4; 11; 15; 18; 19.
Opsyon 4– 3; 6; 10; 12; 17; 21.

II. Pag-aaral ng bagong materyal

1. Istraktura ng adenosine triphosphoric acid

Bilang karagdagan sa mga protina, nucleic acid, taba at carbohydrates, ang isang malaking bilang ng iba pang mga organikong compound ay na-synthesize sa nabubuhay na bagay. Kabilang sa mga ito, ang isang mahalagang papel ay nilalaro sa bioenergetics ng cell. adenosine triphosphoric acid (ATP). Ang ATP ay matatagpuan sa lahat ng mga selula ng halaman at hayop. Sa mga selula, ang adenosine triphosphoric acid ay kadalasang naroroon sa anyo ng mga salts na tinatawag adenosine triphosphates. Ang dami ng ATP ay nagbabago at nasa average na 0.04% (sa karaniwan ay may humigit-kumulang 1 bilyong ATP molecule sa isang cell). Ang pinakamalaking halaga ng ATP ay nasa skeletal muscles (0.2–0.5%).

Ang molekula ng ATP ay binubuo ng isang nitrogenous base - adenine, isang pentose - ribose at tatlong phosphoric acid residues, i.e. Ang ATP ay isang espesyal na adenyl nucleotide. Hindi tulad ng iba pang mga nucleotide, ang ATP ay naglalaman ng hindi isa, ngunit tatlong phosphoric acid residues. Ang ATP ay tumutukoy sa mga macroergic substance - mga sangkap na naglalaman ng malaking halaga ng enerhiya sa kanilang mga bono.

Spatial model (A) at structural formula (B) ng ATP molecule

Ang phosphoric acid residue ay natanggal mula sa ATP sa ilalim ng pagkilos ng ATPase enzymes. Ang ATP ay may malakas na posibilidad na tanggalin ang terminal phosphate group nito:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30.5 kJ + Fn,

kasi humahantong ito sa paglaho ng energetically unfavorable electrostatic repulsion sa pagitan ng mga katabing negatibong singil. Ang nagresultang pospeyt ay nagpapatatag dahil sa pagbuo ng mga energetically paborable na mga bono ng hydrogen na may tubig. Ang pamamahagi ng singil sa ADP + Fn system ay nagiging mas matatag kaysa sa ATP. Ang reaksyong ito ay naglalabas ng 30.5 kJ (ang pagsira sa isang normal na covalent bond ay naglalabas ng 12 kJ).

Upang bigyang-diin ang mataas na enerhiya na "gastos" ng phosphorus-oxygen bond sa ATP, karaniwan itong tinutukoy ng sign ~ at tinatawag na macroenergetic bond. Kapag ang isang molekula ng phosphoric acid ay tinanggal, ang ATP ay na-convert sa ADP (adenosine diphosphoric acid), at kung ang dalawang molekula ng phosphoric acid ay tinanggal, ang ATP ay na-convert sa AMP (adenosine monophosphoric acid). Ang cleavage ng ikatlong pospeyt ay sinamahan ng paglabas ng 13.8 kJ lamang, kaya mayroon lamang dalawang aktwal na high-energy bond sa molekula ng ATP.

2. Pagbuo ng ATP sa cell

Ang supply ng ATP sa cell ay maliit. Halimbawa, ang mga reserbang ATP sa isang kalamnan ay sapat para sa 20-30 contraction. Ngunit ang isang kalamnan ay maaaring gumana nang maraming oras at makagawa ng libu-libong contraction. Samakatuwid, kasama ang pagkasira ng ATP sa ADP, ang reverse synthesis ay dapat na patuloy na maganap sa cell. Mayroong ilang mga landas para sa synthesis ng ATP sa mga cell. Kilalanin natin sila.

1. Anaerobic phosphorylation. Ang Phosphorylation ay ang proseso ng ATP synthesis mula sa ADP at low molecular weight phosphate (Pn). Sa kasong ito, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga prosesong walang oxygen ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap (halimbawa, ang glycolysis ay ang proseso ng oxygen-free na oksihenasyon ng glucose sa pyruvic acid). Humigit-kumulang 40% ng enerhiya na inilabas sa panahon ng mga prosesong ito (mga 200 kJ/mol glucose) ay ginugugol sa ATP synthesis, at ang natitira ay nawawala bilang init:

C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn ––> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

2. Oxidative phosphorylation ay ang proseso ng ATP synthesis gamit ang enerhiya ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap na may oxygen. Ang prosesong ito ay natuklasan noong unang bahagi ng 1930s. XX siglo V.A. Engelhardt. Ang mga proseso ng oxygen ng oksihenasyon ng mga organikong sangkap ay nangyayari sa mitochondria. Humigit-kumulang 55% ng enerhiya na inilabas sa kasong ito (mga 2600 kJ/mol glucose) ay na-convert sa enerhiya ng mga kemikal na bono ng ATP, at 45% ay nawawala bilang init.

Ang oxidative phosphorylation ay mas epektibo kaysa sa anaerobic synthesis: kung sa panahon ng proseso ng glycolysis, 2 ATP molecule lamang ang na-synthesize sa panahon ng pagkasira ng isang glucose molecule, pagkatapos ay 36 ATP molecules ang nabuo sa panahon ng oxidative phosphorylation.

3. Photophosphorylation– ang proseso ng ATP synthesis gamit ang enerhiya ng sikat ng araw. Ang pathway na ito ng ATP synthesis ay katangian lamang ng mga cell na may kakayahang photosynthesis (mga berdeng halaman, cyanobacteria). Ang enerhiya ng solar light quanta ay ginagamit ng mga photosynthetic sa panahon ng light phase ng photosynthesis para sa synthesis ng ATP.

3. Biyolohikal na kahalagahan ng ATP

Ang ATP ay nasa gitna ng mga metabolic na proseso sa cell, na isang link sa pagitan ng mga reaksyon ng biological synthesis at pagkabulok. Ang papel ng ATP sa isang cell ay maihahambing sa papel ng isang baterya, dahil sa panahon ng hydrolysis ng ATP ang enerhiya na kinakailangan para sa iba't ibang mahahalagang proseso ay inilabas ("discharge"), at sa proseso ng phosphorylation ("charging") ATP muling nag-iipon ng enerhiya.

Dahil sa enerhiya na inilabas sa panahon ng ATP hydrolysis, halos lahat ng mahahalagang proseso sa cell at katawan ay nangyayari: paghahatid ng mga nerve impulses, biosynthesis ng mga sangkap, pag-urong ng kalamnan, transportasyon ng mga sangkap, atbp.

III. Pagsasama-sama ng kaalaman

Paglutas ng mga biological na problema

Gawain 1. Kapag mabilis tayong tumakbo, mabilis tayong humihinga, at dumarami ang pagpapawis. Ipaliwanag ang mga phenomena na ito.

Suliranin 2. Bakit ang mga taong nagyeyelo ay nagsisimulang tumalon at tumalon sa lamig?

Gawain 3. Sa sikat na gawain ng I. Ilf at E. Petrov na "The Twelve Chairs", kabilang sa maraming mga kapaki-pakinabang na tip ay mahahanap ng isa ang sumusunod: "Huminga ng malalim, nasasabik ka." Subukang bigyang-katwiran ang payo na ito mula sa punto ng view ng mga proseso ng enerhiya na nagaganap sa katawan.

IV. Takdang aralin

Magsimulang maghanda para sa pagsusulit at pagsusulit (idiktahan ang mga tanong sa pagsusulit - tingnan ang aralin 21).

Aralin 20. Paglalahat ng kaalaman sa seksyong "Kemikal na organisasyon ng buhay"

Kagamitan: mga talahanayan sa pangkalahatang biology.

I. Paglalahat ng kaalaman sa bahagi

Ang mga mag-aaral ay gumagawa ng mga tanong (indibidwal) na sinusundan ng pagsusuri at talakayan

1. Magbigay ng mga halimbawa ng mga organikong compound, na kinabibilangan ng carbon, sulfur, phosphorus, nitrogen, iron, manganese.

2. Paano mo makikilala ang isang buhay na selula mula sa isang patay batay sa ionic na komposisyon nito?

3. Anong mga sangkap ang matatagpuan sa selula sa hindi natutunaw na anyo? Anong mga organo at tisyu ang nilalaman nito?

4. Magbigay ng mga halimbawa ng mga macroelement na kasama sa mga aktibong site ng enzymes.

5. Anong mga hormone ang naglalaman ng mga microelement?

6. Ano ang papel ng mga halogens sa katawan ng tao?

7. Paano naiiba ang mga protina sa mga artipisyal na polimer?

8. Paano naiiba ang mga peptide sa mga protina?

9. Ano ang pangalan ng protina na bumubuo sa hemoglobin? Ilang subunits ang binubuo nito?

10. Ano ang ribonuclease? Ilang amino acid ang nilalaman nito? Kailan ito ginawang artipisyal?

11. Bakit mababa ang rate ng mga reaksiyong kemikal na walang enzymes?

12. Anong mga sangkap ang dinadala ng mga protina sa buong lamad ng selula?

13. Paano naiiba ang mga antibodies sa antigens? May mga antibodies ba ang mga bakuna?

14. Anong mga sangkap ang pinaghihiwa-hiwalay ng mga protina sa katawan? Gaano karaming enerhiya ang inilabas? Saan at paano na-neutralize ang ammonia?

15. Magbigay ng halimbawa ng mga peptide hormone: paano sila kasangkot sa regulasyon ng cellular metabolism?

16. Ano ang istraktura ng asukal kung saan tayo umiinom ng tsaa? Anong tatlong iba pang kasingkahulugan para sa sangkap na ito ang alam mo?

17. Bakit ang taba sa gatas ay hindi nakolekta sa ibabaw, ngunit sa halip sa anyo ng isang suspensyon?

18. Ano ang masa ng DNA sa nucleus ng somatic at germ cells?

19. Gaano karaming ATP ang ginagamit ng isang tao kada araw?

20. Anong mga protina ang ginagamit ng mga tao sa paggawa ng mga damit?

Pangunahing istraktura ng pancreatic ribonuclease (124 amino acids)

II. Takdang aralin.

Magpatuloy sa paghahanda para sa pagsubok at pagsubok sa seksyong "Kemikal na organisasyon ng buhay."

Aralin 21. Pagsubok ng aralin sa seksyong "Kemikal na organisasyon ng buhay"

I. Pagsasagawa ng oral test sa mga tanong

1. Elementaryong komposisyon ng cell.

2. Mga katangian ng mga elemento ng organogenic.

3. Istraktura ng molekula ng tubig. Hydrogen bonding at ang kahalagahan nito sa "chemistry" ng buhay.

4. Mga katangian at biological function ng tubig.

5. Hydrophilic at hydrophobic substance.

6. Cations at ang kanilang biological na kahalagahan.

7. Anion at ang kanilang biological na kahalagahan.

8. Mga polimer. Biological polymers. Mga pagkakaiba sa pagitan ng periodic at non-periodic polymers.

9. Mga katangian ng mga lipid, ang kanilang mga biological function.

10. Mga grupo ng carbohydrates, na nakikilala sa pamamagitan ng mga tampok na istruktura.

11. Biological function ng carbohydrates.

12. Elementarya na komposisyon ng mga protina. Mga amino acid. Pagbuo ng peptide.

13. Pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na istruktura ng mga protina.

14. Biological function ng mga protina.

15. Mga pagkakaiba sa pagitan ng mga enzyme at non-biological catalyst.

16. Istraktura ng mga enzyme. Mga Coenzymes.

17. Mekanismo ng pagkilos ng mga enzyme.

18. Mga nucleic acid. Nucleotides at ang kanilang istraktura. Pagbuo ng polynucleotides.

19. Mga Panuntunan ng E. Chargaff. Ang prinsipyo ng complementarity.

20. Pagbubuo ng isang double-stranded na molekula ng DNA at ang spiralization nito.

21. Mga klase ng cellular RNA at ang kanilang mga function.

22. Mga pagkakaiba sa pagitan ng DNA at RNA.

23. Pagtitiklop ng DNA. Transkripsyon.

24. Istraktura at biyolohikal na papel ng ATP.

25. Pagbuo ng ATP sa cell.

II. Takdang aralin

Magpatuloy sa paghahanda para sa pagsusulit sa seksyong "Kemikal na organisasyon ng buhay."

Aralin 22. Pagsubok ng aralin sa seksyong "Kemikal na organisasyon ng buhay"

I. Pagsasagawa ng nakasulat na pagsusulit

Opsyon 1

1. May tatlong uri ng amino acids - A, B, C. Ilang variant ng polypeptide chain na binubuo ng limang amino acid ang maaaring mabuo. Pakisaad ang mga opsyong ito. Magkapareho ba ang mga katangian ng polypeptide na ito? Bakit?

2. Ang lahat ng nabubuhay na bagay ay pangunahing binubuo ng mga carbon compound, at ang carbon analogue, silikon, ang nilalaman nito sa crust ng lupa ay 300 beses na mas malaki kaysa sa carbon, ay matatagpuan lamang sa napakakaunting mga organismo. Ipaliwanag ang katotohanang ito sa mga tuntunin ng istraktura at katangian ng mga atomo ng mga elementong ito.

3. Ang mga molekula ng ATP na may label na radioactive 32P sa huli, ang ikatlong residue ng phosphoric acid ay ipinakilala sa isang cell, at ang mga molekula ng ATP na may label na 32P sa unang nalalabi na pinakamalapit sa ribose ay ipinakilala sa kabilang cell. Pagkatapos ng 5 minuto, ang nilalaman ng inorganic phosphate ion na may label na 32P ay sinusukat sa parehong mga cell. Saan ito magiging mas mataas?

4. Ipinakita ng pananaliksik na 34% ng kabuuang bilang ng mga nucleotide ng mRNA na ito ay guanine, 18% ay uracil, 28% ay cytosine at 20% ay adenine. Tukuyin ang porsyento ng komposisyon ng mga nitrogenous base ng double-stranded DNA, kung saan ang ipinahiwatig na mRNA ay isang kopya.

Opsyon 2

1. Ang mga taba ay bumubuo sa "unang reserba" sa metabolismo ng enerhiya at ginagamit kapag ang reserba ng carbohydrates ay naubos na. Gayunpaman, sa mga kalamnan ng kalansay, sa pagkakaroon ng glucose at fatty acid, ang huli ay ginagamit sa mas malaking lawak. Ang mga protina ay palaging ginagamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya bilang isang huling paraan lamang, kapag ang katawan ay nagugutom. Ipaliwanag ang mga katotohanang ito.

2. Ang mga ions ng mabibigat na metal (mercury, lead, atbp.) at arsenic ay madaling itali ng mga grupo ng sulfide ng mga protina. Alam ang mga katangian ng sulfide ng mga metal na ito, ipaliwanag kung ano ang mangyayari sa protina kapag pinagsama sa mga metal na ito. Bakit lason ang mabibigat na metal para sa katawan?

3. Sa reaksyon ng oksihenasyon ng substance A sa substance B, 60 kJ ng enerhiya ang pinakawalan. Gaano karaming mga molekula ng ATP ang maaaring ma-synthesize nang husto sa reaksyong ito? Paano gagamitin ang natitirang enerhiya?

4. Ipinakita ng mga pag-aaral na 27% ng kabuuang bilang ng mga nucleotides ng mRNA na ito ay guanine, 15% ay uracil, 18% ay cytosine at 40% ay adenine. Tukuyin ang porsyento ng komposisyon ng mga nitrogenous base ng double-stranded DNA, kung saan ang ipinahiwatig na mRNA ay isang kopya.

Itutuloy

Ang mga selula ng lahat ng mga organismo ay naglalaman ng mga molekula ng ATP - adenosine triphosphoric acid. Ang ATP ay isang unibersal na sangkap ng cell, ang molekula nito ay may mga bono na mayaman sa enerhiya. Ang molekula ng ATP ay isang natatanging nucleotide, na, tulad ng iba pang mga nucleotide, ay binubuo ng tatlong bahagi: isang nitrogenous base - adenine, isang carbohydrate - ribose, ngunit sa halip na isa ay naglalaman ng tatlong residue ng mga molekula ng phosphoric acid (Fig. 12). Ang mga bono na ipinahiwatig sa figure ay mayaman sa enerhiya at tinatawag na high-energy. Ang bawat molekula ng ATP ay naglalaman ng dalawang mga bono na may mataas na enerhiya.

Kapag ang isang mataas na enerhiya na bono ay nasira at isang molekula ng phosphoric acid ay tinanggal sa tulong ng mga enzyme, 40 kJ / mol ng enerhiya ay inilabas, at ang ATP ay na-convert sa ADP - adenosine diphosphoric acid. Kapag ang isa pang molekula ng phosphoric acid ay inalis, isa pang 40 kJ/mol ang ilalabas; Ang AMP ay nabuo - adenosine monophosphoric acid. Ang mga reaksyong ito ay nababaligtad, iyon ay, ang AMP ay maaaring ma-convert sa ADP, ADP sa ATP.

Ang mga molekula ng ATP ay hindi lamang nasira, ngunit na-synthesize din, kaya ang kanilang nilalaman sa cell ay medyo pare-pareho. Ang kahalagahan ng ATP sa buhay ng isang cell ay napakalaki. Ang mga molekulang ito ay gumaganap ng isang nangungunang papel sa metabolismo ng enerhiya na kinakailangan upang matiyak ang buhay ng cell at ng organismo sa kabuuan.

Ang isang molekula ng RNA ay karaniwang isang solong kadena, na binubuo ng apat na uri ng mga nucleotide - A, U, G, C. Ang tatlong pangunahing uri ng RNA ay kilala: mRNA, rRNA, tRNA. Ang nilalaman ng mga molekula ng RNA sa isang cell ay hindi pare-pareho; nakikilahok sila sa biosynthesis ng protina. Ang ATP ay isang unibersal na sangkap ng enerhiya ng cell, na naglalaman ng mga bono na mayaman sa enerhiya. Ang ATP ay gumaganap ng isang pangunahing papel sa metabolismo ng enerhiya ng cellular. Ang RNA at ATP ay matatagpuan sa parehong nucleus at cytoplasm ng cell.

Anumang cell, tulad ng anumang buhay na sistema, ay may likas na kakayahan upang mapanatili ang komposisyon nito at lahat ng mga katangian nito sa isang medyo pare-parehong antas. Halimbawa, ang nilalaman ng ATP sa mga cell ay humigit-kumulang 0.04%, at ang halagang ito ay matatag na pinananatili, sa kabila ng katotohanan na ang ATP ay patuloy na natupok sa cell sa panahon ng buhay. Ang isa pang halimbawa: ang reaksyon ng mga nilalaman ng cellular ay bahagyang alkalina, at ang reaksyong ito ay matatag na pinananatili, sa kabila ng katotohanan na ang mga acid at base ay patuloy na nabuo sa panahon ng metabolic process. Hindi lamang ang kemikal na komposisyon ng cell, kundi pati na rin ang iba pang mga katangian nito ay matatag na pinananatili sa isang tiyak na antas. Ang mataas na katatagan ng mga sistema ng pamumuhay ay hindi maipaliwanag ng mga katangian ng mga materyales na kung saan sila ay binuo, dahil ang mga protina, taba at carbohydrates ay may maliit na katatagan. Ang katatagan ng mga sistema ng pamumuhay ay aktibo; ito ay tinutukoy ng mga kumplikadong proseso ng koordinasyon at regulasyon.

Isaalang-alang natin, halimbawa, kung paano pinapanatili ang katatagan ng nilalaman ng ATP sa cell. Tulad ng alam natin, ang ATP ay natupok ng cell kapag nagsasagawa ito ng anumang aktibidad. Ang synthesis ng ATP ay nangyayari bilang isang resulta ng mga proseso na walang oxygen at oxygen breakdown ng glucose. Malinaw na ang pagiging matatag ng nilalaman ng ATP ay nakamit dahil sa tumpak na pagbabalanse ng parehong mga proseso - pagkonsumo ng ATP at ang synthesis nito: sa sandaling bumaba ang nilalaman ng ATP sa cell, ang mga proseso nang walang oxygen at oxygen breakdown ng glucose ay agad na bubukas, kung saan ang ATP ay synthesize at ang nilalaman ng ATP sa cell ay tumataas. Kapag umabot sa normal ang mga antas ng ATP, bumabagal ang synthesis ng ATP.

Ang pag-on at pag-off ng mga proseso na nagsisiguro sa pagpapanatili ng normal na komposisyon ng cell ay awtomatikong nangyayari sa loob nito. Ang regulasyong ito ay tinatawag na self-regulation o autoregulation.

Ang batayan para sa regulasyon ng aktibidad ng cell ay mga proseso ng impormasyon, i.e. mga proseso kung saan ang komunikasyon sa pagitan ng mga indibidwal na link ng system ay isinasagawa gamit ang mga signal. Ang signal ay isang pagbabagong nagaganap sa ilang link ng system. Bilang tugon sa signal, ang isang proseso ay inilunsad, bilang isang resulta kung saan ang nagresultang pagbabago ay inalis. Kapag ang normal na estado ng system ay naibalik, ito ay nagsisilbing isang bagong signal upang isara ang proseso.

Paano gumagana ang cell signaling system, paano nito tinitiyak ang mga proseso ng autoregulation dito?

Ang pagtanggap ng mga signal sa loob ng cell ay isinasagawa ng mga enzyme nito. Ang mga enzyme, tulad ng karamihan sa mga protina, ay may hindi matatag na istraktura. Sa ilalim ng impluwensya ng isang bilang ng mga kadahilanan, kabilang ang maraming mga ahente ng kemikal, ang istraktura ng enzyme ay nagambala at ang catalytic na aktibidad nito ay nawala. Ang pagbabagong ito ay karaniwang nababaligtad, ibig sabihin, pagkatapos maalis ang aktibong kadahilanan, ang istraktura ng enzyme ay bumalik sa normal at ang catalytic function nito ay naibalik.

Ang mekanismo ng cell autoregulation ay batay sa katotohanan na ang sangkap, ang nilalaman na kung saan ay kinokontrol, ay may kakayahang tiyak na pakikipag-ugnayan sa enzyme na bumubuo nito. Bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan na ito, ang istraktura ng enzyme ay deformed at ang catalytic activity nito ay nawala.

Ang mekanismo ng autoregulation ng cell ay gumagana tulad ng sumusunod. Alam na natin na ang mga kemikal na ginawa sa isang cell ay karaniwang nagmumula sa ilang magkakasunod na reaksyong enzymatic. Alalahanin ang oxygen-free at oxygen-free na proseso ng pagkasira ng glucose. Ang bawat isa sa mga prosesong ito ay kumakatawan sa isang mahabang serye - hindi bababa sa isang dosenang magkakasunod na reaksyon. Ito ay lubos na halata na upang makontrol ang gayong mga polynomial na proseso, ito ay sapat na upang patayin ang alinman sa isang link. Ito ay sapat na upang i-off ang hindi bababa sa isang reaksyon at ang buong linya ay titigil. Ito ay sa ganitong paraan na ang nilalaman ng ATP sa cell ay kinokontrol. Habang ang cell ay nakapahinga, ang nilalaman ng ATP nito ay humigit-kumulang 0.04%. Sa ganoong mataas na konsentrasyon ng ATP, ito ay tumutugon sa isa sa mga enzyme nang walang proseso ng oxygen sa pagbagsak ng glucose. Bilang resulta ng reaksyong ito, ang lahat ng mga molekula ng enzyme na ito ay walang aktibidad at ang mga linya ng conveyor na walang proseso ng oxygen at oxygen ay hindi aktibo. Kung, dahil sa anumang aktibidad ng cell, ang konsentrasyon ng ATP sa loob nito ay bumababa, kung gayon ang istraktura at pag-andar ng enzyme ay naibalik at walang mga proseso ng oxygen at oxygen ay nagsimula. Bilang resulta, ang ATP ay ginawa at ang konsentrasyon nito ay tumataas. Kapag naabot nito ang pamantayan (0.04%), ang conveyor na walang proseso ng oxygen at oxygen ay awtomatikong na-off.

2241-2250

2241. Ang heograpikal na paghihiwalay ay humahantong sa speciation, dahil sa mga populasyon ng orihinal na species mayroong
A) pagkakaiba-iba
B) tagpo
B) aromorphosis
D) pagkabulok

2242. Ang di-nababagong likas na yaman ng biosphere ay kinabibilangan ng
A) deposito ng dayap
B) tropikal na kagubatan
B) buhangin at luwad
D) karbon

2243. Ano ang posibilidad ng isang recessive trait na nagpapakita ng sarili sa phenotype sa unang henerasyong supling kung ang parehong mga magulang ay may Aa genotype?
A) 0%
B) 25%
B) 50%
D) 75%

Abstract

2244. Ang mga bono na mayaman sa enerhiya sa pagitan ng mga residu ng phosphoric acid ay naroroon sa molekula
Isang ardilya
B) ATP
B) mRNA
D) DNA

2245. Sa anong batayan ang hayop na inilalarawan sa pigura ay nauuri bilang isang insekto?
A) tatlong pares ng mga paa sa paglalakad
B) dalawang simpleng mata
B) isang pares ng mga transparent na pakpak
D) pagkaputol ng katawan sa ulo at tiyan

Abstract

2246. Ang isang zygote, hindi tulad ng isang gamete, ay nabuo bilang isang resulta
A) pagpapabunga
B) parthenogenesis
B) spermatogenesis
D) I dibisyon ng meiosis

2247. Ang mga infertile hybrids sa mga halaman ay nabuo bilang isang resulta
A) intraspecific na pagtawid
B) polyploidization
B) malayong hybridization
D) pagsusuri sa pagtawid

Gaano karaming ATP ang nilalaman ng katawan?

2249. Sa mga taong Rh-negative, kumpara sa mga taong Rh-positive, ang mga pulang selula ng dugo ay naiiba sa komposisyon
A) mga lipid
B) carbohydrates
B) mineral
D) mga protina

2250. Kapag ang mga selula ng temporal na lobe ng cerebral cortex ay nawasak, ang isang tao
A) nakakakuha ng isang pangit na ideya ng hugis ng mga bagay
B) hindi nakikilala ang pagitan ng lakas at pitch ng tunog
B) nawawala ang koordinasyon ng mga paggalaw
D) ay hindi nakikilala ang mga visual na signal

Detektor ng adblock

1. Anong mga salita ang nawawala sa pangungusap at pinalitan ng mga titik (a-d)?

"Ang molekula ng ATP ay binubuo ng isang nitrogenous base (a), isang limang-carbon monosaccharide (b) at (c) isang acid residue (d)."

Ang mga sumusunod na salita ay pinalitan ng mga titik: a - adenine, b - ribose, c - tatlo, d - phosphoric.

2. Ihambing ang istraktura ng ATP at ang istraktura ng isang nucleotide. Tukuyin ang pagkakatulad at pagkakaiba.

Sa katunayan, ang ATP ay isang derivative ng adenyl nucleotide ng RNA (adenosine monophosphate, o AMP). Ang mga molekula ng parehong mga sangkap ay kinabibilangan ng nitrogenous base adenine at ang limang-carbon sugar ribose. Ang mga pagkakaiba ay dahil sa ang katunayan na ang adenyl nucleotide ng RNA (tulad ng sa anumang iba pang nucleotide) ay naglalaman lamang ng isang phosphoric acid residue, at walang mga high-energy (high-energy) bond. Ang molekula ng ATP ay naglalaman ng tatlong phosphoric acid residues, kung saan mayroong dalawang high-energy bond, kaya ang ATP ay maaaring kumilos bilang isang baterya at carrier ng enerhiya.

3. Ano ang proseso ng ATP hydrolysis?

ATF: pera ng enerhiya

Synthesis ng ATP? Ano ang biological na papel ng ATP?

Sa panahon ng proseso ng hydrolysis, isang phosphoric acid residue ay tinanggal mula sa ATP molecule (dephosphorylation). Sa kasong ito, ang high-energy bond ay nasira, 40 kJ/mol ng enerhiya ang inilabas at ang ATP ay na-convert sa ADP (adenosine diphosphoric acid):

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ

Ang ADP ay maaaring sumailalim sa karagdagang hydrolysis (na bihirang mangyari) sa pag-aalis ng isa pang grupo ng pospeyt at paglabas ng pangalawang "bahagi" ng enerhiya. Sa kasong ito, ang ADP ay na-convert sa AMP (adenosine monophosphoric acid):

ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ

Ang synthesis ng ATP ay nangyayari bilang isang resulta ng pagdaragdag ng isang residue ng phosphoric acid sa molekula ng ADP (phosphorylation). Ang prosesong ito ay higit sa lahat ay nangyayari sa mitochondria at chloroplast, bahagyang sa hyaloplasm ng mga selula. Upang bumuo ng 1 mole ng ATP mula sa ADP, hindi bababa sa 40 kJ ng enerhiya ang dapat gamitin:

ADP + H3PO4 + 40 kJ → ATP + H2O

Ang ATP ay isang unibersal na kamalig (baterya) at tagapagdala ng enerhiya sa mga selula ng mga buhay na organismo. Sa halos lahat ng biochemical na proseso na nagaganap sa mga cell na nangangailangan ng enerhiya, ang ATP ay ginagamit bilang isang tagapagtustos ng enerhiya. Salamat sa enerhiya ng ATP, ang mga bagong molekula ng mga protina, carbohydrates, lipid ay na-synthesize, ang aktibong transportasyon ng mga sangkap ay isinasagawa, ang paggalaw ng flagella at cilia ay nangyayari, ang cell division ay nangyayari, ang mga kalamnan ay gumagana, ang isang pare-pareho ang temperatura ng katawan ay pinananatili sa mainit-init- mga hayop na may dugo, atbp.

4. Anong mga koneksyon ang tinatawag na macroergic? Anong mga function ang maaaring gawin ng mga substance na naglalaman ng high-energy bond?

Ang mga macroergic bond ay yaong ang rupture ay naglalabas ng malaking halaga ng enerhiya (halimbawa, ang pagkalagot ng bawat macroergic ATP bond ay sinamahan ng paglabas ng 40 kJ/mol ng enerhiya). Ang mga sangkap na naglalaman ng mga bono na may mataas na enerhiya ay maaaring magsilbi bilang mga baterya, carrier at tagapagtustos ng enerhiya para sa iba't ibang proseso ng buhay.

5. Ang pangkalahatang formula ng ATP ay C10H16N5O13P3. Kapag ang 1 mole ng ATP ay na-hydrolyzed sa ADP, 40 kJ ng enerhiya ang pinakawalan. Gaano karaming enerhiya ang ilalabas sa panahon ng hydrolysis ng 1 kg ng ATP?

● Kalkulahin ang molar mass ng ATP:

M (C10H16N5O13P3) = 12 × 10 + 1 × 16 + 14 × 5 + 16 × 13 + 31 × 3 = 507 g/mol.

● Kapag ang 507 g ng ATP (1 mol) ay na-hydrolyzed, 40 kJ ng enerhiya ang inilalabas.

Nangangahulugan ito na sa hydrolysis ng 1000 g ng ATP, ang mga sumusunod ay ilalabas: 1000 g × 40 kJ: 507 g ≈ 78.9 kJ.

Sagot: Kapag ang 1 kg ng ATP ay na-hydrolyzed sa ADP, humigit-kumulang 78.9 kJ ng enerhiya ang ilalabas.

6. Ang mga molekula ng ATP na may label na radioactive phosphorus 32P sa huling (ikatlong) residue ng phosphoric acid ay ipinasok sa isang cell, at ang mga molekula ng ATP na may label na 32P sa una (pinakamalapit sa ribose) na nalalabi ay ipinasok sa kabilang cell. Pagkatapos ng 5 minuto, ang nilalaman ng inorganic phosphate ion na may label na 32P ay sinusukat sa parehong mga cell. Saan ito mas mataas at bakit?

Ang huling (ikatlong) nalalabi ng phosphoric acid ay madaling matanggal sa panahon ng hydrolysis ng ATP, at ang una (pinakamalapit sa ribose) ay hindi natanggal kahit na sa panahon ng dalawang-hakbang na hydrolysis ng ATP sa AMP. Samakatuwid, ang nilalaman ng radioactive inorganic phosphate ay magiging mas mataas sa cell kung saan ang ATP, na may label sa huling (ikatlong) phosphoric acid residue, ay ipinakilala.

Dashkov M.L.

Website: dashkov.by

Ang isang molekula ng RNA, hindi katulad ng DNA, ay karaniwang isang solong kadena ng mga nucleotides, na mas maikli kaysa sa DNA. Gayunpaman, ang kabuuang masa ng RNA sa isang cell ay mas malaki kaysa sa DNA. Ang mga molekula ng RNA ay naroroon sa parehong nucleus at sa cytoplasm.

Tatlong pangunahing uri ng RNA ang kilala: impormasyon, o template, - mRNA; ribosomal - rRNA, transportasyon - tRNA, na naiiba sa hugis, laki at pag-andar ng mga molekula. Ang kanilang pangunahing pag-andar ay ang pakikilahok sa biosynthesis ng protina.

Nakikita mo na ang isang molekula ng RNA, tulad ng isang molekula ng DNA, ay binubuo ng apat na uri ng mga nucleotide, tatlo sa mga ito ay naglalaman ng parehong mga nitrogenous na base gaya ng mga nucleotide ng DNA (A, G, C). Gayunpaman, sa halip na ang nitrogenous base thymine, ang RNA ay naglalaman ng isa pang nitrogenous base - uracil (U). Kaya, ang mga nucleotide ng isang molekula ng RNA ay kinabibilangan ng mga nitrogenous base: A, G, C, U. Bilang karagdagan, sa halip na ang carbohydrate deoxyribose, ang RNA ay naglalaman ng ribose.

Ang mga selula ng lahat ng mga organismo ay naglalaman ng mga molekula ng ATP - adenosine triphosphoric acid. Ang ATP ay isang unibersal na sangkap ng cell, ang molekula nito ay may mga bono na mayaman sa enerhiya. Ang molekula ng ATP ay isang natatanging nucleotide, na, tulad ng iba pang mga nucleotide, ay binubuo ng tatlong bahagi: isang nitrogenous base - adenine, isang carbohydrate - ribose, ngunit sa halip na isa ay naglalaman ito ng tatlong residu ng mga molekula ng phosphoric acid. Ang bawat molekula ng ATP ay naglalaman ng dalawang mga bono na may mataas na enerhiya.

Molekyul ng ATP - ano ito at ano ang papel nito sa katawan

Ang mga molekula ng ATP ay hindi lamang nasira, ngunit na-synthesize din, at samakatuwid ang kanilang nilalaman sa cell ay medyo pare-pareho. Ang kahalagahan ng ATP sa buhay ng isang cell ay napakalaki. Ang mga molekulang ito ay gumaganap ng isang nangungunang papel sa metabolismo ng enerhiya na kinakailangan upang matiyak ang buhay ng cell at ng organismo sa kabuuan.