Fosforilasyon işlemi, bir fosforil grubunun bir bileşikten diğerine kinaz enziminin katılımıyla transferinin reaksiyonudur. ATP, oksidatif ve substrat fosforilasyonuyla sentezlenir. Oksidatif fosforilasyon, biyoorganik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerjiyi kullanarak ADP'ye inorganik fosfatın eklenmesiyle ATP'nin sentezidir.

ADP + ~P → ATP

Substrat fosforilasyonu, ATP sentezi için yüksek enerjili bir ADP bağına sahip bir fosforil grubunun doğrudan transferidir.

Substrat fosforilasyonu örnekleri:

1. Karbonhidrat metabolizmasının bir ara ürünü, ADP fosforil grubunu yüksek enerjili bir bağla aktaran fosfoenolpiruvik asittir:

Krebs döngüsünün ara ürünü olan yüksek enerjili süksinil-Co-A'nın ADP ile etkileşimi sonucu bir ATP molekülü oluşur.

Vücuttaki enerji salınımının ve ATP sentezinin üç ana aşamasına bakalım.

İlk aşama (hazırlık) sindirim ve emilimi içerir. Bu aşamada gıda bileşiklerinin enerjisinin %0,1'i açığa çıkar.

İkinci aşama. Nakilden sonra monomerler (biyoorganik bileşiklerin ayrışma ürünleri) hücrelere girer ve burada oksidasyona uğrarlar. Yakıt moleküllerinin (amino asitler, glikoz, yağlar) oksidasyonu sonucunda asetil-Co-A bileşiği oluşur. Bu aşamada gıda maddelerinin enerjisinin yaklaşık %30'u açığa çıkar.

Üçüncü aşama - Krebs döngüsü - biyokimyasal redoks reaksiyonlarının kapalı bir sistemidir. Döngü, adını aerobik oksidasyonun temel reaksiyonlarını öne süren ve deneysel olarak doğrulayan İngiliz biyokimyacı Hans Krebs'ten almıştır. Krebs araştırması için Nobel Ödülü'nü (1953) aldı. Döngünün iki adı daha var:

Trikarboksilik asit döngüsü, trikarboksilik asitlerin (üç karboksil grubu içeren asitler) dönüşüm reaksiyonlarını içerdiğinden;

Sitrik asit döngüsü, döngünün ilk reaksiyonu sitrik asit oluşumu olduğundan.

Krebs döngüsü, dördü redoks olmak üzere 10 reaksiyon içerir. Reaksiyonlar sırasında enerjinin %70'i açığa çıkar.

Bu döngünün biyolojik rolü son derece önemlidir çünkü bu, tüm temel gıdaların oksidatif parçalanmasının ortak son noktasıdır. Bu, hücredeki ana oksidasyon mekanizmasıdır; mecazi olarak metabolik "kazan" olarak adlandırılır. Yakıt moleküllerinin (karbonhidratlar, amino asitler, yağ asitleri) oksidasyonu sırasında vücuda ATP formunda enerji sağlanır.Yakıt molekülleri asetil-Co-A'ya dönüştürüldükten sonra Krebs döngüsüne girer.

Ayrıca trikarboksilik asit döngüsü biyosentetik prosesler için ara ürünler sağlar. Bu döngü mitokondri matriksinde gerçekleşir.

Krebs döngüsünün reaksiyonlarını düşünün:

Döngü, dört karbon bileşenli oksaloasetat ve iki karbon bileşenli asetil-Co-A'nın yoğunlaşmasıyla başlar. Reaksiyon sitrat sentaz tarafından katalize edilir ve aldol yoğunlaşmasını ve ardından hidrolizi içerir. Ara madde, sitrat ve CoA'ya hidrolize edilen sitril-Co-A'dır:

IV. Bu ilk redoks reaksiyonudur.
Reaksiyon, üç enzimden oluşan bir a-oksoglutarat dehidrojenaz kompleksi tarafından katalize edilir:
VII.

Süksinil enerji açısından zengin bir bağ içerir. Süksinil-CoA'nın tioester bağının bölünmesi, guanozin difosfatın (GDP) fosforilasyonuyla ilişkilidir:

Süksinil-CoA + ~ F +GDP Süksinat + GTP +CoA

GTP'nin fosforil grubu, ATP'yi oluşturmak için kolayca ADP'ye aktarılır:

GTP + ADP ATP + GSYİH

Bu, döngüdeki substrat fosforilasyon reaksiyonu olan tek reaksiyondur.

VIII. Bu üçüncü redoks reaksiyonudur:

Krebs döngüsü karbondioksit, proton ve elektron üretir. Döngünün dört reaksiyonu, NAD ve FAD koenzimlerini içeren dehidrojenaz enzimleri tarafından katalize edilen redokstur. Koenzimler ortaya çıkan H+ ve ē'yi yakalar ve bunları solunum zincirine (biyolojik oksidasyon zinciri) aktarır. Solunum zincirinin elemanları mitokondrinin iç zarında bulunur.
Solunum zinciri, solunum sonucunda vücuda giren H + ve ē'nin O2'ye kademeli olarak aktarıldığı bir redoks reaksiyonları sistemidir. ATP solunum zincirinde oluşur. Zincirdeki ana taşıyıcılar demir ve bakır içeren proteinler (sitokromlar), koenzim Q'dur (ubikinon). Zincirde 5 sitokrom vardır (b 1, c 1, c, a, a 3).

Sitokrom b 1, c 1, c'nin protez grubu demir içeren hemdir. Bu sitokromların etki mekanizması, ē ve H + aktarımının bir sonucu olarak hem oksitlenmiş hem de indirgenmiş durumda olabilen, değişken değerliliğe sahip bir demir atomu içermeleridir.

Hızlı İyileşme ve Büyüme için ATP Düzeylerini Artırın

ATP, hemen hemen tüm kas fonksiyonlarını kontrol eden, güç ve dayanıklılık düzeyini belirleyen hücre içi bir enerji kaynağıdır. Aynı zamanda antrenmana verilen anabolik tepkiyi ve çoğu hormonun hücresel düzeydeki etkisini de düzenler. Kaslarda ne kadar fazla ATP bulunursa, o kadar büyük ve güçlü olacaklarını varsaymak oldukça mümkündür.

Gerçek şu ki, bir vücut geliştirmeci olarak yoğun antrenman yapmak kaslardaki ATP depolarını tüketir. Ve bu boşluk durumu birkaç gün sürerek kas büyümesini engelleyebilir. Özellikle aşırı antrenman, vücudun uzun süre ATP tükenmesi durumunda kalmasının sonucudur. Kaslarınızdaki ATP seviyelerini eski haline getirmek için çeşitli ATP güçlendiricileri etkili bir şekilde nasıl kullanacağınızı öğrenmelisiniz.

Egzersiz sırasında ATP seviyeleri

Kas kasılmaları, kas hücrelerinde bulunan ATP'nin enerjisini kullanır. Ancak yoğun kesintiler nedeniyle bu “yakıt”ın arzı hızla tükeniyor. Bu nedenle sonsuza kadar aynı kuvveti üretmeye devam edemezsiniz. Ne kadar çok antrenman yaparsanız o kadar fazla ATP'ye ihtiyacınız olur. Ancak yük ne kadar ağırlaşırsa hücreleriniz ATP'yi yeniden yaratma yeteneğini de o kadar kaybeder. Sonuç olarak, ağır bir yük sizi hızlı bir şekilde yere serer ve son, en üretken tekrarlarınızı tamamlama yeteneğinizi elinizden aldığı için çok büyük bir hayal kırıklığına neden olur. İşte o zaman kas kasılmalarını hissetmeye başlarsınız, her bir lifi hissedersiniz ama hepsi ATP eksikliğinden dolayı çalışmayı bırakır.

Aslında ATP seviyeleri antrenmandaki en sınırlayıcı faktörlerden biridir. Her sette büyümeyi destekleyen tekrarların sayısını azaltır. Bir setin sonundaki yoğunluk eksikliğini telafi etmek için daha fazla set gerçekleştirirsiniz, bu da önemli miktarda etkisiz, düşük yoğunluklu çalışmaya neden olur.

Popüler inanışın aksine, bir set yaptıktan sonra ATP seviyeleri hiç de sıfır değildir. Aslında sıfırdan çok uzaktır. Tıbbi araştırmalar, maksimum kas kasılmasından 10 saniye sonra kas ATP seviyelerinin %25 oranında azaldığını göstermektedir (1). 30 saniyelik böyle bir çabanın ardından ATP seviyesi %50 civarındadır. Bu nedenle ATP rezervlerinizi tamamen tüketmekten hâlâ çok uzaktasınız. Ancak seviyesindeki hafif bir düşüş bile kaslarınızın istediğiniz kadar güçlü kasılmasını engellemek için yeterlidir. Elbette birden fazla set yaptığınızda ATP depoları giderek tükeniyor. Araştırmalar, 30 saniyelik kas kasılmasının ardından tip 2 liflerdeki ATP seviyelerini tamamen yenilemek için 4 dakikalık dinlenmenin yeterli olmadığını göstermiştir (2). Sonuç olarak ikinci sete başladığınızda kaslardaki ATP rezervi optimal değildir. Daha fazla set yaptıkça ATP seviyeleri giderek azalır.

Egzersizden sonra ATP'ye ne olur?

Eğitim tamamlandıktan sonra ATP rezervleri önemli ölçüde azalabilir. Dinlendiğinizde kaslarınızın iyileşme şansına sahip olmasını bekleyebilirsiniz. Sonuçta şu anda ATP'ye olan ihtiyaç azalıyor ve üretim artıyor. Ancak iyileşme döneminin başlangıcında ATP seviyelerinin düşük olduğunu, dolayısıyla normale dönmelerinin biraz zaman alacağını unutmayın. Hangi? Şaşırtıcı bir şekilde ATP'nin tamamen yenilenmesi 24 ila 72 saat sürecektir.

Aşırı antrenman durumundaysanız, ATP seviyeleriniz normal, temel seviyelere dönmeyecektir. Ne yazık ki, ATP seviyeleri egzersiz sonrasında bir miktar azalsa da hala oldukça yüksektir. Bunun aşağıdakiler de dahil olmak üzere çeşitli nedenleri vardır:

1) Egzersiz yaptığınızda kas hücrelerinde sodyum birikir. Daha sonra Na-K-ATPase pompası adı verilen bir mekanizmayı kullanarak sodyumdan kurtulmaları gerekir. Adından da anlaşılacağı gibi bu mekanizma enerji kaynağı olarak ATP'yi kullanır.

2) Kaslarınız ağrıyorsa, bu, içlerinde büyük miktarda kalsiyum birikmiş demektir. İçerdikleri kalsiyumu doğal depolarına geri döndürmeye çalışacaklardır ancak bu aynı zamanda belirli bir miktarda ATP tedarikini de gerektirir.

3) Bir başka ilginç husus da glutamin oluşumuyla ilgilidir. Antrenman sonrasında vücudun glutamin ihtiyacı büyük ölçüde artar. Artan glutamin ihtiyacıyla başa çıkabilmek için vücut, dallı zincirli amino asitler gibi diğer amino asitlerden daha fazla glutamin üretmeye başlar. Bir “çekişme” durumu ortaya çıkıyor. Glutamin kullanımı arttıkça vücudun yeni glutamin üretme çabaları da artar. Glutaminin üretimi enerji açısından, yani ATP açısından çok pahalıdır. Esas olarak kaslarda meydana gelir, ancak egzersiz sonrasında kaslardaki ATP seviyesi azalır ve bu da glutamin üretimini engeller. Belirli bir süre sonra üretimi artan ihtiyacı karşılamaz hale gelir ve bu da antrenman sonrası glutamin seviyelerinde önemli bir azalmaya yol açar. Öte yandan bu azalmayı minimuma indirmek için vücut, daha fazla ATP kullanarak glutamin sentezi oranını artırmaya çalışır. Sonuç olarak, kas ATP tüketimi egzersiz sonrası uzun süre yüksek kalır ve bu da kas iyileşmesinin çok uzun sürmesine neden olur.

ATP ve diyet

Normal yemek yediğinizde bile antrenman ve kas gelişimi süreci oldukça zordur. Ancak vücut geliştiricilerin zaman zaman düşük karbonhidratlı bir diyet izlemeleri gerekir. Besin alımının azaltılmasının hücredeki enerji seviyelerini nasıl etkilediğini hayal edebilirsiniz. Uzun süreli kısıtlayıcı bir diyet sırasında kaslardaki enerji dengesi bozulur ve bu da normal ATP seviyelerinin korunmasını daha da zorlaştırır. Bu, antrenman sırasında gücün azalmasına ve antrenman sonrasında toparlanma süresinin uzamasına neden olur.

ATP'nin İşlevleri

ATP, kas kasılması için enerji sağlama ve kaslardaki elektrolit düzeylerini kontrol etme temel işlevine ek olarak, kaslarda birçok başka işlevi de yerine getirir. Örneğin protein sentezi hızını kontrol eder. Nasıl ki bir binanın inşası ham maddelerin bulunmasını ve belirli bir enerji harcamasını gerektiriyorsa, kas dokusunun inşası da aynısını gerektirir. Malzeme amino asitlerdir ve enerji kaynağı ATP'dir. Anabolizma kaslarda meydana gelen en fazla enerji tüketen süreçlerden biridir.

O kadar çok ATP tüketir ki, bu madde %30 oranında azaldığında anabolik reaksiyonların çoğu durur. Bu nedenle ATP seviyelerindeki dalgalanmalar anabolik süreci büyük ölçüde etkiler.

Bu, kasların antrenman sırasında büyümediğini açıklıyor. Bir kişi egzersiz yaptığında ATP seviyeleri çok düşüktür. Ve eğer anabolik süreci bu noktada tetiklerseniz, ATP tedarikiniz daha da tükenecek ve kasların kasılma yeteneği azalacaktır. ATP seviyeleri ne kadar çabuk normale dönerse, protein sentezi süreci de o kadar çabuk başlayacaktır. Yani antrenman sırasında ATP seviyenizi arttırmak önemli olsa da, kas gelişimi için antrenmandan sonra bunu yapmak daha da önemlidir. ATP aynı zamanda anabolik hormonların sihirlerini gerçekleştirmesi için de gereklidir. Hem testosteron hem de insülin, ATP'nin düzgün çalışmasını gerektirir.

Paradoksal olarak ATP düzeyi aynı zamanda katabolizma hızını da kontrol eder. Başlıca proteolitik yollar kas dokusunu parçalamak için enerji gerektirir. Antrenman sonrası ATP seviyelerindeki azalmanın kasları katabolizmadan kurtaracağını varsayıyor olsanız da ne yazık ki durum böyle değil. Kas ATP seviyeleri daha düşük bir eşiğe ulaştığında ATP'den bağımsız diğer katabolik mekanizmalar aktive olur. Hücrelerin içerdiği kalsiyum hücrelerden uzaklaştırılmaya başlar ve büyük rahatsızlıklara neden olur. Daha avantajlı bir seçenek, güçlü bir katabolik süreçten ve zayıf bir anabolik süreçten ziyade hem anabolik hem de katabolik süreçlerin güçlendirilmesi olacaktır. Bu nedenle ATP ne kadar fazla olursa o kadar iyidir.

ATP Düzeyleri Nasıl Artırılır

Bir vücut geliştirmeci olarak ATP seviyelerinizi artıracak güçlü araçlardan oluşan devasa bir cephaneliğe sahipsiniz. Bu yazımda kreatin, prohormonlar ve ribozun kullanımından bahsedeceğim. Bir enerji kaynağı olarak onlar hakkında zaten çok fazla şey yazıldığı için karbonhidratlar üzerinde durmayacağım. Glutamin ve dallı zincirli amino asitlerin de ATP üretimi üzerinde küçük bir etkisi vardır, ancak şu anda bunlar hakkında ayrıntıya girmeyeceğim. Tüm bu uyarıcıların farklı çalışma zamanlarıyla karakterize edildiğini ve bu nedenle yalnızca yardımcı olduklarını anlamanız önemlidir.

En hızlı etkili uyarıcı D-ribozdur. ATP molekülü, bir adenin molekülü, üç fosfat grubu ve bir riboz molekülünün etkileşimi ile oluşturulur. Dolayısıyla riboz, ATP sentezi için gerekli bir hammaddedir. Riboz ayrıca ATP yeniden sentezi için gerekli olan 5-fosforibosil-1-pirofosfat enziminin aktivitesini de kontrol eder.

Antrenmandan 45 dakika önce en az 4 gram riboz tüketmenizi öneririm. Güç seviyeleriniz hemen iyileşmekle kalmaz, aynı zamanda riboz, en ağır setlerinize tekrarlar eklediğinizde performansı etkileyen sinir yorgunluğunu da önler.

Ancak riboz yalnızca ATP üretiminin uyarıcısı olarak görev yapmaz. Araştırmalar, ATP seviyelerinin arttırılmasında ve daha az bilinen bir başka hücresel enerji kaynağı olan üridin trifosfat seviyelerinin arttırılmasında etkili olduğunu göstermiştir. Yavaş kasılan lifler için üridin trifosfat en önemlisidir. Araştırmalar kaslar üzerinde güçlü bir anabolik etkiye sahip olduğunu gösteriyor. Ayrıca potasyumun kas hücreleri içinde hareket etmesine yardımcı olarak sodyum istilasından kurtulmalarına da yardımcı olur, bu da ATP depolarının korunmasına yardımcı olur.

Kreatinin orta düzeyde bir ATP uyarıcısı olduğunu düşünüyorum ve en uzun etkili ATP uyarıcıları prohormonlardır. Kreatinin hareketsiz bir yaşam tarzı sürdürenlerde ATP üretimi üzerinde uyarıcı bir etkisi olabileceğinden şüpheliyim. Ancak yukarıda tartışıldığı gibi yoğun fiziksel aktivite ATP düzeylerini uzun süre azaltır. Bu durumda kreatin, kaslarda fosfokreatine dönüşmesi sayesinde ATP yeniden sentezi için gerekli başlangıç ​​materyalini sağlayabilir. Avrupalı ​​bilim adamları tarafından yapılan bir deney, yüksek düzeyde antrenman yapan sporcular tarafından beş gün boyunca günde 21 g miktarda kreatinin ek kullanımıyla, 252 g karbonhidrat tüketimiyle birlikte ATP seviyesinin arttığını gösterdi. kaslar %9'a kadar arttı ve ATP öncüsü fosfokreatin kullanıldığında %11 arttı (3).

Prohormonlarla ilgili olarak hayvan çalışmaları, erkeklik hormonlarının seviyesinin kaslardaki ATP seviyesini büyük ölçüde etkilediğini göstermiştir. Sıçanlar hadım edildiğinde kaslarındaki ATP seviyesi azaldı (4). Farelere testosteron verildiğinde ATP seviyeleri normal seviyelere geri döndü. Bu çalışmanın sonuçları, özellikle karbonhidrat tüketerek bile testosteron seviyelerinin düştüğü antrenman sonrası dönemde testosteron uyarıcıları almanın önemini kanıtladı. Androstenedion gibi bir intrakrin testosteron uyarıcısı ve nandrolon öncüleri gibi endokrin uyarıcıları kullanabilirsiniz. Böylece kandaki azalan testosteron düzeylerini nandrolonla değiştirerek doğal olarak düzenleyebilir, aynı zamanda androstenedion ile kaslardaki testosteron düzeylerini artırabilirsiniz.
Riboz, kreatin ve prohormonlar ATP üretiminin etkili uyarıcılarıdır. Bunları bir arada kullanmak, direnç antrenmanı sırasında güç seviyenizi artıracak, aynı zamanda antrenman sonrası kas iyileşmesini ve büyümeyi artıracaktır. Etkileri zaman içinde farklı şekilde dağıldığından ve farklı eylem tarzlarına sahip olduklarından, sinerji içinde çalışarak en iyi sonuçları üretirler.

Kas aktivitesinin enerjisi

Daha önce de belirtildiği gibi, kas aktivitesinin her iki aşaması da - kasılma ve gevşeme - ATP'nin hidrolizi sırasında açığa çıkan enerjinin zorunlu kullanımıyla ortaya çıkar.

Ancak kas hücrelerindeki ATP rezervleri önemsizdir (istirahatte kaslardaki ATP konsantrasyonu yaklaşık 5 mmol/l'dir) ve 1-2 saniyelik kas çalışması için yeterlidir. Bu nedenle daha uzun kas aktivitesi sağlamak için kaslardaki ATP rezervlerinin yenilenmesi gerekir. Fiziksel çalışma sırasında doğrudan kas hücrelerinde ATP oluşumuna ATP yeniden sentezi denir ve enerji tüketimiyle birlikte gelir.

Böylece kaslar çalıştığında, içlerinde aynı anda iki işlem meydana gelir: kasılma ve gevşeme için gerekli enerjiyi sağlayan ATP hidrolizi ve bu maddenin kaybını telafi eden ATP yeniden sentezi. Kas kasılmasını ve gevşemesini sağlamak için yalnızca ATP'nin kimyasal enerjisi kullanılıyorsa, o zaman çok çeşitli bileşiklerin kimyasal enerjisi ATP yeniden sentezi için uygundur: karbonhidratlar, yağlar, amino asitler ve kreatin fosfat.

ATP'nin yapısı ve biyolojik rolü

Adenozin trifosfat (ATP) bir nükleotiddir. ATP (adenozin trifosforik asit) molekülü, nitrojenli baz adenin, beş karbonlu şeker riboz ve yüksek enerjili bir bağla bağlanan üç fosforik asit kalıntısından oluşur. Hidrolize edildiğinde büyük miktarda enerji açığa çıkar. ATP, yüksek enerjili kimyasal bağların enerjisi formunda bir enerji akümülatörü olan hücrenin ana makroerjidir.

Fizyolojik koşullar altında, yani canlı bir hücrede mevcut olan koşullar altında, bir mol ATP'nin (506 g) parçalanmasına 12 kcal veya 50 kJ enerji salınımı eşlik eder.

ATP oluşumunun yolları

Aerobik oksidasyon (doku solunumu)

Eş anlamlılar: oksidatif fosforilasyon, solunum fosforilasyonu, aerobik fosforilasyon.

Bu yol mitokondride meydana gelir.

Trikarboksilik asit döngüsü ilk olarak İngiliz biyokimyacı G. Krebs tarafından keşfedildi (Şekil 4).

İlk reaksiyon, asetil-CoA'nın asetil grubunun oksaloasetat ile yoğunlaştığı sitrat sentaz enzimi tarafından katalize edilir ve sitrik asit oluşumuyla sonuçlanır. Görünüşe göre bu reaksiyonda enzime bağlanan sitril-CoA bir ara ürün olarak oluşuyor. Daha sonra ikincisi kendiliğinden ve geri dönüşü olmayan bir şekilde hidrolize olup sitrat ve HS-CoA'yı oluşturur.

İkinci reaksiyonun bir sonucu olarak, ortaya çıkan sitrik asit, bir su molekülü eklendiğinde izositrik asit (izositrat) haline gelen cis-akonitik asit oluşturmak üzere dehidrasyona uğrar. Bu geri dönüşümlü hidrasyon-dehidrasyon reaksiyonları, akonitat hidrataz (akonitaz) enzimi tarafından katalize edilir. Bunun sonucunda sitrat molekülünde H ve OH'nin karşılıklı hareketi meydana gelir.

Pirinç. 4. Trikarboksilik asit döngüsü (Krebs döngüsü)

Üçüncü reaksiyonun Krebs döngüsünün hızını sınırladığı görülüyor. İzositrik asit, NAD'a bağımlı izositrat dehidrojenazın varlığında dehidrojene edilir. İzositrat dehidrojenaz reaksiyonu sırasında izositrik asit aynı anda dekarboksile edilir. NAD'a bağımlı izositrat dehidrojenaz, spesifik bir aktivatör olarak ADP'ye ihtiyaç duyan allosterik bir enzimdir. Ayrıca enzimin aktivitesini gösterebilmesi için iyonlara ihtiyacı vardır.

Dördüncü reaksiyon sırasında, yüksek enerjili bileşik süksinil-CoA'yı oluşturmak için a-ketoglutarik asidin oksidatif dekarboksilasyonu meydana gelir. Bu reaksiyonun mekanizması, piruvatın asetil-CoA'ya oksidatif dekarboksilasyonunun reaksiyonuna benzer; α-ketoglutarat dehidrojenaz kompleksi yapı olarak piruvat dehidrojenaz kompleksine benzer. Her iki durumda da reaksiyona 5 koenzim katılır: TPP, lipoik asit amid, HS-CoA, FAD ve NAD+.

Beşinci reaksiyon süksinil-CoA sentetaz enzimi tarafından katalize edilir. Bu reaksiyon sırasında süksinil-CoA, GTP ve inorganik fosfatın katılımıyla süksinik aside (süksinat) dönüştürülür. Aynı zamanda, süksinil-CoA'nın yüksek enerjili tioester bağı nedeniyle GTP'nin yüksek enerjili bir fosfat bağının oluşumu meydana gelir.

Altıncı reaksiyonun sonucunda süksinatın hidrojeni fumarik asite dönüştürülür. Süksinatın oksidasyonu süksinat dehidrojenaz tarafından katalize edilir.

Koenzim FAD'ın proteine ​​sıkı bir şekilde (kovalent olarak) bağlandığı bir molekülde. Buna karşılık süksinat dehidrojenaz, iç mitokondriyal membrana sıkı bir şekilde bağlanır.

Yedinci reaksiyon, fumarat hidrataz (fumaraz) enziminin etkisi altında gerçekleştirilir. Ortaya çıkan fumarik asit hidratlanır, reaksiyon ürünü malik asittir (malat).

Son olarak, trikarboksilik asit döngüsünün sekizinci reaksiyonu sırasında, mitokondriyal NAD'ye bağımlı malat dehidrojenazın etkisi altında L-malat, oksaloasetata oksitlenir.

Bir döngü dönüşü sırasında, Krebs döngüsündeki bir asetil-CoA molekülünün oksidasyonu ve oksidatif fosforilasyon sistemi, 12 ATP molekülü üretebilir.

Anaerobik oksidasyon

Eşanlamlılar: substrat fosforilasyonu, anaerobik ATP sentezi. Sitoplazmada ilerleyerek ayrılan hidrojen başka bir maddeyle birleşir. Substrata bağlı olarak, anaerobik ATP yeniden sentezinin iki yolu ayırt edilir: kreatin fosfat (kreatin kinaz, alaktik) ve glikolitik (glikoliz, laktat). Sinir durumunda, substrat ikinci glikozda kreatin fosfattır.

Bu yollar oksijenin katılımı olmadan gerçekleşir.

Devam. Bkz. No. 11, 12, 13, 14, 15, 16/2005

Fen derslerinde biyoloji dersleri

İleri planlama, 10. sınıf

Ders 19. ATP'nin kimyasal yapısı ve biyolojik rolü

Teçhizat: genel biyoloji ile ilgili tablolar, ATP molekülünün yapısının diyagramı, plastik ve enerji metabolizması arasındaki ilişkinin diyagramı.

I. Bilgi testi

Biyolojik bir dikte yapmak “Canlı maddenin organik bileşikleri”

Öğretmen sayıların altındaki özetleri okur, öğrenciler kendi versiyonlarının içeriğine uyan özetlerin numaralarını not defterlerine yazarlar.

Seçenek 1 – proteinler.
Seçenek 2 – karbonhidratlar.
Seçenek 3 – lipitler.
Seçenek 4 – nükleik asitler.

1. Saf hallerinde yalnızca C, H, O atomlarından oluşurlar.

2. C, H, O atomlarının yanı sıra N ve genellikle S atomlarını da içerirler.

3. C, H, O atomlarının yanı sıra N ve P atomlarını da içerirler.

4. Nispeten küçük bir moleküler ağırlığa sahiptirler.

5. Molekül ağırlığı binlerce ila birkaç on ve yüzbinlerce dalton arasında olabilir.

6. Birkaç on ve yüz milyonlarca daltona kadar moleküler ağırlığa sahip en büyük organik bileşikler.

7. Maddenin monomer veya polimer olmasına bağlı olarak çok küçükten çok yükseğe kadar farklı molekül ağırlıklarına sahiptirler.

8. Monosakkaritlerden oluşur.

9. Amino asitlerden oluşur.

10. Nükleotidlerden oluşur.

11. Yüksek yağ asitlerinin esterleridir.

12. Temel yapısal birim: “azot bazı-pentoz-fosforik asit kalıntısı.”

13. Temel yapı birimi: “amino asitler”.

14. Temel yapı birimi: “monosakkarit”.

15. Temel yapı birimi: “gliserol-yağ asidi.”

16. Polimer molekülleri aynı monomerlerden oluşur.

17. Polimer molekülleri benzer fakat tamamen aynı olmayan monomerlerden oluşur.

18. Polimer değillerdir.

19. Neredeyse yalnızca enerji, inşaat ve depolama işlevlerini yerine getirirler ve bazı durumlarda koruyucudurlar.

20. Enerji ve inşaatın yanı sıra katalitik, sinyalizasyon, taşıma, motor ve koruyucu işlevleri yerine getirirler;

21. Hücrenin ve organizmanın kalıtsal özelliklerini saklar ve iletirler.

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

II. Yeni materyal öğrenme

1. Adenozin trifosforik asidin yapısı

Canlılarda proteinler, nükleik asitler, yağlar ve karbonhidratların yanı sıra çok sayıda başka organik bileşik de sentezlenir. Bunlar arasında hücrenin biyoenerjetiğinde önemli bir rol oynar. adenozin trifosforik asit (ATP). ATP tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. Hücrelerde adenozin trifosforik asit çoğunlukla tuzlar formunda bulunur. adenosin trifosfatlar. ATP miktarı dalgalanır ve ortalama %0,04'tür (bir hücrede ortalama 1 milyar ATP molekülü vardır). En büyük ATP miktarı iskelet kaslarında bulunur (%0,2-0,5).

ATP molekülü azotlu bir baz - adenin, bir pentoz - riboz ve üç fosforik asit kalıntısından oluşur; ATP özel bir adenil nükleotiddir. Diğer nükleotidlerden farklı olarak ATP bir değil üç fosforik asit kalıntısı içerir. ATP, makroerjik maddeleri, yani bağlarında büyük miktarda enerji içeren maddeleri ifade eder.

ATP molekülünün uzaysal modeli (A) ve yapısal formülü (B)

Fosforik asit kalıntısı, ATPaz enzimlerinin etkisi altında ATP'den ayrılır. ATP'nin terminal fosfat grubunu ayırma konusunda güçlü bir eğilimi vardır:

ATP 4– + H 2 O ––> ADP 3– + 30,5 kJ + Fn,

Çünkü bu, bitişik negatif yükler arasındaki enerji açısından uygun olmayan elektrostatik itmenin ortadan kalkmasına yol açar. Ortaya çıkan fosfat, su ile enerji açısından uygun hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle stabilize edilir. ADP + Fn sistemindeki yük dağılımı ATP'ye göre daha kararlı hale gelir. Bu reaksiyon 30,5 kJ açığa çıkarır (normal bir kovalent bağın kırılması 12 kJ açığa çıkar).

ATP'deki fosfor-oksijen bağının yüksek enerji "maliyetini" vurgulamak için genellikle ~ işaretiyle gösterilir ve makroenerjetik bağ olarak adlandırılır. Bir molekül fosforik asit çıkarıldığında ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüştürülür ve iki molekül fosforik asit çıkarılırsa ATP, AMP'ye (adenozin monofosforik asit) dönüştürülür. Üçüncü fosfatın bölünmesine yalnızca 13,8 kJ'lik bir salınım eşlik eder, böylece ATP molekülünde yalnızca iki gerçek yüksek enerjili bağ bulunur.

2. Hücrede ATP oluşumu

Hücredeki ATP arzı azdır. Örneğin bir kastaki ATP rezervi 20-30 kasılma için yeterlidir. Ancak bir kas saatlerce çalışıp binlerce kasılma üretebilir. Bu nedenle hücrede ATP'nin ADP'ye parçalanmasıyla birlikte ters sentezin de sürekli olarak gerçekleşmesi gerekir. Hücrelerde ATP sentezi için çeşitli yollar vardır. Onları tanıyalım.

1. Anaerobik fosforilasyon. Fosforilasyon, ADP ve düşük molekül ağırlıklı fosfattan (Pn) ATP sentezi işlemidir. Bu durumda, organik maddelerin oksijensiz oksidasyon süreçlerinden bahsediyoruz (örneğin glikoliz, glikozun pirüvik asite oksijensiz oksidasyon sürecidir). Bu işlemler sırasında açığa çıkan enerjinin yaklaşık %40'ı (yaklaşık 200 kJ/mol glikoz) ATP sentezi için harcanır, geri kalanı ise ısı olarak dağılır:

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

2. Oksidatif fosforilasyon organik maddelerin oksijenle oksidasyon enerjisini kullanarak ATP sentezi işlemidir. Bu süreç 1930'ların başında keşfedildi. XX yüzyıl V.A. Engelhardt. Organik maddelerin oksidasyonunun oksijen süreçleri mitokondride meydana gelir. Bu durumda açığa çıkan enerjinin yaklaşık %55'i (yaklaşık 2600 kJ/mol glikoz) ATP'nin kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür ve %45'i ısı olarak dağılır.

Oksidatif fosforilasyon, anaerobik sentezden çok daha etkilidir: glikoliz işlemi sırasında, bir glikoz molekülünün parçalanması sırasında yalnızca 2 ATP molekülü sentezlenirse, oksidatif fosforilasyon sırasında 36 ATP molekülü oluşur.

3. Fotofosforilasyon– güneş ışığının enerjisini kullanarak ATP sentezi süreci. ATP sentezinin bu yolu yalnızca fotosentez yapabilen hücrelerin (yeşil bitkiler, siyanobakteriler) karakteristiğidir. Güneş ışığı kuantumunun enerjisi, fotosentezin ışık aşamasında ATP sentezi için fotosentetikler tarafından kullanılır.

3. ATP'nin biyolojik önemi

ATP, hücredeki metabolik süreçlerin merkezinde yer alır ve biyolojik sentez ile bozunma reaksiyonları arasında bir bağlantı oluşturur. ATP'nin bir hücredeki rolü bir pilin rolüyle karşılaştırılabilir, çünkü ATP'nin hidrolizi sırasında çeşitli hayati süreçler için gerekli enerji açığa çıkar ("deşarj") ve fosforilasyon sürecinde ("şarj") ATP yine enerji biriktirir.

ATP hidrolizi sırasında açığa çıkan enerji nedeniyle hücrede ve vücutta hemen hemen tüm hayati süreçler meydana gelir: sinir uyarılarının iletimi, maddelerin biyosentezi, kas kasılmaları, maddelerin taşınması vb.

III. Bilginin pekiştirilmesi

Biyolojik sorunları çözmek

Görev 1. Hızlı koştuğumuz zaman hızlı nefes alırız ve terleme artar. Bu olayları açıklayın.

Sorun 2. Donan insanlar neden soğukta ayaklarını yere vurup zıplamaya başlıyor?

Görev 3. I. Ilf ve E. Petrov'un ünlü eseri “On İki Sandalye”de, pek çok yararlı ipucu arasında şunlar bulunabilir: “Derin nefes alın, heyecanlandınız.” Bu tavsiyeyi vücutta meydana gelen enerji süreçleri açısından haklı çıkarmaya çalışın.

IV. Ev ödevi

Test ve test için hazırlanmaya başlayın (test sorularını dikte edin - bkz. ders 21).

Ders 20. “Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümündeki bilginin genelleştirilmesi

Teçhizat: genel biyoloji ile ilgili tablolar.

I. Bölüme ilişkin bilgilerin genelleştirilmesi

Öğrenciler sorularla (bireysel olarak) çalışır, ardından kontrol eder ve tartışır.

1. Karbon, kükürt, fosfor, azot, demir, manganez içeren organik bileşiklere örnekler verin.

2. İyonik bileşimine göre canlı bir hücreyi ölü bir hücreden nasıl ayırt edebilirsiniz?

3. Hücrede çözünmemiş halde hangi maddeler bulunur? Hangi organ ve dokuları içerirler?

4. Enzimlerin aktif bölgelerinde bulunan makro elementlere örnekler verin.

5. Hangi hormonlar mikro elementler içerir?

6. Halojenlerin insan vücudundaki rolü nedir?

7. Proteinlerin yapay polimerlerden farkı nedir?

8. Peptitlerin proteinlerden farkı nedir?

9. Hemoglobin'i oluşturan proteinin adı nedir? Kaç alt birimden oluşur?

10. Ribonükleaz nedir? Kaç aminoasit içerir? Yapay olarak ne zaman sentezlendi?

11. Enzimlerin olmadığı kimyasal reaksiyonların hızı neden düşüktür?

12. Hangi maddeler proteinler tarafından hücre zarından taşınır?

13. Antikorların antijenlerden farkı nedir? Aşılar antikor içerir mi?

14. Proteinler vücutta hangi maddelere ayrışır? Ne kadar enerji açığa çıkıyor? Amonyak nerede ve nasıl nötralize edilir?

15. Peptit hormonlarına bir örnek verin: Hücresel metabolizmanın düzenlenmesinde nasıl rol oynarlar?

16. Çay içtiğimiz şekerin yapısı nedir? Bu maddenin diğer üç eşanlamlısını biliyorsunuz?

17. Sütün içindeki yağ neden yüzeyde değil de süspansiyon şeklinde toplanıyor?

18. Somatik ve germ hücrelerinin çekirdeğindeki DNA'nın kütlesi nedir?

19. Bir kişi günde ne kadar ATP kullanıyor?

20. İnsanlar kıyafet yapmak için hangi proteinleri kullanıyor?

Pankreas ribonükleazının birincil yapısı (124 amino asit)

II. Ev ödevi.

"Yaşamın kimyasal organizasyonu" bölümünde test ve test için hazırlanmaya devam edin.

Ders 21. “Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümündeki test dersi

I. Sorular üzerinde sözlü sınav yapılması

1. Hücrenin temel bileşimi.

2. Organojenik elementlerin özellikleri.

3. Su molekülünün yapısı. Hidrojen bağı ve yaşamın “kimyasındaki” önemi.

4. Suyun özellikleri ve biyolojik fonksiyonları.

5. Hidrofilik ve hidrofobik maddeler.

6. Katyonlar ve biyolojik önemi.

7. Anyonlar ve biyolojik önemi.

8. Polimerler. Biyolojik polimerler. Periyodik ve periyodik olmayan polimerler arasındaki farklar.

9. Lipitlerin özellikleri, biyolojik fonksiyonları.

10. Yapısal özellikleriyle ayırt edilen karbonhidrat grupları.

11. Karbonhidratların biyolojik fonksiyonları.

12. Proteinlerin temel bileşimi. Amino asitler. Peptit oluşumu.

13. Proteinlerin birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapıları.

14. Proteinlerin biyolojik işlevi.

15. Enzimler ve biyolojik olmayan katalizörler arasındaki farklar.

16. Enzimlerin yapısı. Koenzimler.

17. Enzimlerin etki mekanizması.

18. Nükleik asitler. Nükleotidler ve yapıları. Polinükleotidlerin oluşumu.

19. E. Chargaff'ın Kuralları. Tamamlayıcılık ilkesi.

20. Çift sarmallı bir DNA molekülünün oluşumu ve spiralleşmesi.

21. Hücresel RNA sınıfları ve fonksiyonları.

22. DNA ve RNA arasındaki farklar.

23. DNA replikasyonu. Transkripsiyon.

24. ATP'nin yapısı ve biyolojik rolü.

25. Hücrede ATP oluşumu.

II. Ev ödevi

“Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümünde teste hazırlanmaya devam edin.

Ders 22. “Yaşamın kimyasal organizasyonu” bölümündeki test dersi

I. Yazılı sınavın yapılması

seçenek 1

1. Üç tip amino asit vardır - A, B, C. Beş amino asitten oluşan polipeptit zincirlerinin kaç çeşidi oluşturulabilir. Lütfen bu seçenekleri belirtin. Bu polipeptitler aynı özelliklere sahip olacak mı? Neden?

2. Tüm canlılar esas olarak karbon bileşiklerinden oluşur ve yerkabuğunda içeriği karbondan 300 kat daha fazla olan karbon benzeri silikon, yalnızca çok az organizmada bulunur. Bu gerçeği, bu elementlerin atomlarının yapısı ve özellikleri açısından açıklayınız.

3. Son üçüncü fosforik asit kalıntısında radyoaktif 32P ile işaretlenmiş ATP molekülleri bir hücreye, riboza en yakın birinci kalıntıda 32P ile işaretlenmiş ATP molekülleri diğer hücreye verildi. 5 dakika sonra her iki hücrede de 32P ile işaretlenmiş inorganik fosfat iyonunun içeriği ölçüldü. Nerede önemli ölçüde daha yüksek olacak?

4. Araştırmalar bu mRNA'nın toplam nükleotid sayısının %34'ünün guanin, %18'inin urasil, %28'inin sitozin ve %20'sinin adenin olduğunu göstermiştir. Belirtilen mRNA'nın bir kopyası olduğu çift sarmallı DNA'nın azotlu bazlarının yüzde bileşimini belirleyin.

seçenek 2

1. Yağlar, enerji metabolizmasında “birinci rezervi” oluşturur ve karbonhidrat rezervi tükendiğinde kullanılır. Ancak iskelet kaslarında glikoz ve yağ asitlerinin varlığında ikincisi daha büyük ölçüde kullanılır. Proteinler her zaman enerji kaynağı olarak ancak vücut aç kaldığında son çare olarak kullanılır. Bu gerçekleri açıklayın.

2. Ağır metal iyonları (cıva, kurşun vb.) ve arsenik, proteinlerin sülfit grupları tarafından kolayca bağlanır. Bu metallerin sülfitlerinin özelliklerini bilerek, bu metallerle birleştiğinde proteine ​​ne olacağını açıklayınız. Ağır metaller neden vücut için zehirdir?

3. A maddesinin B maddesine oksidasyon reaksiyonunda 60 kJ enerji açığa çıkar. Bu reaksiyonda maksimum kaç ATP molekülü sentezlenebilir? Geri kalan enerji nasıl kullanılacak?

4. Yapılan çalışmalar bu mRNA'nın toplam nükleotid sayısının %27'sinin guanin, %15'inin urasil, %18'inin sitozin ve %40'ının adenin olduğunu göstermiştir. Belirtilen mRNA'nın bir kopyası olduğu çift sarmallı DNA'nın azotlu bazlarının yüzde bileşimini belirleyin.

Devam edecek

Tüm organizmaların hücreleri ATP - adenosin trifosforik asit moleküllerini içerir. ATP, molekülü enerji açısından zengin bağlara sahip olan evrensel bir hücre maddesidir. ATP molekülü, diğer nükleotidler gibi üç bileşenden oluşan benzersiz bir nükleotiddir: azotlu bir baz - adenin, bir karbonhidrat - riboz, ancak bir yerine üç fosforik asit molekülü kalıntısı içerir (Şekil 12). Şekilde gösterilen bağlar enerji bakımından zengindir ve yüksek enerjili olarak adlandırılır. Her ATP molekülü iki yüksek enerjili bağ içerir.

Yüksek enerjili bir bağ kopup, enzimlerin yardımıyla bir molekül fosforik asit uzaklaştırıldığında, 40 kJ/mol enerji açığa çıkar ve ATP, ADP - adenozin difosforik asite dönüştürülür. Başka bir fosforik asit molekülü çıkarıldığında, başka bir 40 kJ/mol açığa çıkar; AMP oluşur - adenosin monofosforik asit. Bu reaksiyonlar tersine çevrilebilir, yani AMP ADP'ye, ADP ATP'ye dönüştürülebilir.

ATP molekülleri yalnızca parçalanmakla kalmaz, aynı zamanda sentezlenir, dolayısıyla hücredeki içerikleri nispeten sabittir. ATP'nin hücre yaşamındaki önemi çok büyüktür. Bu moleküller, hücrenin ve bir bütün olarak organizmanın yaşamını sağlamak için gerekli olan enerji metabolizmasında öncü bir rol oynar.

Bir RNA molekülü genellikle dört tip nükleotidden oluşan tek bir zincirdir - A, U, G, C. Üç ana RNA türü bilinmektedir: mRNA, rRNA, tRNA. Hücredeki RNA moleküllerinin içeriği sabit değildir; protein biyosentezine katılırlar. ATP, enerji açısından zengin bağlar içeren hücrenin evrensel bir enerji maddesidir. ATP, hücresel enerji metabolizmasında merkezi bir rol oynar. RNA ve ATP hücrenin hem çekirdeğinde hem de sitoplazmasında bulunur.

Herhangi bir canlı sistem gibi herhangi bir hücre, bileşimini ve tüm özelliklerini nispeten sabit bir seviyede koruma konusunda doğal bir yeteneğe sahiptir. Örneğin hücrelerdeki ATP içeriği yaklaşık %0,04'tür ve ATP'nin hücrede yaşam boyunca sürekli tüketilmesine rağmen bu değer sıkı bir şekilde korunur. Başka bir örnek: Hücresel içeriklerin reaksiyonu hafif alkalidir ve bu reaksiyon, metabolik süreç sırasında sürekli olarak asit ve bazların oluşmasına rağmen stabil bir şekilde korunur. Hücrenin sadece kimyasal bileşimi değil, diğer özellikleri de belirli bir seviyede sıkı bir şekilde korunur. Canlı sistemlerin yüksek stabilitesi, proteinlerin, yağların ve karbonhidratların stabilitesi çok az olduğundan, yapıldıkları malzemelerin özellikleriyle açıklanamaz. Canlı sistemlerin istikrarı aktiftir; karmaşık koordinasyon ve düzenleme süreçleriyle belirlenir.

Örneğin hücredeki ATP içeriğinin sabitliğinin nasıl korunduğunu ele alalım. Bildiğimiz gibi hücre herhangi bir aktivite gerçekleştirirken ATP tüketir. ATP'nin sentezi, glikozun oksijen ve oksijen parçalanması olmadan gerçekleşen işlemlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar. ATP içeriğinin sabitliğinin, her iki işlemin - ATP tüketimi ve sentezinin - hassas bir şekilde dengelenmesi nedeniyle elde edildiği açıktır: hücredeki ATP içeriği azalır azalmaz, oksijen ve glikozun oksijen parçalanması olmadan işlemler hemen başlar; Bu sırada ATP sentezlenir ve hücredeki ATP içeriği artar. ATP seviyeleri normale ulaştığında ATP sentezi yavaşlar.

Hücrenin normal bileşiminin korunmasını sağlayan açma ve kapama işlemleri otomatik olarak gerçekleşir. Bu düzenlemeye öz düzenleme veya oto düzenleme denir.

Hücre aktivitesinin düzenlenmesinin temeli bilgi süreçleridir, yani. sistemin bireysel bağlantıları arasındaki iletişimin sinyaller kullanılarak gerçekleştirildiği süreçler. Sinyal, sistemin bazı bağlantılarında meydana gelen bir değişikliktir. Sinyale yanıt olarak, ortaya çıkan değişikliğin ortadan kaldırıldığı bir süreç başlatılır. Sistemin normal durumuna geri dönmesi, süreci durdurmak için yeni bir sinyal görevi görür.

Hücre sinyal sistemi nasıl çalışır, içindeki otoregülasyon süreçlerini nasıl sağlar?

Hücre içindeki sinyallerin alınması enzimler tarafından gerçekleştirilir. Çoğu protein gibi enzimler de kararsız bir yapıya sahiptir. Pek çok kimyasal madde de dahil olmak üzere bir dizi faktörün etkisi altında enzimin yapısı bozulur ve katalitik aktivitesi kaybolur. Bu değişiklik genellikle geri dönüşümlüdür, yani aktif faktörün ortadan kaldırılmasından sonra enzimin yapısı normale döner ve katalitik fonksiyonu eski haline döner.

Hücre otoregülasyonunun mekanizması, içeriği düzenlenen maddenin, onu üreten enzimle spesifik etkileşime girebilmesi gerçeğine dayanmaktadır. Bu etkileşim sonucunda enzimin yapısı bozulur ve katalitik aktivitesi kaybolur.

Hücre otoregülasyon mekanizması şu şekilde çalışır. Bir hücrede üretilen kimyasalların tipik olarak birkaç ardışık enzimatik reaksiyondan kaynaklandığını zaten biliyoruz. Glikozun parçalanmasının oksijensiz ve oksijensiz süreçlerini hatırlayın. Bu süreçlerin her biri uzun bir diziyi, yani en az bir düzine sıralı reaksiyonu temsil eder. Bu tür polinom süreçlerini düzenlemek için herhangi bir bağlantıyı kapatmanın yeterli olduğu oldukça açıktır. En az bir reaksiyonun kapatılması yeterlidir ve tüm hat duracaktır. Hücredeki ATP içeriği bu şekilde düzenlenir. Hücre dinlenme halindeyken ATP içeriği yaklaşık %0,04'tür. Bu kadar yüksek bir ATP konsantrasyonunda, oksijenin glikozu parçalama işlemi olmadan enzimlerden biriyle reaksiyona girer. Bu reaksiyon sonucunda bu enzimin tüm molekülleri aktiviteden yoksun kalır ve oksijen ve oksijen işlemlerinin olmadığı konveyör hatları devre dışı kalır. Hücrenin herhangi bir aktivitesi nedeniyle içindeki ATP konsantrasyonu azalırsa, enzimin yapısı ve işlevi eski haline döner ve oksijensiz ve oksijensiz işlemler başlatılır. Sonuç olarak ATP üretilir ve konsantrasyonu artar. Standarda (%0,04) ulaştığında oksijen ve oksijen işlemleri yapılmayan konveyör otomatik olarak kapanır.

2241-2250

2241. Orijinal türün popülasyonlarında coğrafi izolasyon türleşmeye yol açar.
A) farklılık
B) yakınsama
B) aromorfoz
D) dejenerasyon

2242. Biyosferin yenilenemeyen doğal kaynakları şunları içerir:
A) kireç birikintileri
B) tropik ormanlar
B) kum ve kil
D) kömür

2243. Her iki ebeveyn de Aa genotipine sahipse, birinci nesil yavrularda resesif bir özelliğin fenotipte kendini gösterme olasılığı nedir?
%0
B) %25
B) %50
%75

Soyut

2244. Molekülde fosforik asit kalıntıları arasında enerji açısından zengin bağlar mevcuttur.
Bir sincap
B) ATP
B) mRNA
D)DNA

2245. Şekilde gösterilen hayvan neye göre böcek olarak sınıflandırılmaktadır?
A) Üç çift yürüme ayağı
B) iki basit göz
B) bir çift şeffaf kanat
D) Vücudun baş ve karın olarak ikiye ayrılması

Soyut

2246. Bunun sonucunda gametlerden farklı olarak zigot oluşur.
Döllenme
B) partenogenez
B) spermatogenez
D) Mayoz bölünme

2247. Bitkilerde kısır melezler oluşması sonucu
A) tür içi geçiş
B) poliploidizasyon
B) uzak hibridizasyon
D) geçişin analiz edilmesi

Vücutta ne kadar ATP bulunur?

2249. Rh negatif kişilerde, Rh pozitif insanlarla karşılaştırıldığında kırmızı kan hücrelerinin bileşimi farklıdır.
A) lipitler
B) karbonhidratlar
B) mineraller
D) proteinler

2250. Serebral korteksin temporal lobunun hücreleri yok edildiğinde, kişi
A) Nesnelerin şekli hakkında çarpık bir fikir edinir
B) Sesin şiddeti ve perdesi arasında ayrım yapmaz
B) Hareketlerin koordinasyonunu kaybeder
D) görsel sinyalleri ayırt etmez

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2018

Reklam engelleme dedektörü

1. Cümlede eksik olan ve (a-d) harfleriyle değiştirilen kelimeler nelerdir?

"ATP molekülü nitrojenli bir baz (a), beş karbonlu bir monosakarit (b) ve (c) bir asit kalıntısından (d) oluşur."

Aşağıdaki kelimelerin yerini harfler almıştır: a – adenin, b – riboz, c – üç, d – fosforik.

2. ATP'nin yapısı ile bir nükleotidin yapısını karşılaştırın. Benzerlikleri ve farklılıkları belirleyin.

Aslında ATP, RNA'nın adenil nükleotidinin (adenosin monofosfat veya AMP) bir türevidir. Her iki maddenin molekülleri azotlu baz adenin ve beş karbonlu şeker ribozunu içerir. Farklılıklar, RNA'nın adenil nükleotidinin (diğer herhangi bir nükleotidde olduğu gibi) yalnızca bir fosforik asit kalıntısı içermesi ve yüksek enerjili (yüksek enerjili) bağların bulunmamasından kaynaklanmaktadır. ATP molekülü, aralarında iki yüksek enerjili bağ bulunan üç fosforik asit kalıntısı içerir, böylece ATP bir pil ve enerji taşıyıcısı olarak işlev görebilir.

3. ATP hidroliz süreci nedir?

ATF: enerji para birimi

ATP sentezi mi? ATP'nin biyolojik rolü nedir?

Hidroliz işlemi sırasında ATP molekülünden bir fosforik asit kalıntısı çıkarılır (defosforilasyon). Bu durumda yüksek enerjili bağ kopar, 40 kJ/mol enerji açığa çıkar ve ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüştürülür:

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + 40 kJ

ADP, başka bir fosfat grubunun ortadan kaldırılması ve enerjinin ikinci bir "kısmının" salınması ile daha fazla hidrolize (nadiren meydana gelen) maruz kalabilir. Bu durumda ADP, AMP'ye (adenozin monofosforik asit) dönüştürülür:

ADP + H2O → AMP + H3PO4 + 40 kJ

ATP sentezi, ADP molekülüne bir fosforik asit kalıntısının eklenmesi (fosforilasyon) sonucu oluşur. Bu süreç esas olarak mitokondri ve kloroplastlarda, kısmen de hücrelerin hyaloplazmasında meydana gelir. ADP'den 1 mol ATP oluşturmak için en az 40 kJ enerji harcanmalıdır:

ADP + H3PO4 + 40 kJ → ATP + H2O

ATP, canlı organizmaların hücrelerinde evrensel bir depo (pil) ve enerji taşıyıcısıdır. Enerji gerektiren hücrelerde meydana gelen hemen hemen tüm biyokimyasal işlemlerde, enerji tedarikçisi olarak ATP kullanılır. ATP'nin enerjisi sayesinde yeni protein molekülleri, karbonhidratlar, lipitler sentezlenir, maddelerin aktif taşınması gerçekleştirilir, flagella ve kirpiklerin hareketi meydana gelir, hücre bölünmesi meydana gelir, kaslar çalışır, sıcakta sabit vücut sıcaklığı korunur. kanlı hayvanlar vb.

4. Hangi bağlantılara makroerjik denir? Yüksek enerjili bağlar içeren maddeler hangi işlevleri yerine getirebilir?

Makroerjik bağlar, kopması büyük miktarda enerji açığa çıkaran bağlardır (örneğin, her makroerjik ATP bağının kopmasına 40 kJ/mol enerji salınımı eşlik eder). Yüksek enerjili bağlar içeren maddeler, çeşitli yaşam süreçleri için pil, taşıyıcı ve enerji tedarikçisi olarak hizmet edebilir.

5. ATP'nin genel formülü C10H16N5O13P3'tür. 1 mol ATP ADP'ye hidrolize edildiğinde 40 kJ enerji açığa çıkar. 1 kg ATP'nin hidrolizi sırasında ne kadar enerji açığa çıkacaktır?

● ATP'nin molar kütlesini hesaplayın:

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

● 507 g ATP (1 mol) hidrolize edildiğinde 40 kJ enerji açığa çıkar.

Bu, 1000 g ATP'nin hidrolizi üzerine aşağıdakilerin açığa çıkacağı anlamına gelir: 1000 g × 40 kJ: 507 g ≈ 78,9 kJ.

Cevap: 1 kg ATP ADP'ye hidrolize edildiğinde yaklaşık 78,9 kJ enerji açığa çıkacaktır.

6. Son (üçüncü) fosforik asit kalıntısında radyoaktif fosfor 32P ile etiketlenmiş ATP molekülleri bir hücreye, ilk (riboza en yakın) kalıntıda 32P ile etiketlenmiş ATP molekülleri diğer hücreye yerleştirildi. 5 dakika sonra her iki hücrede de 32P ile işaretlenmiş inorganik fosfat iyonunun içeriği ölçüldü. Nerede daha yüksekti ve neden?

Son (üçüncü) fosforik asit kalıntısı, ATP'nin hidrolizi sırasında kolaylıkla parçalanır ve birinci (riboza en yakın olan), ATP'nin AMP'ye iki aşamalı hidrolizi sırasında bile parçalanmaz. Bu nedenle, son (üçüncü) fosforik asit kalıntısında etiketlenen ATP'nin eklendiği hücrede radyoaktif inorganik fosfat içeriği daha yüksek olacaktır.

Dashkov M.L.

Web sitesi: dashkov.by

Bir RNA molekülü, DNA'nın aksine, genellikle DNA'dan çok daha kısa olan tek bir nükleotit zinciridir. Ancak bir hücredeki RNA'nın toplam kütlesi DNA'dan daha fazladır. RNA molekülleri hem çekirdekte hem de sitoplazmada bulunur.

Üç ana RNA türü bilinmektedir: bilgilendirici veya şablon - mRNA; Moleküllerin şekli, boyutu ve işlevleri bakımından farklılık gösteren ribozomal - rRNA, taşıma - tRNA. Ana işlevleri protein biyosentezine katılımdır.

Bir DNA molekülü gibi bir RNA molekülünün dört tip nükleotidden oluştuğunu görüyorsunuz; bunlardan üçü, DNA nükleotidleriyle (A, G, C) aynı nitrojenli bazları içeriyor. Bununla birlikte, nitrojenli baz timin yerine, RNA başka bir nitrojenli baz olan urasil (U) içerir. Dolayısıyla, bir RNA molekülünün nükleotitleri azotlu bazları içerir: A, G, C, U. Ayrıca, karbonhidrat deoksiriboz yerine RNA, riboz içerir.

Tüm organizmaların hücreleri ATP - adenosin trifosforik asit moleküllerini içerir. ATP, molekülü enerji açısından zengin bağlara sahip olan evrensel bir hücre maddesidir. ATP molekülü, diğer nükleotidler gibi üç bileşenden oluşan benzersiz bir nükleotiddir: azotlu bir baz - adenin, bir karbonhidrat - riboz, ancak bir yerine üç fosforik asit molekülü kalıntısı içerir. Her ATP molekülü iki yüksek enerjili bağ içerir.

Yüksek enerjili bir bağ kopup, enzimlerin yardımıyla bir molekül fosforik asit uzaklaştırıldığında, 40 kJ/mol enerji açığa çıkar ve ATP, ADP - adenozin difosforik asite dönüştürülür. Başka bir fosforik asit molekülü çıkarıldığında, başka bir 40 kJ/mol açığa çıkar; AMP oluşur - adenosin monofosforik asit. Bu reaksiyonlar tersine çevrilebilir, yani AMP ADP'ye, ADP ATP'ye dönüştürülebilir.

ATP molekülü - nedir ve vücuttaki rolü nedir

ATP molekülleri sadece parçalanmakla kalmaz, aynı zamanda sentezlenir ve bu nedenle hücredeki içerikleri nispeten sabittir. ATP'nin hücre yaşamındaki önemi çok büyüktür. Bu moleküller, hücrenin ve bir bütün olarak organizmanın yaşamını sağlamak için gerekli olan enerji metabolizmasında öncü bir rol oynar.