Adenosiinitrifosfaatti
Adenosiinitrifosfaatti (ATP) on nukleotidi, jota käytetään soluissa koentsyyminä. Sitä kutsutaan usein "molekyylivaluuttayksiköksi": ATP kuljettaa kemiallista energiaa soluissa aineenvaihduntaa varten.
Jokainen solu käyttää ATP:tä energian tuottamiseen. Se koostuu emäksestä (adeniini) ja kolmesta fosfaattiryhmästä. Yksi ATP-molekyyli sisältää kolme fosfaattiryhmää, ja ATP-syntaasi tuottaa sitä epäorgaanisesta fosfaatista ja adenosiinidifosfaatista (ADP, di tarkoittaa kahta fosfaattiryhmää) tai adenosiinimonofosfaatista (AMP).
ATP:n molekyylirakenne.
Käyttö
ATP-molekyyli on hyvin monipuolinen, eli sitä voidaan käyttää moniin asioihin. Sen kemiallisiin sidoksiin on varastoitunut energiaa.
Kun ATP sitoutuu toiseen fosfaattiin, varastoituu energiaa, jota voidaan käyttää myöhemmin. Toisin sanoen, kun sidos muodostuu, energiaa varastoituu. Tämä on endoterminen reaktio.
Kun ATP katkaisee sidoksen fosfaattiryhmän kanssa ja muuttuu ADP:ksi, energiaa vapautuu. Toisin sanoen, kun sidos katkeaa, vapautuu energiaa. Tämä on eksoterminen reaktio.
ATP-fosfaatin vaihto on lähes loputon sykli, joka pysähtyy vasta solun kuollessa.
Toiminnot soluissa
ATP on pääasiallinen energianlähde suurimmassa osassa solutoimintoja. Tähän kuuluu makromolekyylien, kuten DNA:n ja RNA:n (ks. jäljempänä) ja proteiinien synteesi. ATP:llä on myös ratkaiseva rooli makromolekyylien aktiivisessa kuljetuksessa solukalvojen läpi, esimerkiksi eksosytoosissa ja endosytoosissa.
DNA- ja RNA-synteesi
Kaikissa tunnetuissa eliöissä DNA:n muodostavat deoksiribonukleotidit syntetisoidaan ribonukleotidireduktaasi-entsyymien (RNR) vaikutuksesta vastaaviin ribonukleotideihin. Nämä entsyymit pelkistävät sokerijäännöksen riboosista deoksiriboosiksi poistamalla hapen.
Nukleiinihappo RNA:n synteesissä ATP on yksi neljästä nukleotidista, jotka RNA-polymeraasit sisällyttävät suoraan RNA-molekyyleihin. Tätä polymerisaatiota ohjaava energia tulee pyrofosfaatin (kaksi fosfaattiryhmää) pilkkomisesta. Tanssi on samanlainen DNA:n biosynteesissä, paitsi että ATP pelkistetään deoksiribonukleotidiksi dATP:ksi ennen DNA:han liittämistä.
Historia
- ATP:n löysivät vuonna 1929 Karl Lohmann ja Jendrassik sekä itsenäisesti Cyrus Fiske ja Yellapragada Subba Rao Harvardin lääketieteellisestä tiedekunnasta. Molemmat ryhmät kilpailivat keskenään fosforin määrityksen löytämisestä.
- Fritz Albert Lipmann ehdotti vuonna 1941, että se on välittäjä energiaa tuottavien ja energiaa vaativien reaktioiden välillä soluissa.
- Alexander Todd syntetisoi (loi) sen ensimmäisen kerran laboratoriossa vuonna 1948.
- Vuoden 1997 kemian Nobel-palkinto jaettiin kahtia: toinen puoli annettiin Paul D. Boyerille ja John E. Walkerille adenosiinitrifosfaatin (ATP) synteesin perustana olevan entsyymimekanismin selvittämisestä ja toinen puoli Jens C. Skoolle ionikuljetusentsyymin, Na+, K+ -ATPaasin, ensimmäisestä löytämisestä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on adenosiinitrifosfaatti?
V: Adenosiinitrifosfaatti (ATP) on kemikaali, jota elävät olennot käyttävät energian varastointiin ja siirtämiseen.
K: Mikä on ATP:n tarkoitus elävissä olennoissa?
V: ATP:n tarkoitus elävissä olennoissa on varastoida energiaa ja siirtää sitä sitä tarvitseville soluille.
K: Mistä solut saavat energiansa?
V: Solut saavat energiansa hajottamalla ATP-molekyylejä ja vapauttamalla varastoitua energiaa.
K: Valmistavatko kaikki elävät olennot ATP:tä?
V: Kyllä, kaikki elävät olennot valmistavat ATP:tä energian varastoimiseksi ja siirtämiseksi.
K: Miksi ATP:tä tarvitaan soluille, jotka tekevät kovempaa työtä?
V: ATP:tä tarvitaan kovemmin työskenteleville soluille, koska ne tarvitsevat enemmän energiaa toimiakseen, ja ATP on molekyyli, joka tuottaa tätä energiaa.
K: Voivatko elävät olennot selviytyä ilman ATP:tä?
V: Ei, elävät olennot eivät voi selviytyä ilman ATP:tä, koska se on molekyyli, joka tuottaa energiaa kaikkiin soluprosesseihin.
K: Mitä tapahtuu, kun ATP-molekyylit hajoavat?
V: Kun ATP-molekyylit hajoavat, varastoitunut energia vapautuu ja solu käyttää sitä erilaisiin prosesseihin.
