Sisu
- ATP molekuli struktuur
- ATP muutmine energiaks
- Kuidas hingamine töötab
- ATP glükolüüsi ajal
- ATP Krebsi tsükli ajal
- ATP tsütokroomisüsteemi ajal
Väike molekul ATP, mis tähistab adenosiintrifosfaati, on kõigi elusolendite peamine energiakandja. Inimestel on ATP biokeemiline viis energia salvestamiseks ja kasutamiseks iga keha raku jaoks. ATP-energia on ka teiste loomade ja taimede peamine energiaallikas.
ATP molekuli struktuur
ATP koosneb lämmastiku aluse adeniinist, viiest süsinikust koosnevast suhkru riboosist ja kolmest fosfaatrühmast: alfa, beeta ja gamma. Beeta- ja gammafosfaatide vahelised sidemed on eriti kõrge energiasisaldusega. Kui need sidemed purunevad, vabastavad nad piisavalt energiat, et käivitada mitmesuguseid raku reaktsioone ja mehhanisme.
ATP muutmine energiaks
Kui rakk vajab energiat, purustab see beeta-gamma fosfaatsideme, moodustades adenosiindifosfaadi (ADP) ja vaba fosfaatmolekuli. Rakk salvestab liigse energia, ühendades ADP ja fosfaadi ATP saamiseks. Rakud saavad energiat ATP kujul hingamise kaudu, mida nimetatakse hingamise käigus keemiliste reaktsioonide seeriaks, mis oksüdeerib kuue süsiniku glükoosi süsinikdioksiidiks.
Kuidas hingamine töötab
Hingamist on kahte tüüpi: aeroobne ja anaeroobne. Aeroobne hingamine toimub hapnikuga ja see tekitab suures koguses energiat, anaeroobne hingamine aga ei kasuta hapnikku ja toodab väikeses koguses energiat.
Glükoosi oksüdeerimine aeroobse hingamise ajal vabastab energiat, mida seejärel kasutatakse ATP sünteesimiseks ADP-st ja anorgaanilisest fosfaadist (Pi). Kuue süsiniku glükoosi asemel võib hingamise ajal kasutada ka rasvu ja valke.
Aeroobne hingamine toimub raku mitokondrites ja toimub kolmel etapil: glükolüüs, Krebsi tsükkel ja tsütokroomne süsteem.
ATP glükolüüsi ajal
Glükolüüsi ajal, mis toimub tsütoplasmas, laguneb kuue süsiniku sisaldav glükoos kaheks kolme süsiniku püruviinhappe ühikuks. Eemaldatud vesinikud ühinevad vesiniku kandjaga NAD, et saada NADH2. Selle tulemuseks on 2 ATP puhaskasumit. Püruvichape siseneb mitokondri maatriksisse ja läbib oksüdatsiooni, kaotades süsinikdioksiidi ja luues kahe süsiniku molekuli, mida nimetatakse atsetüül-CoA-ks. Eemaldatud vesinikud ühinevad NAD-iga NADH-i moodustamiseks2.
ATP Krebsi tsükli ajal
Krebsi tsükkel, tuntud ka kui sidrunhappe tsükkel, tekitab NADH-i ja flavin-adeniin-dinukleotiidi (FADH) suure energiatarbega molekule2) ja mõned ATP-d. Kui atsetüül-CoA siseneb Krebsi tsüklisse, kombineerub see nelja süsinikuhappega, mida nimetatakse oksaloäädikhappeks, et saada kuuest süsinikust koosnev sidrunhape. Ensüümid põhjustavad rea keemilisi reaktsioone, muutes sidrunhappe ja vabastades suure energiaga elektronid NAD-iks. Ühes reaktsioonis eraldub ATP molekuli sünteesimiseks piisavalt energiat. Iga glükoosimolekuli kohta siseneb süsteemi kaks püruviinhappe molekuli, mis tähendab, et moodustatakse kaks ATP molekuli.
ATP tsütokroomisüsteemi ajal
Tsütokroomne süsteem, tuntud ka kui vesiniku kandjasüsteem või elektronide ülekandeahel, on see osa aeroobsest hingamisprotsessist, mis tekitab kõige rohkem ATP-d. Elektronide transpordiahel moodustatakse valkudest mitokondrite sisemembraanil. NADH vesinikuioonid ja elektronid ahelasse. Elektronid annavad energiat membraanis olevatele valkudele, mida kasutatakse seejärel vesinikuioonide pumpamiseks üle membraani. See ioonide voog sünteesib ATP-d.
Ühest glükoosimolekulist luuakse kokku 38 ATP molekuli.