Tartalom
- ATP molekula felépítése
- Az ATP energia bekapcsolása
- Hogyan működik a légzés?
- ATP glikolízis alatt
- ATP a Krebs-ciklus alatt
- ATP citokróm rendszer során
Az ATP kis molekula, amely az adenozin-trifoszfátot jelenti, az összes élő anyag fő energiahordozója. Az emberekben az ATP biokémiai módszer az energia tárolására és felhasználására a test minden egyes sejtjében. Az ATP-energia más állatok és növények elsődleges energiaforrása is.
ATP molekula felépítése
Az ATP a nitrogéntartalmú adeninből, az öt széntartalmú cukor-ribózból és három foszfátcsoportból áll: alfa, béta és gamma. A béta- és gamma-foszfátok közötti kötések különösen nagy energiájúak. Amikor ezek a kötések megszakadnak, elegendő energiát bocsátanak ki a sejtválaszok és mechanizmusok széles skálájának kiváltására.
Az ATP energia bekapcsolása
Amikor egy sejtnek energiára van szüksége, megszakítja a béta-gamma-foszfátkötést, hogy adenozin-difoszfátot (ADP) és egy szabad foszfátmolekulát hozzon létre. Egy sejt a felesleges energiát tárolja az ADP és a foszfát kombinálásával az ATP előállításához. A sejtek energiát kapnak ATP formájában a légzésnek nevezett folyamat révén, egy kémiai reakció sorozatával, amely hat széncukor glükózt oxidál, és széndioxiddá alakul.
Hogyan működik a légzés?
Kétféle légzés létezik: aerob légzés és anaerob légzés. Az aerob légzés oxigénnel zajlik és nagy mennyiségű energiát termel, míg az anaerob légzés nem használ oxigént és kis mennyiségű energiát termel.
A glükóz oxidációja az aerob légzés során energiát szabadít fel, amelyet azután az ATP szintetizálására használnak az ADP-ből és a szervetlen foszfátból (Pi). Zsírok és fehérjék is használhatók hat széncukor helyett a légzés során.
Az aerob légzés a sejt mitokondriumaiban zajlik, és három szakaszban zajlik: glikolízis, Krebs-ciklus és citokróm-rendszer.
ATP glikolízis alatt
A citoplazmában bekövetkező glikolízis során a hat széncukor glükóz két háromszén piruvsav egységre bomlik. Az eltávolított hidrogének kapcsolódnak a NAD hidrogénhordozóhoz, így NADH képződik2. Ez 2 ATP nettó nyereséget eredményez. A piruvsav belép a mitokondrium mátrixába, oxidáción megy keresztül, elveszti a szén-dioxidot, és létrehoz egy kétszénű molekulát, az acetil-CoA-t. Az elhozott hidrogének NADH-ként jönnek létre2.
ATP a Krebs-ciklus alatt
A Krebsz-ciklus, más néven citromsav-ciklus, nagy energiájú NADH-molekulákat és flavin-adenin-dinukleotidot (FADH) termel2), valamint néhány ATP. Amikor az acetil-CoA belép a Krebsi ciklusba, az összekapcsolódik egy négyszénsavval, azaz oxaloecetsavval, hogy a hatszénsavat citromsavnak nevezzék. Az enzimek számos kémiai reakciót okoznak, átalakítva a citromsavat és felszabadítva a nagy energiájú elektronokat NAD-vé. Az egyik reakcióban elegendő mennyiségű energia szabadul fel egy ATP-molekula szintetizálására. Mindegyik glükózmolekulánál két piruavsav-molekula lép be a rendszerbe, azaz két ATP-molekula képződik.
ATP citokróm rendszer során
A citokróm rendszer, amelyet hidrogénhordozó rendszernek vagy elektronátviteli láncnak is neveznek, az az aerob légzéses folyamat része, amely a legtöbb ATP-t termeli. Az elektronszállító lánc fehérjékből áll a mitokondriumok belső membránján. A NADH hidrogénionokat és elektronokat vezet be a láncba. Az elektronok energiát adnak a membránban levő fehérjéknek, amelyeket ezután hidrogénionok szivattyúzására használnak a membránon. Ez az ionáram szintetizálja az ATP-t.
Összesen 38 ATP-molekulát hoztak létre egy glükózmolekulából.