У біології АТФ – це джерело енергії та основа життя. Аденозинтрифосфорна кислота – універсальний акумулятор енергії у всіх живих організмах.
Що це?
Зрозуміти, що таке АТФ допоможе хімія. Хімічна формула молекули АТФ – C10H16N5O13P3. Запам’ятати повну назву нескладно, якщо розбити її на складові. Аденозинтрифосфат або аденозинтрифосфорна кислота – нуклеотид, що складається з трьох частин:
- аденіну – пуринової азотистої основи;
- рибози – моносахарида, що відноситься до пентоз;
- трьох залишків фосфорної кислоти.
Мал. 1. Будова молекули АТФ.
Більш докладна розшифровка АТФ представлена таблиці.
| Складові частини | Формула | Опис |
| Аденін | C5H5N5 | Похідне пурину входить до складу життєво важливих нуклеотидів. Не розчинний у воді |
| Рибоза | C5H10O5 | П’ятивуглецевий цукор, що входить до складу нуклеотидів, у тому числі РНК |
| Фосфорна кислота | Н3РО4 | Неорганічна кислота, розчинна у воді |
АТФ вперше виявили гарвардські біохіміки Суббарао, Ломан, Фіске у 1929 році. 1941 року німецький біохімік Фріц Ліпман встановив, що АТФ є джерелом енергії живого організму.
Утворення енергії
Фосфатні групи з’єднані між собою високоергічні зв’язки, які легко руйнуються. При гідролізі (взаємодії з водою) зв’язки між двома останніми фосфатними групами розпадаються, вивільняючи велику кількість енергії (від 40 до 60 кДж/моль), а АТФ перетворюється на АДФ (аденозиндифосфорну кислоту).
Умовно хімічна реакція виглядає так:
АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + енергія
Мал. 2. Гідроліз АТФ.
Частина енергії, що вивільнилася, бере участь в анаболізмі (асиміляції, пластичному обміні), частина – розсіюється у вигляді тепла і використовується для підтримки температури тіла. При подальшому гідролізі АДФ відщеплюється ще одна фосфатна група з вивільненням енергії та утворенням АМФ (аденозинмонофосфату). АМФ гідролізу не піддається.
Синтез АТФ
АТФ розташовується в цитоплазмі, ядрі, хлоропластах, мітохондріях. Синтез АТФ у тваринній клітині відбувається в мітохондріях, а в рослинній – у мітохондріях та хлоропластах.
АТФ утворюється з АДФ та фосфату з витратою енергії. Такий процес називається фосфорилюванням:
АДФ + Н3РО4 + енергія → АТФ + Н2О
Мал. 3. Утворення АТФ із АДФ.
У рослинних клітинах фосфорилювання відбувається при фотосинтезі та називається фотофосфорилуванням. У тварин процес протікає при диханні і називається окисним фосфорилуванням.
У тваринних клітинах синтез АТФ відбувається у процесі катаболізму (дисиміляції, енергетичного обміну) при розщепленні білків, жирів, вуглеводів.
Функції
З визначення АТФ відомо, що це молекула здатна давати енергію. Крім енергетичної аденозинтрифосфорна кислота виконує інші функції:
- є матеріалом для синтезу нуклеїнових кислот;
- бере участь у регуляції біохімічних процесів, приєднуючись до регулятивних центрів ферментів, посилює або пригнічує їх активність;
- є медіатором – передає сигнал синапсам (місцях контакту двох клітинних мембран).
Що ми дізналися?
З уроку біології 10 класу дізналися про будову та функції АТФ – аденозинтрифосфорної кислоти. АТФ складається з аденіну, рибози та трьох залишків фосфорної кислоти. При гідроліз зв’язку між залишками фосфорної кислоти руйнуються, що вивільняє енергію, необхідну для життєдіяльності організмів.
