Содержание
Аденозиндифосфат и аденозинтрифосфат являются органическими молекулами, известными как нуклеотиды, найденные во всех растительных и животных клетках. АДФ преобразуется в АТФ для накопления энергии путем добавления высокоэнергетической фосфатной группы. Преобразование происходит в веществе между клеточной мембраной и ядром, известным как цитоплазма, или в специальных энергогенерирующих структурах, называемых митохондриями.
Химическое уравнение
Преобразование АДФ в АТФ может быть записано как АДФ + Pi + энергия → АТФ или, на английском языке, аденозиндифосфат плюс неорганический фосфат плюс энергия дает аденозинтрифосфат. Энергия запасается в молекуле АТФ в ковалентных связях между фосфатной группой, в частности в связи между второй и третьей фосфатными группами, известной как пирофосфатная связь.
Хемиосмотическое фосфорилирование
Превращение АДФ в АТФ во внутренних мембранах митохондрий технически известно как хемиосмотическое фосфорилирование. Мембранные мешочки на стенках митрохондрий содержат приблизительно 10 000 цепочек ферментов, которые получают энергию из пищевых молекул или фотосинтеза - синтеза сложных органических молекул из углекислого газа, воды и неорганических солей - в растениях через так называемый электронный транспорт. цепь.
Синтез АТФ
Клеточное окисление в цикле катализируемых ферментами метаболических реакций, известное как цикл Кребса, создает накопление отрицательно заряженных частиц, называемых электронами, которые выталкивают положительно заряженные ионы водорода или протоны через внутреннюю митохондриальную мембрану во внутреннюю камеру. Энергия, выделяемая электрическим потенциалом через мембрану, заставляет фермент, известный как АТФ-синтаза, присоединяться к АДФ. АТФ-синтаза представляет собой огромный молекулярный комплекс, и его функция заключается в том, чтобы катализировать добавление третьей фосфористой группы с образованием АТФ. Один комплекс АТФ-синтазы может генерировать более 100 молекул АТФ каждую секунду.
Аккумуляторная батарея
Живые клетки используют АТФ так, как если бы он питался от аккумуляторной батареи. Преобразование АДФ в АТФ увеличивает мощность, в то время как почти все другие процессы сотовой связи связаны с выходом АТФ из строя и имеют тенденцию выделять энергию. В организме человека типичная молекула АТФ поступает в митохондрии для перезарядки в виде АДФ тысячи раз в день, так что концентрация АТФ в типичной клетке примерно в 10 раз выше, чем концентрация АДФ. Скелетные мышцы требуют большого количества энергии для механической работы, поэтому мышечные клетки содержат больше митохондрий, чем клетки других типов тканей.