Життя і енергія Обидва поняття взаємопов'язані, всі прояви життєдіяльності організмів на планеті Земля енергозалежні. Повороти стебел і квітів рослин слідом за рухом Сонця, биття людського серця, змахи крил птахів - це вимагає витрат енергії. Всередині мікроскопічної клітини теж все наповнене рухом: за годинниковою стрілкою пересувається її рідкий вміст, тисячі молекул надходять в клітинні всіх органел, здійснюючи реакції обміну речовин. Для життєвих проявів необхідна енергія, вона має форму особливої речовини - аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ). В нашій роботі ми відповімо на наступні питання: яке будова енергетичного речовини? Яку функцію виконує молекула АТФ у клітині? Опис ролі аденозинтрифосфорної кислоти ви також знайдете в нашій статті.
З яких джерел в організм надходить енергія?
З зовнішнього середовища в біологічні системи енергія може чинити по-різному. Наприклад, завдяки окислення поживних речовин, що входять до складу їжі. В результаті хімічних процесів, що належать до дисиміляції, виділяється певна порція енергії. Так, окислення 1 г жиру дає 389 кДж енергії. Таким способом одержують енергію тварини, гриби, людина, а молекули АТФ в клітині виконують функцію енергетичної валюти. Без їжі, служить джерелом їх активності, такі організми просто загинули б. Рослини самостійно можуть утворювати для себе їжу з вуглекислоти і води, застосовуючи світлове випромінювання в якості джерела енергії. Синтезована в їх клітинах глюкоза використовується в якості харчового продукту для самої рослини. Окислення 1 г дає 172 кДж енергії, що і пояснює, яку роль виконують молекули АТФ - вони є акумуляторами клітинної енергії.
Куди витрачається аденозинтрифосфорная кислота
Новонароджені дитинчата ссавців швидко починають рости і розвиватися за умови достатньо калорійного харчування. Материнське молоко забезпечує організм всіма корисними речовинами. Вони переробляються в процесі дисиміляції, а виділилася енергія запасається у вигляді молекул АТФ. Ріст організму – це синтез сполук, властивих тільки йому і забезпечують поділ клітин. Воно і лежить в основі ростових процесів. Молекули АТФ виконують в клітині функцію енергозабезпечення, тому що умовою проведення таких реакцій є наявність енергії, яка і буде витрачатися на реакції асиміляції. Обидва типи реакцій: синтез пластичних з'єднань, що забезпечує ростові процеси розщеплення поживних речовин, що дають для них енергію, взаємопов'язані. Цей зв'язок називається енергетичним відмінюванням. Вона і визначає, яку функцію в клітці виконує молекула АТФ.
Яким має бути універсальне енергетичне речовина?
Посередник, який клітина буде використовувати як джерело енергії, повинен мати певну специфіку свого складу та просторової конфігурації молекули. Таке речовина не повинно мати велику масу і розміри і бути досить мобільними. Стійкість і стабільність його молекули – ще одна вимога, виконання якої забезпечить здатність з'єднання до накопичення і збереження. Всі названі критерії виконуються частками аденозинтрифосфорної кислоти, тому в клітці молекули АТФ виконують функцію енергозбереження.
Особливості хімічної будови
Азотовмісні підстава – аденін, з'єднаний з пентозою (рибозой і трьома залишками ортофосфатної кислоти) – такий склад молекули аденозинтрифосфорної кислоти. У водному середовищі, що містить певний фермент, вона може відщеплює один або два кислотних залишку, перетворюючись в аденозиндифосфорную і аденозинмонофосфорную кислоту. Ці реакції відбуваються в момент використання клітиною енергії, необхідною, наприклад, для її поділу, росту, анаболічних процесів. Молекули АТФ виконують в клітині функцію забезпечення енергією рухових процесів і транспорту сполук через мембрану. Рух частинок речовин, органоїдів, тріпотіння джгутиків або війок і деякі інші явища клітинної життєдіяльності неможливі без особливих моторних пептидів. До них відноситься, наприклад, міозин. Це м'язовий білок, що має складне будова. Він розщеплює аденозинтрифосфорную кислоту, здійснюючи координацію м'язових скорочень. Наведений факт показує, яку функцію в клітці виконує молекула АТФ.
Перенесення з'єднань через клітинні мембрани
Клітини є не тільки складно організованими, але ще й відкритими біологічними системами. Це означає, що між ними і зовнішнім середовищем відбувається безперервний обмін іонами або молекулами різних сполук. Найважливішою умовою життєдіяльності клітини є різниця концентрацій речовин між нею і міжклітинної рідиною. Молекули АТФ виконують в клітині функцію субстрату для різних транспортних пептидів, наприклад таких як натрій-калієвий насос.
Активний транспорт
Це перенесення частинок крізь мембрани клітин за умови, що цей процес відбувається проти градієнта концентрації. Розташовуючись в мембрані тваринної клітини, протеїн виводить з клітки три іона натрію і транспортує у неї два катіона калію. На цю роботу натрій-калієвий насос витрачає одну молекулу енергетичного речовини. В цьому випадку з'єднання переміщуються з ділянки з низькою концентрацією в область його високої концентрації.
Таким чином, активний транспорт речовин, що йде з участю АТФ, сприяє взаємозв'язку клітин з зовнішнім середовищем. Тому визначення молекулярної біології, яку роль виконують молекули АТФ, звучить наступним чином: аденозинтрифосфорная кислота служить найважливішим енергетичним посередником, що використовується живими організмами для забезпечення всіх проявів своєї життєдіяльності.
