Атф местонахождение в клетке: АТФ и другие органические соединения клетки — урок. Биология, 9 класс.

Митохондрия. Клетка энергии | Фітоаптека

• Митохондрия – это единственный источник энергии клеток. Расположенные в цитоплазме каждой клетки, митохондрии сравнимы с «батарейками», которые производят, хранят и распределяют необходимую для клетки энергию.

Человеческие клетки содержат в среднем 1500 митохондрий.Их особенно много в клетках с интенсивным метаболизмом (например, в мускулах или печени).

Митохондрии подвижны и перемещаются в цитоплазме в зависимости от потребностей клетки. Благодаря наличию собственной ДНК они размножаются и самоуничтожаются независимо от деления клетки.

Клетки не могут функционировать без митохондрий, без них жизнь не возможна.

Историческая справка: В 1850 году ученые обнаружили внутри клеток небольшие гранулы. Эти органеллы были названы от греческого μίτος – нить и χόνδρος – крупинка. Их окончательная идентификация была завершена только в конце XIX века. Новые исследования в этой области были предприняты в 1950 году. Причастность митохондрий к дегенеративным болезням выявлена только 1988 году.

Строение и генетические особенности: Митохондрия состоит из наружной мембраны, которая является ее оболочкой и внутренней мембраны, места энергетических преобразований. Внутренняя мембрана образует многочисленные складки, способствующие интенсивной деятельности по преобразованию энергии.

• Самая примечательная особенность митохондрий – это наличие у них своей собственной ДНК – митохондриальной ДНК. Независимо от ядерной ДНК, каждая митохондрия имеет свой собственный генетический аппарат.

Митохондриальная ДНК наследуется только по материнской линии и передается из поколения в поколение исключительно женщинами Эта особая форма наследственности митохондриального генома позволила создать родословное древо разных человеческих этносов, определив местонахождение наших общих предков в Эфиопии около 200 000 лет назад.

Обладая необыкновенными способностями к адаптации, при увеличении потребности в энергии митохондрии также способны размножаться независимо от клеточного деления. Это явление возможно благодаря митохондриальной ДНК . Митохондриальная ДНК передается исключительно женщинами

Митохондриальная ДНК не наследуется по законам Менделя, а по законам цитоплазматического наследования. Во время оплодотворения проникающий в яйцеклетку сперматозоид теряет жгутик, в котором находятся все митохондрии. Зародышу передаются только митохондрии, содержащиеся в яйцеклетке матери. Таким образом, клетки наследуют их единственный источник энергии из материнских митохондрий.

• Митохондрия: энергетическая станция клетки. Уникальный источник энергии.

В обычной жизни существуют различные способы извлечения энергии и использования ее для бытовых нужд: солнечные батареи, атомные электростанции, ветроэлектростанции… У клетки есть только одно решение для извлечения, преобразования и хранения энергии: митохондрия. Только митохондрия может преобразовать различные виды энергии в АТФ, энергию, используемую клеткой.

Процесс преобразования клеточной энергии. Митохондрии используют 80% кислорода, который мы вдыхаем, чтобы преобразовывать потенциальную энергию в энергию, используемую клеткой. В процессе окисления освобождается большое количество энергии, которая сохраняется митохондриями в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфат) .  Энергия в клетке может принимать различные формы. Принцип действия клеточного механизма – преобразование потенциальной энергии в энергию, которую может напрямую использовать клетка.

Потенциальные виды энергии попадают в клетку через питание в виде углеводов, жиров и белков.  Она синтезируется в результате преобразования углеводов, жиров и белков внутри митохондрии. За день в организме взрослого человека синтезируется и распадается эквивалент 40 кг АТФ.

Митохондрии: официальный поставщик энергии у медведей-гризли в спячке…

У гризли сжигание телесных жиров внутри митохондрий является единственным источником питания, необходимое для выживания животного в период спячки. Преобразование жиров высвобождает большое количество воды , которое компенсирует воду, потерянную во время дыхания.

• Митохондрии и старение

Наличие своего собственного ДНК в митохондриях открывает новые пути в исследованиях проблемы старения, которое возможно связано с устойчивостью митохондрий. К тому же мутация митохондриальной ДНК при известных дегенеративных болезнях (Альцгеймер, Паркинсон…) наводит на мысль, что они могут играть особую роль в этих процессах.

Как «стареет» митохондриальная ДНК ? Из-за постоянного последовательного деления митохондрий, направленного на производство энергии, их ДНК «снашивается». Истощается запас митохондрий в хорошей форме, уменьшая единственный источник клеточной энергии.  Митохондриальная ДНК в 10 раз чувствительнее к действию свободных радикалов, чем ядерная. Мутации, вызванные свободными радикалами, ведут к дисфункции митохондрий. Но по сравнению с клеточной система самовосстановления митохондриальной ДНК очень слабая. Когда повреждения митохондрий значительны, они самоуничтожаются. Этот процесс называется «аутофагией».

• Митохондрии и фотостарение:

В 2000 году было доказано, что митохондрии ускоряют процесс фотостарения. На участкахкожи, регулярно подвергающихся воздействию солнечных лучей, уровень мутаций ДНК значительно выше, чем на защищенных участках.

Сравнение результатов биопсии (взятие образцов кожи для анализа) участка кожи, подвергшегося воздействию ультрафиолетовых лучей , и защищенного участка показывает, что мутации митохондрий под воздействием УФ-излучения вызывают хронический окислительный стресс.

Клетки и митохондрии навсегда связаны между собой: энергия, поставляемая митохондриями, необходима для деятельности клеток. Поддерживать деятельность митохондрий необходимо для лучшей клеточной деятельности и для улучшения качества кожи, особенно кожи лица, слишком часто подвергающейся воздействию УФ-лучей.

Заключение:

Процесс старения митохондрий происходит постоянно и тем быстрее, чем больше кожа получает УФ-лучей

Поврежденная митохондриальная ДНК за несколько месяцев порождает более 30 подобных себе митохондрий, т.е. с теми же повреждениями.

Ослабленные митохондрии вызывают у «хозяйских клеток» состояние энергетического голодания, как следствие – нарушение клеточного метаболизма.

Анна Клеман.Д-р медиц. Наук, Лаборатория Лаборатории Dr. Pierre Ricaud

Не хватает энергии? Предлагаем пять добавок для поддержки митохондрий｜ Блог iHerb

Информация в блоге не была проверена органом здравоохранения вашей страны и не предназначена для постановки диагноза, лечения или медицинской консультации. Подробнее

Нужно переварить только что съеденную пищу? Для этого нужна энергия. Хотите заняться упражнениями? Для этого нужна энергия. Хотите посмотреть любимый сериал? Да, даже для этого нужна энергия. И для создания всей этой требуемой для жизни энергии в первую очередь необходимы митохондрии.

‌‌Что делают митохондрии?

Каждая наша клетка состоит из ряда органелл (крошечных органов), выполняющих важнейшие функции организма. Клетки подобны отдельному маленькому организму внутри большого.

Митохондрии — органеллы, вырабатывающие в клетках энергию (в форме АТФ), необходимую для выполнения всех функций организма.

История митохондрий

Ученые считают, что первые митохондрии появились до двух миллиардов лет назад. Они представляли собой отдельные самостоятельные микроорганизмы. Считается, что первая клетка, похожая на клетку человеческого организма, возникла при поглощении митохондрии бактерией. Митохондрия затем стала основным источником энергии клетки, а в ходе эволюции начала питать энергией и весь организм.¹

‌‌Что если мои митохондрии не полностью здоровы?

Когда митохондриям нужна поддержка, вы можете чувствовать потерю сил, изнеможение и/или необходимость заставлять себя делать даже самые простые вещи.

Скудный рацион, плохой сон, высокий уровень стресса и сидячий образ жизни могут привести к тому, что митохондрии станут вырабатывать недостаточно энергии.

Сегодня ученые считают, что плохое состояние митохондрий может способствовать старению — ощущение усталости и усталый вид могут влиять на скорость старения, как внешнего, так и внутреннего.

Митохондрии могут быть повреждены свободными радикалами — реактивными соединениями кислорода, вырабатываемыми при расщеплении пищи. Основная задача свободных радикалов — украсть энергию у других клеток для собственной стабилизации. Увы, при этом повреждается клетка, у которой забрали энергию. К счастью, организм способен бороться с этими вредными соединениями и нейтрализовывать их.

Мы можем в некоторой степени воздействовать на этот процесс. И во многом это воздействие сводится к тому, как мы относимся к митохондриям.

‌‌Пять способов укрепить здоровье митохондрий

1. Низкий уровень употребления углеводов

Высокий уровень сахара в крови может привести к набору веса и усилению воспаления, что отрицательно сказывается на работе митохондрий, так как для борьбы с воспалением нужно больше энергии. Из-за этого митохондриям приходится работать интенсивнее.²

При низком потреблении углеводов митохондрии могут сжигать жир для получения энергии. Это более эффективный и здоровый способ выработки энергии. Когда митохондрии генерируют энергию из углеводов, часто выделяются свободные радикалы. Эти соединения могут повреждать клетки, приводя тем самым к преждевременному старению.

Большинство продуктов на наиболее «проходных» полках магазинов подверглись сильной обработке и содержат очень много сахара, что иногда не указано явным образом на этикетках. Ищите продукты, богатые питательными веществами, витаминами и антиоксидантами. Обогатите рацион мясом животных на травяном откорме, рыбой, выловленной в естественной среде обитания, органическими овощами, авокадо, орехами, семенами и листовой зеленью. Многие из этих продуктов также богаты витаминами группы B, которые помогают выделять энергию из пищи и поддерживать нормальный уровень гормона стресса кортизола.

2. Голодание

Интервальное голодание также может поддержать работу митохондрий, так как оно помогает уменьшить вред от свободных радикалов. Попробуйте уложить все приемы пищи в 8-часовой интервал и первый раз есть в середине дня.

3. Зарядка

Активность при интенсивных интервальных тренировках помогает усилить выработку энергии митохондриями и предотвратить их повреждение. При таких тренировках вы не только повышаете выносливость мышц, но и увеличиваете число митохондрий, питающих мышечную ткань.

4. Сон

Ученые предполагают, что крепкий сон помогает сохранить митохондрии. Во время сна организм избавляется от любых вредных соединений, включая свободные радикалы. Кроме того, при плохом сне может увеличиться уровень кортизола, что приводит к усилению стресса.

Медитация и массаж могут помочь снизить количество вредных для митохондрий свободных радикалов. При расслаблении организма также может уменьшиться уровень гормона стресса кортизола. Стресс способствует усилению воспаления и, в конечном счете, повреждению митохондрий.³

‌‌‌‌5. Солнечный свет

Умеренное и безопасное воздействие солнечного света — естественный способ поддержать образование митохондрий. Кроме того, может помочь воздействие холода. Быстрый холодный душ или 30 секунд на холодном воздухе могут резко ускорить работу митохондрий.

‌‌Пять добавок для здоровья митохондрий

Здоровье митохондрий можно поддержать с помощью многих добавок: магния, глутатиона, альфа-липоевой кислоты, L-карнитина и рыбьего жира.

1. Магний

Магний — это незаменимое вещество, которое занимает четвертую позицию среди наиболее часто встречающихся в организме микроэлементов. Он присутствует в клетках и соединительных тканях организма, включая кости, мышцы и сыворотку крови. Магний необходим для множества различных протекающих в организме процессов, включая более 300 ферментных реакций.

По данным исследований, магний может участвовать в процессах выработки энергии. Предполагается, что он выступает важным кофактором для ферментов, участвующих в синтезе АТФ — основной энергетической молекулы. Поэтому без него работа митохондрий невозможна.⁴

Некоторые пищевые источники магния: орехи и семена, цельные зерновые продукты, рыба, морепродукты, бобовые, темно-зеленые листовые овощи.

2. Глутатион

Глутатион — антиоксидант, состоящий из аминокислот (малых белков), цистеина, глутамата и глицина. Он содержится в растениях, организмах животных, грибках и некоторых бактериях. Простыми словами, антиоксиданты помогают защитить клетки от воздействия любых вредных молекул, включая свободные радикалы.

Глутатион содержится и в митохондриях. Он играет основную роль в здоровье митохондрий, так как он не подпускает вредные молекулы к митохондриям и восстанавливает любой нанесенный им вред.

Глутатион содержится во многих продуктах, богатых белком.

3. Альфа-липоевая кислота

Альфа-липоевая кислота содержится в каждой клетке организма. Ее реальное местонахождение может вас удивить. Она присутствует прямо внутри митохондрий.

Она важна для преобразования пищи в энергию, а также имеет антиоксидантные свойства.

Альфа-липоевая кислота считается антиоксидантом и способна защищать клетки от повреждений и поддерживать здоровый метаболизм. Организм способен вырабатывать альфа-липоевую кислоту, но только в небольших количествах. Поэтому многие употребляют богатые ею продукты или принимают добавки.⁶

Есть много пищевых источников альфа-липоевой кислоты. Животные источники, богатые ею — красное мясо и субпродукты (например, печень). Растения также содержат альфа-липоевую кислоту. Ею богаты брокколи, томаты, шпинат и брюссельская капуста.

4. L-карнитин

L-карнитин — нутриент и пищевая добавка, играющая важную роль в выработке энергии в организме. Он образуется из аминокислот лизина и метионина и перемещает полученные с пищей жирные кислоты в митохондрии клеток.⁷

После поступления жирных кислот в митохондрии они могут быть переработаны в энергию. Организм может вырабатывать L-карнитин, однако для синтеза достаточного его количества необходимо много витамина C.

В небольших количествах L-карнитин также содержится в продуктах животного происхождения, например, мясе и рыбе.

‌‌‌‌5. Рыбий жир

Рыбий жир по сути представляет собой жир рыбы в жидком виде. Им богаты далеко не все рыбы. Много натурального рыбьего жира содержится в тунце и анчоусах. Его особо полезными ингредиентами являются жирные кислоты омега-3. Есть два вида этих кислот: ЭПК и ДГК. Исследования показывают, что обе эти кислоты полезны для здоровья. В том числе, они поддерживают здоровье митохондрий.

Мембрана (внешняя оболочка) митохондрий состоит из жиров. По данным исследований, употребление жирных кислот омега-3 может поддержать структуру этой мембраны. Соответственно, если внешняя защитная мембрана митохондрий будет прочнее, теоретически их станет сложнее повредить. Данные жирные кислоты также могут способствовать более эффективной выработке энергии митохондриями.⁸

Митохондрии — важнейшие органеллы каждой клетки нашего организма. Они выполняют серьезную задачу — вырабатывают необходимую организму энергию. К счастью, мы можем заботиться о состоянии митохондрий за счет здорового образа жизни и употребления определенных питательных веществ.

Источники:

1. Friedman, J. R., & Nunnari, J. (2014). Mitochondrial form and function. Nature, 505(7483), 335-343.
2. Missiroli, S., Genovese, I., Perrone, M., Vezzani, B., Vitto, V., & Giorgi, C. (2020). The Role of Mitochondria in Inflammation: From Cancer to Neurodegenerative Disorders. Journal of clinical medicine, 9(3), 740.
3. Hannibal, K. E., & Bishop, M. D. (2014). Chronic stress, cortisol dysfunction, and pain: a psychoneuroendocrine rationale for stress management in pain rehabilitation. Physical therapy, 94(12), 1816-1825.
4. Pilchova, I., Klacanova, K., Tatarkova, Z., Kaplan, P., & Racay, P. (2017). The Involvement of Mg2+ in Regulation of Cellular and Mitochondrial Functions. Oxidative medicine and cellular longevity, 2017, 6797460.
5. Marí, M., Morales, A., Colell, A., García-Ruiz, C., & Fernández-Checa, J. C. (2009). Mitochondrial glutathione, a key survival antioxidant. Antioxidants & redox signaling, 11(11), 2685-2700.
6. Ong, S. L., Vohra, H., Zhang, Y. , Sutton, M., & Whitworth, J. A. (2013). The effect of alpha-lipoic acid on mitochondrial superoxide and glucocorticoid-induced hypertension. Oxidative medicine and cellular longevity, 2013, 517045.
7. Marcovina, S. M., Sirtori, C., Peracino, A., Gheorghiade, M., Borum, P., Remuzzi, G., & Ardehali, H. (2013). Translating the basic knowledge of mitochondrial functions to metabolic therapy: role of L-carnitine. Translational research: the journal of laboratory and clinical medicine, 161(2), 73-84.
8. Herbst, E. A., Paglialunga, S., Gerling, C., Whitfield, J., Mukai, K., Chabowski, A., Heigenhauser, G. J., Spriet, L. L., & Holloway, G. P. (2014). Omega-3 supplementation alters mitochondrial membrane composition and respiration kinetics in human skeletal muscle. The Journal of physiology, 592(6), 1341-1352.

Как белки-переносчики транспортируют АДФ и АТФ в митохондрии и из них?

Митохондриальный белок-носитель АДФ/АТФ во внутренней мембране митохондрий, который выполняет жизненно важную задачу транспортировки АДФ в митохондрии и АТФ наружу. Предоставлено: Отделение митохондриальной биологии MRC.

Ученые из MRC-MBU в Кембридже, Великобритания, обнаружили, как ключевой транспортный белок, называемый митохондриальным переносчиком АДФ/АТФ, переносит аденозинтрифосфат (АТФ), химическое топливо клетки. Этот процесс жизненно важен для поддержания нашей жизни каждую секунду нашей жизни, на протяжении всей нашей жизни. Эта работа поможет нам понять, как мутации могут влиять на функцию этих белков, приводя к целому ряду нервно-мышечных, метаболических и связанных с развитием заболеваний.

Клеточные структуры, называемые митохондриями, являются электростанциями наших клеток. Каждый день мы, люди, нуждаемся в весе собственного тела в АТФ, чтобы подпитывать всю клеточную активность. Нервные импульсы, сокращение мышц, репликация ДНК и синтез белка — вот лишь некоторые примеры важных процессов, зависящих от поступления АТФ. Поскольку в нашем организме имеется лишь небольшое количество АТФ, нам необходимо переделать его из отработанного продукта АДФ (аденозиндифосфата) и фосфата с помощью ферментного комплекса, называемого АТФ-синтазой, который находится в митохондриях.

Таким образом, каждая молекула АТФ перерабатывается примерно 1300 раз в день. Чтобы АДФ достигла фермента, а полученный АТФ заправил клетку, каждая молекула должна пересечь непроницаемую липидную мембрану, окружающую митохондрии. Митохондриальный переносчик АДФ/АТФ участвует в транспорте АДФ в митохондрии и АТФ из митохондрий.

Несущая циклически переключается между двумя состояниями; в одном состоянии центральный сайт связывания доступен для связывания АДФ, что называется цитоплазматическим открытым состоянием, а в другом, сайт связывания доступен для связывания вновь синтезированного АТФ, что называется матрично-открытым состоянием. Ключевой вопрос заключался в том, как белок может переходить из одного состояния в другое, изменяя свою форму для транспорта АДФ и АТФ, не позволяя другим небольшим молекулам или ионам просачиваться через мембрану.

Статья «Молекулярный механизм транспорта митохондриальным переносчиком АДФ/АТФ», опубликованная в

Cell описывает, как ученые решили структуру носителя, захваченного в открытом состоянии матрицы. Носитель был захвачен в этом состоянии с помощью соединения, называемого бонкрековой кислотой, смертельным токсином, который связывается с белком и останавливает его работу. Исследователи также могут положиться на технологию Nanobody. Нанотела представляют собой фрагменты антител ламы, которые специфически связываются с матрицей в открытом состоянии, а структура комплекса носитель-нанотело со связанной бонкрековой кислотой была определена с помощью рентгеновской кристаллографии. Вместе с более ранними структурами цитоплазматического открытого состояния это открытие показывает, как носитель работает на атомном уровне. Перевозчик невероятно динамичен, используя шесть движущихся элементов для транспортировки АДФ или АТФ через мембрану уникальным и тщательно организованным способом.

Переносчик АДФ/АТФ является лишь одним из членов большого семейства родственных транспортных белков, которые доставляют различные соединения в митохондрии и из них, и, основываясь на этом открытии, ученые полагают, что этот механизм, вероятно, работает аналогичным образом для вся семья. Существует множество заболеваний, связанных с дисфункцией этих носителей, и мы впервые понимаем, как мутации влияют на их молекулярную функцию.

Дополнительная информация: Джонатан Дж. Рупрехт и др. Молекулярный механизм транспорта митохондриальным переносчиком АДФ/АТФ, Cell (2019). DOI: 10.1016/j.cell.2018.11.025

Информация журнала: Сотовый

Предоставлено Отделение митохондриальной биологии MRC

Цитата : Как белки-переносчики транспортируют АДФ и АТФ в митохондрии и из них? (2019, 7 января) получено 12 июня 2023 г. с https://phys.org/news/2019-01-carrier-proteins-adp-atp-mitochondria.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях. 9

• • 0003

    Аденозинтрифосфат (АТФ) в клетке в биологии
• • 9 0039
  • 9 0039

9013 6 АТФ означает

АТФ означает аденозинтрифосфат и это молекула, которая переносит энергию внутри клеток.

Определение аденозинтрифосфата

Аденозинтрифосфат (АТФ) определяется как молекула пирофосфата, которая обеспечивает энергию для метаболических процессов, т. е. выживания клеток.

Что такое АТФ в биологии?

Аденозинтрифосфат (АТФ) представляет собой гидротропное и органическое соединение, которое обеспечивает энергией многие процессы в живых клетках, включая сокращение мышц, распространение нервных импульсов, растворение конденсата и химический синтез.

Это сложное органическое высокоэнергетическое соединение, которое обеспечивает энергию для протекания метаболических процессов. Он известен как «молекулярная валютная единица» внутриклеточной передачи энергии, «энергетическая валюта клетки» или «энергетическая единица клетки». Это основной источник энергии для использования и хранения в каждой клетке.

АТФ используется всеми живыми существами. Например, он используется в путях передачи сигналов для клеточной коммуникации и включается в дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) во время синтеза ДНК, помимо использования в качестве источника энергии.

Функция АТФ

1. АТФ играет важную роль в анаболических реакциях, поскольку обеспечивает энергию для формирования или разрушения костей. Он обеспечивает большую часть энергии для клеточных реакций и процессов. Внутри живых клеток энергия хранится и транспортируется в виде АТФ. Перед использованием все другие формы химической энергии в клетке преобразуются в АТФ.
2. Во время активных транспортных механизмов, таких как эндоцитоз и экзоцитоз, АТФ используется в качестве источника энергии для транспорта молекул в клетку и из нее.
3. АТФ играет роль во внутриклеточной передаче сигналов. Они действуют как субстрат для киназ переноса фосфата, ферментов аденилатциклазы и других ферментов. Во время внутриклеточных сигнальных процессов АТФ превращается в цАМФ (циклический АМФ), который служит вторичной сигнальной молекулой.
4. Внеклеточная сигнализация и нейротрансмиссия также поддерживаются АТФ. АТФ используется для связи между клетками во время процесса пуринергической передачи сигналов. Он также функционирует как нейротрансмиттер в различных нейронных сигнальных процессах.
5. Гидролиз АТФ необходим в качестве топлива для жизненно важных процессов, таких как сокращение-расслабление мышц, движение клеток, передача импульсов, работа сердца, кровообращение и так далее.
6. Для биосинтеза молекул ДНК и РНК требуется АТФ. Прокариотическая ДНК-гираза или ДНК-топоизомераза II требует АТФ в форме дАТФ (дезоксирибонуклеотид-аденозинтрифосфат).
7. АТФ служит внутриклеточным запасом энергии.
8. Он также участвует в синтезе белка, активируя ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы.
9. В клеточных мембранах имеется несколько кассетных транспортеров, связывающих АТФ (переносчики ABC), которые используют энергию связывания и гидролиза АТФ для клеточного транспорта, например, поглощения витаминов, ионов металлов, предшественников биосинтеза и т. д., а также отток липидов, остатков лекарств, стеролов и т.д.
10. Было обнаружено, что АТФ функционирует как биологический гидротроп. АТФ может влиять на термическую агрегацию и растворимость белков.
11. Инъекционные АТФ используются для диагностики и лечения некоторых заболеваний сердца (сердечных брадиаритмий).
12. АТФ также изучается на предмет его антивозрастных свойств и используется в препаратах против старения.

Структура аденозинтрифосфата

Это структура АТФ.

Аденин, рибоза и трифосфатная часть составляют АТФ. Атом азота 9 аденозина присоединен к атому углерода 1 рибозы, который затем присоединен к трифосфатной группе при атоме углерода 5 сахара. Трифосфатный фрагмент состоит из трех фосфатных групп.

Они известны как альфа (α), бета (β) и гамма (γ) фосфатные группы. Существует три фосфодиэфирных связи: одна между фосфатными группами, одна между фосфатом и рибозным сахаром и одна между фосфатом и рибозным сахаром.

Первые две представляют собой фосфодиэфирные связи, которые генерируют энергию во время гидролиза. В результате гидролиз АТФ в АДФ (аденозиндифосфат), а затем в АМФ (аденозинмонофосфат) дает энергию, а для разрыва фосфодиэфирной связи между рибозой и фосфатом требуется энергия.

Производство аденозинтрифосфата

АТФ представляет собой богатое энергией соединение, которое в основном синтезируется во время аэробного и анаэробного клеточного дыхания. Внутри клеток молекулы АТФ образуются путем окисления глюкозы, липидов (жиров) и аминокислот. Энергия, высвобождаемая при окислении питательных веществ, захватывается молекулой АТФ в виде высокоэнергетической фосфодиэфирной связи.

Где производится АТФ?

В митохондриях фермент АТФ-синтаза, который превращает АДФ и фосфат в АТФ, производит большую часть АТФ в клетках.

Производство АТФ при фотосинтезе

У растений при фотосинтезе АТФ синтезируется в тилакоидной мембране хлоропластов. Фотофосфорилирование — это название, данное этому процессу. «Механизм» похож на митохондриальный, за исключением того, что световая энергия используется для прокачки протонов через мембрану для создания протонно-движущей силы. Затем активируется АТФ-синтаза, как и при окислительном фосфорилировании. Часть АТФ, образующегося в хлоропластах, используется в цикле Кальвина, что приводит к образованию триозных сахаров.

Глюкоза в производстве АТФ

Основным источником энергии являются углеводы. Углеводы в различных формах (крахмал, сахароза, декстроза, лактоза, фруктоза и т. д.) в основном расщепляются до моносахаридной формы «глюкозы», которая затем подвергается метаболическим реакциям, таким как гликолиз, цикл Кребса и окислительное фосфорилирование. перед окислением с выделением энергии. Эта освобожденная энергия захватывается и сохраняется в виде АТФ, а затем высвобождается в цитозоль.

Синтез АТФ

1. Клеточное дыхание
2. Фотофосфорилирование
3. Бета-окисление
4. Ферментация

АТФ синтезируется в ходе различных клеточных процессов, включая реакции фосфорилирования. Это может происходить как в аэробной, так и в анаэробной среде. Клеточное дыхание (окислительное фосфорилирование, фосфорилирование на уровне субстрата), бета-окисление и катаболизм липидов, катаболизм белков, фотофосфорилирование и ферментация, перечисленные выше, являются основными методами производства АТФ.

Клеточное дыхание

Это процесс, при котором глюкоза катаболизируется в ацетил-КоА, а затем окислительно фосфорилируется с образованием АТФ. Это основной механизм производства большей части АТФ, необходимой клетке. Производство АТФ посредством клеточного дыхания происходит в две стадии, а именно: фосфорилирование на уровне субстрата и окислительное фосфорилирование .

Фосфорилирование на уровне субстрата

АТФ образуется непосредственно во время гликолиза. Окисление Г-3-Ф ферментом Г-3-Ф-дегидрогеназой в гликолитическом пути добавляет высокоэнергетическую фосфатную группу, которая в следующей реакции переносится на АДФ, в результате чего образуется молекула АТФ.

В другой реакции энергия, высвобождаемая при дегидратации 2-фосфоглицерата, преобразует низкоэнергетическую фосфатную связь в высокоэнергетическую фосфатную связь, которая в следующей реакции передается АДФ с образованием молекулы АТФ.

Комплексы пируватдегидрогеназы затем окисляют его до молекулы ацетил-КоА. Полученный ацетил-КоА затем подвергают циклу Кребса, где он окисляется с образованием одного эквивалента АТФ, т. е. трех молекул НАДН и одной молекулы ФАДН 9.0233 2 . Эти молекулы NADH и FADH ₂ действуют как переносчики электронов, входя в ЭТЦ (цепь переноса электронов) и производя молекулы АТФ.

Окислительное фосфорилирование

Промежуточные соединения, такие как НАДН и ФАДН ₂ , образующиеся в ходе гликолиза, декарбоксилирования пирувата и цикла Кребса, используются в качестве переносчиков электронов и подаются в цепь переноса электронов (ЭТЦ), которая создает градиент протонов. Протонный градиент связан с хемиосмосом, при котором фермент АТФ-синтаза производит АТФ.

Фотофосфорилирование

Внутри клеток, содержащих хлорофилл, происходит процесс, посредством которого световая энергия используется для фосфорилирования АДФ в АТФ. Фотофосфорилирование представляет собой общую реакцию, которую можно выразить следующим образом:

АТФ = АДФ + световая энергия + Pi

Существует два типа фотофосфорилирования, а именно циклическое и нециклическое.

Циклическое фотофосфорилирование

Это процесс, при котором электроны, высвобождаемые пигментом P700 фотосистемы-I, возвращаются обратно в фотосистему-I. Высвобожденный электрон подвергается воздействию ЭТЦ, который создает градиент протонов, который используется АТФ-синтазой для производства АТФ в процессе, известном как хемиосмос. Этот процесс в основном происходит в бактериальных клетках.

Нециклическое фотофосфорилирование

Это процесс, при котором высвобожденные электроны не возвращаются обратно в фотосистему, которая их произвела. В этом механизме одновременно возбуждаются обе фотосистемы I и II. При хемиосмосе электроны, высвобождаемые P680 фотосистемы-II, проходят через ETC, который генерирует АТФ путем фосфорилирования АДФ ферментом АТФ-синтазой. Электроны затем используются для замены электронов, потерянных во время фотовозбуждения P700 фотосистемы-II. Затем электроны, произведенные фотосистемой-II, используются для преобразования НАДФ+ в НАДФН. Это происходит в основном в растительных клетках и приводит к высвобождению одной молекулы O2 на каждом этапе.

Бета-окисление

Это катаболическая реакция, при которой жирные кислоты окисляются до ацетил-КоА, который затем одновременно подвергается циклу Кребса и ЭТС для образования АТФ. В каждом цикле бета-окисления образуется один ацетил-КоА, НАДН и ФАДч3. В цикле Кребса и процессах окислительного фосфорилирования эти промежуточные продукты далее метаболизируются с высвобождением АТФ.

Ферментация

Это процесс получения органической кислоты или спирта путем восстановления пирувата, образующегося при гликолизе сахара (глюкозы). Это происходит в процессе анаэробного дыхания. Это процесс фосфорилирования на уровне субстрата, при котором из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы АТФ. В качестве побочного продукта образуются либо молочная кислота, либо этанол, и из-за недостатка кислорода эти продукты не могут участвовать в окислительном фосфорилировании. В результате больше не образуются молекулы АТФ. Следовательно, он менее эффективен в выработке АТФ, чем аэробное дыхание.

Гидролиз АТФ

Как АТФ высвобождает энергию?

Энергия высвобождается, и АТФ превращается в аденозиндифосфат, когда одна фосфатная группа удаляется путем разрыва фосфоангидридной связи в процессе, называемом гидролизом (АДФ). Когда фосфат берется из АДФ для образования аденозинмонофосфата, также высвобождается энергия (АМФ).

В присутствии воды и фермента АТФазы богатые энергией фосфодиэфирные связи молекул АТФ расщепляются (гидролизуются), высвобождая энергию и молекулы неорганического фосфата. Это экзергоническая реакция, которая высвобождает энергию, запасенную в фосфодиэфирной связи во время образования АТФ. Эта высвобождаемая энергия используется клеткой для выполнения различных клеточных действий и реакций.

Для образования АДФ сначала гидролизуется АТФ, что приводит к разрыву одной богатой энергией фосфодиэфирной связи. Затем молекула АДФ может быть гидролизована с образованием АМФ путем разрыва другой богатой энергией фосфодиэфирной связи. В присутствии воды фермент АТФ-гидролаза (АТФаза) катализирует расщепление фосфодиэфирных связей. Поскольку гидролиз АТФ обратим, АДФ и АМФ могут рефосфорилироваться из молекулы АТФ.

АТФ в виде нуклеотида

Нуклеотид представляет собой трехсубъединичное органическое соединение, состоящее из азотистого основания, пятиуглеродного сахара и фосфатной группы. В качестве сахарного компонента можно использовать рибозу или дезоксирибозу. Следовательно, нуклеотид — это нуклеозид с фосфатной группой. Нуклеотид классифицируется как нуклеозидмонофосфат (если к сахарной части присоединена только одна фосфатная группа), нуклеозиддифосфат (две фосфатные группы) или нуклеозидтрифосфат (три фосфатные группы) (при наличии трех фосфатных групп).

Нуклеозид может быть рибонуклеозидом или дезоксирибонуклеозидом в зависимости от компонента сахара пентозы. Рибонуклеозид представляет собой нуклеозид, содержащий рибозный сахар. Рибонуклеозид может представлять собой аденозин, гуанозин, цитидин, уридин или 5-метилуридин в зависимости от компонента азотистого основания. Нуклеозид с дезоксирибозным сахаром обозначается как дезоксирибонуклеозид . Дезоксирибонуклеозид также может представлять собой дезоксиаденозин, дезоксигуанозин, дезоксицитидин, тимидин или дезоксиуридин, в зависимости от компонента азотистого основания. Кроме того, в зависимости от компонента азотистого основания нуклеозиды можно классифицировать как пуриновые с двойным кольцом или пиримидиновые с одним кольцом.

Часто задаваемые вопросы по аденозинтрифосфату

Что такое аденозинтрифосфат?

Определение аденозинтрифосфата в биологии рассматривается как соединение, обнаруженное во всех живых тканях, которое состоит из молекулы аденозина, связанной с тремя фосфатными группами.

Приведите пример использования АТФ в клетке?

Пример аденозинтрифосфата наблюдается при сокращении мышц.

Что такое АТФ в биологии?

Аденозинтрифосфат является основной энергетической валютой живых существ.

Какова функция АТФ?

АТФ можно использовать для хранения энергии для будущих реакций, или ее можно использовать для оплаты реакций, когда клетке требуется энергия.

Из каких компонентов состоит аденозинтрифосфат (АТФ)?

АТФ состоит из трех основных структур: аденина, азотистого основания; рибоза, сахар; и цепь из трех фосфатных групп, связанных с рибозой.

Можете ли вы определить три основные части структуры аденозинтрифосфата (АТФ)?

Да, три основные части структуры аденозинтрифосфата (АТФ) — это азотистое основание, рибоза и 3 фосфатные группы.

Что такое молекула аденозинтрифосфата?

Молекула аденозинтрифосфата определяется как переносящая энергию молекула, обнаруженная в клетках всех живых существ.

Как произносится аденозинтрифосфат?

Аденозинтрифосфат, АТФ можно произносить как (« А-ДЕН-о-сеен Попробуй-ФОС-судьба »).

Как образуются большие количества аденозинтрифосфата (АТФ)?

Большое количество аденозинтрифосфата (АТФ) вырабатывается, когда: Клетки способны функционировать должным образом, поскольку в них достаточно кислорода.

Что такое определение аденозинтрифосфата (АТФ)?

Аденозинтрифосфат АТФ определяется как соединение, состоящее из аденозина и трех фосфатных групп, которые при гидролизе ферментами обеспечивают энергию для многих биохимических клеточных процессов.

Является ли аденозинтрифосфат нуклеотидом?

Да, аденозинтрифосфат представляет собой нуклеотид, состоящий из аденинового основания, связанного с сахаром рибозы, связанным с тремя фосфатными группами.

Что делает добавка аденозинтрифосфата?

Добавка аденозинтрифосфата улучшает вашу способность поддерживать высокую скорость обмена АТФ во время высокоинтенсивных упражнений.

Как аденозинтрифосфат (АТФ) превращается в аденозиндифосфат (АДФ)?

Аденозинтрифосфат становится аденозиндифосфатом, когда одна фосфатная группа удаляется путем разрыва фосфоангидридной связи, происходит процесс, известный как гидролиз, высвобождающий энергию и превращающий АТФ в аденозиндифосфат (АДФ).

Какой электролит необходим для производства аденозинтрифосфата?

Электролит, известный как фосфат, необходим для производства аденозинтрифосфата (АТФ), источника энергии для клеточного метаболизма.

Почему аденозинтрифосфат (АТФ важен для клеток)?

Аденозинтрифосфат является важной молекулой, поскольку он является основным источником энергии для всех живых клеток и помогает сохранять эту энергию.

Какой сахар является компонентом аденозинтрифосфата?

Сахар, входящий в состав аденозинтрифосфата, представляет собой рибозный сахар .

Что такое формула аденозинтрифосфата?

Химическая формула аденозинтрифосфата: C ₁₀ H ₁₆ N ₅ O ₁₃ P ₃

9014 4 Каково назначение аденозинтрифосфата АТФ?

Аденозинтрифосфат на клеточном уровне служит источником энергии.

Какая часть молекулы аденозинтрифосфата высвобождается при его гидролизе?

Часть молекулы аденозинтрифосфата, которая высвобождается при гидролизе, представляет собой фосфатный хвост .

Для чего нужен аденозинтрифосфат (АТФ)?

Аденозинтрифосфат или АТФ в основном используется в качестве источника энергии для всех живых клеток.

Как аденозинтрифосфат (АТФ) и молочная кислота связаны с клеточным дыханием?

Аденозинтрифосфат (АТФ) и молочная кислота связаны с клеточным дыханием таким образом, что во время анаэробного клеточного дыхания вырабатывается молочная кислота и мало АТФ, в отличие от аэробного клеточного дыхания.

Какие действия вызывает потеря аденозинтрифосфата (АТФ) во время ишемии?

Потеря аденозинтрифосфата (АТФ) во время ишемии вызывает в клетках: истощение клеточного АТФ, что инактивирует АТФазы (например, Na ⁺ /K ⁺ АТФаза), уменьшает отток активного Ca ²⁺ и ограничивает обратный захват кальция эндоплазматическим ретикулумом (ER), что приводит к перегрузке кальция в клетке.

Каким образом аденозинтрифосфат (АТФ) управляет энергетическими реакциями в клетке?

Аденозинтрифосфат (АТФ) запускает энергетические реакции в клетке путем переноса фосфатной группы на другую молекулу посредством процесса, известного как фосфорилирование.

Является ли аденозинтрифосфат нуклеиновой кислотой?

Да, потому что нуклеиновые кислоты представляют собой длинные цепи мономеров (нуклеотидов), которые функционируют в клетке как запасные молекулы.

Какова роль аденозинтрифосфата?

АТФ поглощает химическую энергию от распада молекул пищи и использует ее для питания других клеточных процессов.

Какой электролит необходим для производства аденозинтрифосфата?

Электролит, известный как фосфат, необходим для производства аденозинтрифосфата.

Где хранится химическая энергия в аденозинтрифосфате (АТФ), как показано ниже?

Ковалентные связи между фосфатами содержат больше всего энергии (примерно 7 ккал/моль), а связи между второй и третьей фосфатными группами сохраняют больше всего энергии (примерно 7 ккал/моль).

Каково биологическое значение молекулы аденозинтрифосфата (АТФ)?

(АТФ) — это клеточный источник энергии, который используется и хранится в живых клетках.

Как вы описываете структуру и функцию аденозинтрифосфата?

АТФ представляет собой нуклеозидтрифосфат со структурой азотистого основания (аденина), сахара рибозы и трех последовательно связанных фосфатных групп. Поскольку он обеспечивает легко высвобождаемую энергию в связи между второй и третьей фосфатными группами, АТФ обычно называют «энергетической валютой» клетки.

Что такое функциональные группы аденозинтрифосфата?

Функциональные группы аденозинтрифосфата представляют собой азотистое основание, сахар рибозы и фосфатные группы.

Как высвобождается энергия из аденозинтрифосфата?

Энергия высвобождается из аденозинтрифосфата посредством процесса, известного как гидролиз.

В чем преимущества аденозинтрифосфата?

АТФ влияет на все физиологические процессы, требующие энергии. После выхода во внеклеточное пространство АТФ может передавать сигналы между клетками. АТФ снимает усталость, повышает силу и мощность, а также улучшает состав тела. Прием добавок АТФ улучшает сердечно-сосудистую систему.

Какова молярная масса аденозинтрифосфата?

507,18 г/моль — молярная масса аденозинтрифосфата.

Какова функция аденозинтрифосфата?

Функция АТФ состоит в том, чтобы улавливать химическую энергию, полученную при расщеплении молекул пищи, и высвобождать ее для подпитки других клеточных процессов.

Что такое аденозинтрифосфатсинтаза?

АТФ-синтаза представляет собой митохондриальный фермент, расположенный во внутренней мембране, который катализирует синтез АТФ из АДФ и фосфата, который управляется потоком протонов по градиенту, создаваемому переносом электронов с химически положительной на отрицательную сторону протон.

Что такое аденозинтрифосфатный сахар?

Аденозинтрифосфатный сахар известен как рибозный сахар.

АТФ (аденозинтрифосфат) запасает энергию в связях между своими?

АТФ (аденозинтрифосфат) накапливает энергию в связях между своими фосфатами.

Что такое аденозин 5′-трифосфат динатрия?

Это основное соединение, которое обеспечивает энергией многие процессы в живых клетках, включая сокращение мышц, нейротрансмиссию и работу сердца.

Как производится энергия аденозинтрифосфата?

Во время фотосинтеза АТФ синтезируется из АДФ с использованием энергии солнца. АТФ вырабатывается также в процессе клеточного дыхания в митохондриях клетки. Это может быть достигнуто либо аэробным дыханием, которое требует кислорода, либо анаэробным дыханием, которое не требует.

Что синтезирует аденозинтрифосфат?

АТФ-синтаза синтезирует аденозинтрифосфат.

Что такое аденозинтрифосфат-фосфокреатиновая система?

Система АТФ-креатинфосфат — это система, которая регенерирует АТФ путем переноса высокоэнергетического фосфата из креатинфосфата в аденозиндифосфат (АДФ). Эта анаэробная система может обеспечить АТФ в течение примерно 30 секунд, что достаточно для таких видов деятельности, как спринт и тяжелая атлетика.

Что является основным энергетическим топливом для образования аденозинтрифосфата?

Основным энергетическим топливом для образования аденозинтрифосфата является глюкоза.

Для чего клетки используют гидролиз аденозинтрифосфата?

Клетки используют гидролиз аденозинтрифосфата для высвобождения энергии, необходимой для выполнения клеточной работы.

Что такое аденозинтрифосфат (АТФ)?

Аденозинтрифосфат (АТФ) является основной энергетической валютой, используемой в клетках.

Для чего используется порошок аденозинтрифосфата?

Порошок аденозинтрифосфата используется для поддержания здоровья стареющей кожи.

Как связано выпадение волос с аденозинтрифосфатом?

Аденозинтрифосфат связан с выпадением волос, поскольку было обнаружено, что он улучшает рост волос.

Когда аденозинтрифосфат вырабатывается в наибольшем количестве?

Аденозинтрифосфат образуется в наибольшем количестве в процессе метаболизма.

Аденозинтрифосфат или АТФ в основном используется в качестве

_ в живых организмах?

Аденозинтрифосфат, или АТФ, в основном используется в качестве источника энергии в живых организмах.

Как организм поставляет аденозинтрифосфат в клетку?

Организм поставляет АТФ через клетки, которые постоянно расщепляют АТФ для получения энергии. АТФ также постоянно синтезируется из АДФ и фосфата посредством процессов клеточного дыхания.

Все ли живые клетки используют молекулу аденозинтрифосфата (АТФ)?

Да, все живые клетки используют молекулу аденозинтрифосфата (АТФ).

Аденозинтрифосфат высвобождает энергию при разрыве какой из следующих связей?

При разрыве фосфоангидридной связи.

Для чего используется динатрия аденозинтрифосфата?

Доказано, что добавка динатрия АТФ улучшает биодоступность и оказывает острое и хроническое положительное влияние на сердечно-сосудистую систему, мышечную работоспособность, состав тела и восстановление, а также уменьшает разрушение мышц и усталость.