АТФ как клеточное топливо PDF Печать E-mail

Не всегда клетке требуется энергия в то самое время, когда эта энергия извлекается из пищи, и в том месте, где она извлекается. Избыток энергии накапливается в виде топлива, которое доступно для использования в любой момент. Это топливо — аденозинт рифосфат (сокращенно АТФ). По своей химической структуре АТФ представляет собой аденозин, соединенный с тремя фосфатными группами. В клетке АТФ образуется путем присоединения к аденозиндифосфату (АДФ) третьей фосфатной группы.

Для присоединения этой третьей фосфатной группы требуется очень много энергии; поэтому образующаяся связь носит название макроэргической. При расщеплении макроэргической связи освобождается столько же энергии, сколько было затрачено на ее образование. Итак, синтез и распад АТФ можно представить в виде обратимой реакции (где Ф обозначает фосфат):
АДФ + Ф + Энергия = АТФ.

Рассмотрим теперь, как происходит выделение энергии из пищи и накопление ее в виде АТФ. Начнем с глюкозы, в форме которой попадают в клетку все углеводы. Гликолиз. Это первый этап расщепления глюкозы, который сопровождается выделением части накопленной в молекуле глюкозы энергии. Гликолиз включает около 10 отдельных ферментативных реакций; суммарная реакция процесса такова:
С6Н12О6 + 2АТФ =    2С3Н4О3 +4Н + 2АДФ + 2Ф +Энергия.

Обратите внимание на то, что для начала («запуска») процесса требуется затратить какую-то энергию, а именно две молекулы АТФ, уже имеющиеся в клетке. В результате гликолиза выделяется такое количество энергии, которого достаточно для образования четырех молекул АТФ. Следовательно, суммарный энергетический выход гликолиза — две молекулы АТФ. Собственно освобождение энергии имеет место при отщеплении атомов водорода от кислорода и углерода в молекуле глюкозы. Дело в том, что в зеленых листьях энергия солнечного света используется на присоединение водорода к углекислому газу; эта-то энергия и освобождается при отщеплении водорода от молекулы глюкозы. Однако продукт первого этапа расщепления глюкозы — пировиноградная кислота — еще заключает в себе значительную часть энергии. Если клетке требуется получить максимальное количество энергии из молекулы глюкозы, то процесс распада должен идти дальше. Это осуществляется в ходе так называемого цикла лимонной кислоты, или цикла Кребса.

Интересные статьи по биологии:

1) Митохондрии, вакуоли и аппарат Гольджи

2) Эндоплазматическая сеть