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ATP

Wir erklären, was ATP ist, wofür es ist und wie dieses Molekül hergestellt wird. Darüber hinaus, was ist der ATP-Zyklus und die oxidative Phosphorylierung.

Das ATP-Molekül wurde 1929 vom deutschen Biochemiker Karl Lohmann entdeckt.
  1. Was ist die ATP?

In der Biochemie bezeichnet das Akronym ATP das Adenosintriphosphat oder Adenosintriphosphat, ein organisches Molekül vom Nucleotidtyp, das für die Energiegewinnung wesentlich ist. Chemie. ATP ist die Hauptenergiequelle für die meisten zellulären Prozesse und Funktionen des menschlichen Körpers und anderer Lebewesen.

Der Name ATP leitet sich von der molekularen Zusammensetzung dieses Coenzyms ab, das aus einer Stickstoffbase (bekannt als Adenin) besteht, die an das Kohlenstoffatom eines Pentosezuckermoleküls gebunden ist (auch Ribose genannt) und wiederum mit drei in einem anderen Kohlenstoffatom gebundenen Phosphationen. All dies ist in der Summenformel von C10H16N5O13P3 zusammengefasst .

Das ATP-Molekül wurde 1929 vom deutschen Biochemiker Karl Lohmann entdeckt und seine Funktion und Bedeutung für die verschiedenen Energieübertragungsprozesse der jüngsten Zelle wurden aufgezeichnet. 1941 dank der Studien des deutsch-amerikanischen Biochemikers Fritz Albert Lipmann.

Siehe auch: Stoffwechsel.

  1. Was ist der Zweck von ATP?

Das ATP ist ein nützliches Molekül, um die chemische Energie, die während der metabolischen Prozesse des Lebensmittelabbaus freigesetzt wird, vorübergehend zu speichern und bei Bedarf wieder freizusetzen um die verschiedenen biologischen prozesse des körpers, wie den zelltransport, zu beschleunigen, reaktionen zu fördern, die energie verbrauchen, oder sogar mechanische aktionen des körpers, wie das gehen, auszuführen.

Es muss gesagt werden, dass ATP nicht dazu dient, chemische Energie zu speichern, wie dies bei Glukosen oder Fett der Fall ist; Es dient als Transport in die Zellregionen, in denen es benötigt wird . Wenn eine Energieinjektion erforderlich ist, wird ATP nach Bedarf erzeugt und entsorgt, da es durch den als Hydrolyse bekannten Prozess in Wasser sehr löslich ist. und wenn es gelöst ist, setzt es eine große Menge Energie in Form von Phosphaten und anderen nützlichen Molekülen frei.

  1. Wie wird ATP hergestellt?

Um ATP zu synthetisieren, muss die in Glucose gespeicherte chemische Energie freigesetzt werden.

ATP wird durch Zellatmung synthetisiert, und zwar durch den Krebszyklus, der in den Mitochondrien der Zelle durchgeführt wird. Dabei wird die in Glucose, Proteinen und Fetten gespeicherte chemische Energie durch einen Oxidationsprozess freigesetzt, der CO2 und Energie in Form von ATP freisetzt. Jeder dieser Nährstoffe aus der Nahrung des Individuums hat unterschiedliche Stoffwechselwege, aber sie konvergieren auf einem gemeinsamen Metaboliten: Acetyl-CoA, das den Krebs-Zyklus startet und es dem Prozess der Gewinnung chemischer Energie ermöglicht, zusammen zu laufen Die Zellen verbrauchen ihre Energie in Form von ATP.

Wie bereits erwähnt, kann ATP nicht in seinem natürlichen Zustand gespeichert werden, sondern als Teil komplexerer Verbindungen wie Glykogen (wo Glucose gewonnen wird und dessen Oxidation wiederum ATP) bei Tieren oder Stärke in Pflanzen. Ebenso kann es durch die Synthese von Fettsäuren in Form von tierischem Fett gespeichert werden.

  1. ATP-Zyklus

Der ATP-Zyklus umfasst verschiedene Phasen der chemischen Umwandlung, von denen die wichtigste als Krebs-Zyklus (auch Zitronensäure-Zyklus oder Tricarbonsäure-Zyklus) bekannt ist. Es ist ein grundlegender Prozess, der in der Matrix der zellulären Mitochondrien abläuft und aus einer Abfolge chemischer Reaktionen besteht, die darauf abzielen, die chemische Energie freizusetzen, die in Acetyl-CoA enthalten ist, das aus der Verarbeitung der verschiedenen Nährstoffe des Seins gewonnen wird lebendig, sowie Vorläufer anderer Aminosäuren zu erhalten, die für andere biochemische Reaktionen notwendig sind.

Dieser Zyklus ist Teil eines viel größeren Prozesses, der die Oxidation von Kohlenhydraten, Lipiden und Proteinen als Zwischenstufe darstellt: nach der Bildung von Acetyl-CoA mit den Kohlenstoffen dieser organischen Verbindungen und vor der oxidativen Phosphorylierung wobei das "ATP" von einem Enzym namens ATP-Synthetase zusammengesetzt wird.

Der Krebszyklus funktioniert dank 8 verschiedener Enzyme, die Acetyl-CoA vollständig oxidieren und aus jedem oxidierten Molekül zwei verschiedene Moleküle freisetzen: CO2 (Kohlendioxid) und H2O (Wasser). Dies tritt auf, wenn das Acetyl-CoA von Kohlenstoffatomen entfernt wird, die zusammen mit Oxalacetat Citrat oder Zitronensäure (mit sechs Kohlenstoffen) bilden, die wiederum eine Reihe von Umwandlungen durchlaufen, die nacheinander Isocitrat, Ketoglutarat, Succinyl-CoA verursachen. wieder Succinat, Fumarat, Malat und Oxalacetat, wobei auf dem Weg das Material entsteht, aus dem dann verschiedene ATP-Moleküle gewonnen werden.

  1. Oxidative Phosphorylierung

Die NADH- und FADH2-Moleküle können im Krebs-Zyklus Elektronen abgeben.

Dies ist die letzte Stufe des Nährstoffverwertungskreislaufs (Katabolismus), die zur Produktion von ATP führt. Es kommt in den Zellen vor und ist der Verschluss der Zellatmung nach der Glykolyse und dem Krebszyklus. Dabei werden dank der NADH- und FADH2-Moleküle, die während des Krebszyklus geladen wurden und Elektronen abgeben können, ungefähr 38 ATP-Glucose für jedes Glucosemolekül erhalten.

Dieser Prozess basiert auf zwei gegensätzlichen Reaktionen : eine, die Energie freisetzt, und eine, die diese Energie nutzt, um ATP-Moleküle dank der Intervention von ATP-Synthetase, dem Enzym, zu produzieren verantwortlich für den Aufbau von Energiemolekülen, das Hinzufügen von Protonen und eines Phosphatmoleküls zu einem ADP-Molekül (Adenosindiphosphat), um Wasser und ATP zu erhalten.

  1. Bedeutung von ATP

ATP ist ein grundlegendes Molekül für die lebenswichtigen Prozesse lebender Organismen und ein Transmitter chemischer Energie für die Synthese komplexer und grundlegender Makromoleküle wie DNA und RNA oder zur Synthese von Proteinen, die in der Zelle vorkommen. Das heißt, die ATP liefert eine Energieladung, die für bestimmte Reaktionen im Körper erforderlich ist.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass es energiereiche Bindungen aufweist, die durch die folgende Reaktion in Wasser gelöst werden können:

ATP + H2O = ADP (Adenos n-Diphosphat) + P + Energie

ATP ist der Schlüssel für den Transport von Makromolekülen durch die Plasmamembran (Exozytose und zelluläre Endozytose) sowie für die synaptische Kommunikation zwischen Neuronen., so dass seine kontinuierliche Synthese wesentlich ist, aus der aus Lebensmitteln gewonnenen Glucose. Ihre Bedeutung für das Leben ist so hoch, dass die Aufnahme einiger toxischer Elemente, die ATP-Prozesse hemmen, wie Arsen oder Cyanid, tödlich ist und den Tod in fulminanter Weise verursacht.


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