אנו מסבירים מהו ATP, מהן חלק מהפונקציות שהוא ממלא והחשיבות של מולקולה אורגנית זו.
מה זה ATP?
ATP (Adenosine Triphosphate או Adenosine Triphosphate) היא מולקולה אורגנית מסוג נוקלאוטיד. נוקלאוטידים הם מולקולות אורגניות המורכבות מא קשר קוולנטי בין נוקלאוזיד לקבוצת פוספט (PO43-). נוקלאוזידים, לעומת זאת, הם מולקולות אורגניות המורכבות מסוכר מסוג פנטוז ובסיס חנקני.
בסיסי חנקן הם תרכובות אורגניות מחזוריות שיש להן שני אטומי חנקן או יותר ומהווים את DNA וה RNA. מצד שני, פנטוזים הם סוכרים פשוטים המורכבים מחמישה אטומי פחמן שתפקידם מבני, בנוסף, הם מכילים קבוצות הידרוקסיל (OH–) ואלדהיד (-CHO) או קבוצות קטון (R1 (CO) R2).
אז, המבנה המולקולרי של ATP מורכב ממולקולת אדנין (בסיס חנקן) המקושרת לאטום פחמן של מולקולת ריבוז (פנטוז), סוכר שבתורו יש שלושה יוני פוספט הקשורים לאטום פחמן אחר. מבנה זה מגיב לנוסחה המולקולרית C10H16N5O13P3.
ATP מיוצר הן בפוטונשימה של הצמח והן בנשימה תאית של בעלי חיים, והוא המקור העיקרי של אֵנֶרְגִיָה לרוב תהליכים ופונקציות סלולריות ידועות.
זוהי תרכובת מאוד מסיס ב מים ויציב פנימה פתרונות מימי עם טווחים של pH בין 6.8 ל-7.4. אם ערכי ה-pH קיצוניים יותר, הוא מבצע הידרוליזה ומשחרר כמות גדולה של אנרגיה.
כדי ש-ATP ימלא את תפקידיו הביולוגיים, עליו להיות קשור למגנזיום. במובן זה, ATP נמצא בתאים על ידי יצירת קומפלקס עם יון Mg2+. זה אפשרי מכיוון של-ATP יש ארבע קבוצות טעונות שלילי.
מולקולה זו התגלתה בשנת 1929 על ידי הביוכימאי הגרמני קארל לוהמן בגרמניה, אך במקביל היא התגלתה על ידי סיירוס ה. פיסק ו-Yellapragada Subbarao בארצות הברית. שנים מאוחר יותר, בשנת 1941, הוא התגלה על ידי פריץ אלברט ליפמן תפקידו כמולקולת העברת האנרגיה העיקרית של תָא.
חשיבות ה-ATP
ATP היא מולקולה בסיסית לתהליכים חיוניים שונים, שכן היא מקור האנרגיה העיקרי לסינתזה של מקרומולקולות קומפלקס, כגון DNA, RNA או חֶלְבּוֹן.
ATP מספק את האנרגיה הדרושה כדי לאפשר ודאות תגובה כימית בתוך הגוף. הסיבה לכך היא שיש לו קשרי פוספט האוגרים אנרגיה גבוהה. אנרגיה זו משתחררת בתהליך של הִידרוֹלִיזָה, פירוק ATP ל-ADP (Adenosine Diphosphate) ופוספט אנאורגני (P), וגם משחרר כמות גדולה של אנרגיה.
מצד שני, ATP הוא המפתח בהובלת מקרומולקולות דרך ממברנה תאית. כאשר ההובלה מתרחשת מבחוץ לתוך התא, התהליך נקרא אנדוציטוזיס, וכאשר הוא מתרחש מבפנים החוצה של התא הוא נקרא אקסוציטוזיס.
בתורו, ATP מאפשר תקשורת סינפטית בין נוירונים, ובכך דורש סינתזה מתמשכת שלו מגלוקוז המתקבל מנוירונים. מזון, וצריכה מתמשכת שלו על ידי מערכות התא השונות של הגוף.
בליעה של אלמנטים רעילים מסוימים (גזים, רעלים) המעכבים את תהליכי ה-ATP, גורמים בדרך כלל ל מוות מהר מאוד. לדוגמא: ארסן או ציאניד.
לבסוף, לא ניתן לאחסן ATP במצבו הטבעי אלא כחלק מתרכובות גדולות יותר, כמו גליקוגן, שניתן להמיר לגלוקוז, שחמצונו מייצר ATP בבעלי חיים. במקרה של צמחים, עמילן אחראי למאגר האנרגיה ממנו מתקבל ATP.
באופן דומה, ניתן לאחסן ATP בצורה של שומן מן החי, באמצעות סינתזה של חומצות שומן.