Биологическое значение атф – Строение и биологическая роль АТФ.

Содержание

5. Биогенные амины. Представители и их образование. Значение в организме.

Синтез серотонина. Образуется из
триптофана в гипофизе и стволе мозга.
Функционирует как медиатор этих нейронов.
Так же обладает сосудосуживающим
действием, регулирует АД, дыхание,
температуру тела, обладает антидепрессантным
действием. В дальнейшем переходит в
гормон мелатонин, который обладает
регуляцией метаболизма от сезона и
времени года.

Образуется из 5-гидрокситриптофана под
действием пиридоксальфосфат зависимой
декарбоксилазы.

Синтез в тетради. (смотри вопрос 42).

Синтез ацетилхолина. Происходит из
серина в нервной ткани, является важным
медиатором вегетативной системы.

Механизм в тетради.

Синтез гаммааминомасляной кислоты.
Служит тормозным медиатором в высшем
отеле мозга. Синтез происходит при
отщеплении СО2 от альфа карбоксильной
группы глутамата. Дальше происходит
переаминирование с альфа-кетоглутаратом
и вступление в ЦТК.

Синтез гистамина. Происходит в тучных
клетках соединительной ткани путем
декарбосилирования гистидина.
Выбрасывается наружу при повреждениях,
иммунных, аллергических реакциях.

Гистамин выполняет следующие функции

  1. Секреция желудочного сока.

  2. Повышает проницаемость капилляров,
    снижает АД, повышает внутричерепное
    давление, вызывает отеки.

  3. Сокращение гладкой мускулатуры легких,
    вызывает удушье.

  4. Формирование воспалительной реакции.
    Покраснение, отечность.

  5. Медиатор боли.

  6. Выполняет роль нейромедиатора.

  7. Сосудорасширяющее вещество.

Синтез ДОФА. Происходит в почках,
надпочечниках, ганглиях. Катализируется
ферментом ДОФА-декарбоксилазой,
субстратом для которой является
3,4-диоксифенилаланин.

3,4-диоксифенилаланин декарбоксилируется
с образованием дофамина.

Дофамин подвергается гидроксилированию
с образованием норадреналина.

Норадреналин в надпочечниках подвергается
действию этаноламинметилтрансферазы
с образованием адреналина.

Дофамин и норадреналин служат передатчиками
импульса в постсинаптической щели, а
адреналин гормон борьбы и бегства.

Синтез таурина. Происходит из аминокислоты
цистеина. Необходим для синтеза
конъюгированных желчных кислот, как
антиоксидант снижающий перекисное
окисление липидов.

6. Биологическая роль атф.

Во всех тканях свободно содержатся
нуклеозидполифосфаты. Особенно известны
моно- ди- и трифосфаты аденозина,
соединенного с рибозой. Превращения
аденозинфосфатов связано с его
наращиванием и отщеплением фосфатных
остатков, соединенных между собой
ангидридными связями, называемыми
макроэргическими, так как при расщеплении
одной такой связи образуется 32 кДж/моль,
отсюда главная функция АТФ – поставка
энергии на нужды клетки.

Ещё одной существенной функцией АТФ
является перенос фосфатных групп к
субстрату, например на всем протяжении
катаболизма глюкозы происходит либо
фосфорилирование субстрата или же его
дефосфорилирование с превращением АДФ
в АТФ.

Участие в образовании активированной
жирной кислоты через ациладенилата.

7. Биологическая роль белков (функции в организме). Полифункциональность белков. Примеры белков, выполняющих разные функции.

Функции белков:

1) Структурная – белки отвечают за
поддержание формы и стабильности клеток
и тканей. Фибрилярные белки обеспечивают
прочность и эластичность соединительной
ткани.

2) Каталитическая – все химические
превращения осуществляются при помощи
катализаторов. Катализаторы по химической
природе белки.

3) Транспортная – белки переносят
биологически значимые соединения.
Альбумины переносят метаболиты,
лекарственные вещества, жирные кислоты.
Гемоглобин переносит углекислый газ и
кислород. Мембранные белки переносят
соединения из зон с низкой концентрацией
в зону с высокой.

4) Регуляторная – реализуется гормонами
пептидной или белковой природы. Влияют
на продукцию или активность белков-ферментов,
изменяют скорость химических реакций,
управляют обменными процессами.

5) Механохимическая – способность
некоторых мелков изменять конформацию.
Сократительные белки (актин, миозин)
выполняют механическую работу за счет
энергии химических связей.

6) Защитная – реализуется антителами,
интерферонами, фибриногеном. Антитела
– соединения белковой природы, синтез
которых индуцируется в процессе иммунного
ответа – реакции организма на проникновение
во внутреннюю среду посторонних белков.
Антитела соединяясь с антигеном, образуют
нерастворимый комплекс, делая антиген
безопасным для организма. Интерфероны
– гликопротеины, синтезирующиеся
клеткой после проникновения в нее
вируса. Они образуют внутриклеточные
ферменты, которые блокируют синтез
вирусных белков, препятствуя копированию
вирусной информации. Фибриноген –
растворимый белок плазмы, который на
последней стадии коагуляционного
процесса превращается в фибрин –
нерастворимый белок. Плазмин – белок
плазмы крови, катализирующий расщепление
фибрина.

7) Энергетическая – обеспечивается за
счет части аминокислот, высвобождающихся
при расщеплении белка в тканях. В процессе
окислительно-восстановительного распада
аминокислоты высвобождают энергию и
синтезируют энергоноситель – АТФ.

studfiles.net

7. Охарактеризуйте строение и биологическое значение АТФ, почему АТФ называют основным источником энергии в клетке?. Полевая форма материи

Похожие главы из других работ:

Ботаника – наука о растениях

Вопрос 3. Почки, их строение, классификация, биологическое значение

Почка — это зачаточный побег с очень укороченными междоузлиями (рис. 1). Центральную часть в почке занимает зачаточный стебель, на верхушке которого находится конус нарастания, представляющий собой образовательную ткань…

Жители Антарктиды

2. Почему их так называют и как их вообще нашли

С пингвинами связано много событий из истории мореплаваний и исследований Южного океана, а названия некоторых видов имеют романтическое происхождение. Много страниц этой теме, например…

Изучение биохимии питания

1. Охарактеризуйте строение и биологическую роль липидов (жиров)

Липиды — обширная группа природных органических веществ. Название их происходит от греческого слова липос — жир, так как они включают жиры (собственно липиды) и жироподобные вещества (липоиды)…

Микробиология рыбы и рыбных продуктов

Охарактеризуйте кишечные бактериофаги, их значение как санитарно-показательных микроорганизмов

Санитарно-показательное значение бактериофагов особенно возросло в связи с водными вспышками вирусных заболеваний (полиомиелита, инфекционного гепатита и др.).

Фаги — это вирусы, паразиты микробов. Их можно найти везде…

Образ жизни, значение зайца–беляка и зубра. Мероприятия по предупреждению гибели животных от болезней

2. Охарактеризуйте морфологические признаки, образ жизни и значение зубра

Отряд парнокопытные — Artiodatyla

Семейство полорогие — Bovidae

Вид европейский зубр — Bison bonasus

Зубр относится к отряду парнокопытные, семейство полорогие, вид — европейский зубр. II категория охраны. Международная природоохранная значимость…

Общая биология

Клетка, как открытая система. Организация потоков веществ и энергии. Биологическое окисление, дыхание, брожение. Фото- и хемосинтез

Обязательным условием существования любого организма является постоянный приток питательных веществ и постоянное выделение конечных продуктов химических реакций, происходящих в клетках…

Основные понятия современного естествознания

3. Охарактеризуйте реакции, лежащие в основе энергии звезд. Укажите проблемы энергетики, связанные с термоядерной реакцией

Излучение звезд поддерживается в основном за счет двух типов термоядерных реакций. У массивных звезд это реакции углерод-азотного цикла, а у маломассивных звезд типа Солнца это протон-протонные реакции…

Основы биологии

2. Роль обмена веществ и энергии в жизни живых существ. Биологическое значение цикла Кребса

Обязательным условием существования любого организма является постоянный приток питательных веществ и постоянное выделение конечных продуктов химических реакций, происходящих в клетках организма…

Особенности строения клетки

3. Транспирация и ее биологическое значение. Особенности верхнего «двигателя» водного потока

В основе расходования воды растительным организмом лежит процесс испарения — переход воды из жидкого в парообразное состояние, происходящий при соприкосновении органов растения с ненасыщенной водой атмосферой…

Пищеварение в кишечнике

1. Сущность и биологическое значение процессов пищеварения в кишечнике

Пищеварением называется процесс физической и химической обработки пищи и превращение ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровью, усваиваться организмом…

Пищеварение в кишечнике

5. Биологическое значение микрофлоры кишечника

Микрофлора кишечника обеспечивает разложение клетчатки и защиту организма от патогенных…

Половые клетки и оплодотворение

3.1 Общая характеристика процесса оплодотворения и его биологическое значение

Начальным этапом в развитии нового организма, как правило, является оплодотворение. Под оплодотворением понимают совокупность процессов приводящих к слиянию мужской и женской половых клеток (сингамия)…

Представление о критерии истинности знания

6. Фундаментальные типы взаимодействий в физике. Почему они так называются? Какие законы сохранения фундаментальны для всего естествознания и почему?

В настоящее время известны четыре фундаментальных типа взаимодействий: гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное.

Слабое взаимодействие отвечает, например, за бета-распады ядер…

Ферменты биологической мембраны

2. Биологическое значение мембранной организации ферментов

Изучение роли мембранной организации белков непосредственно в живом организме затруднено из-за сложной организации живой материи и одновременного протекания множества взаимосвязанных процессов. Однако…

Химический состав клетки

Обмен веществ и преобразование энергии в клетке

Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой. В клетках непрерывно идут процессы биологического синтеза, или биосинтеза…

bio.bobrodobro.ru

Строение АТФ и биологическая роль. Функции АТФ

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ – одного из основных источников энергии.

АТФ – универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается пластического обмена. Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в химических связях аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин макроэргические связи впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков фосфорной кислоты.

Рибоза – углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин – азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты. К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат). Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже – 120 кДж энергии. При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ — одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах репликации ДНК и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) — цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором. Аллостерические эффекторы – это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции. Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата – это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза – анаэробный этап аэробного дыхания. В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы пировиноградной кислоты, которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

  • С6Н12О6 + 2АДФ + 2Фн ––> 2С3Н4O3 + 2АТФ + 4Н.

Окислительное фосфорилирование. Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование – это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования — это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза – основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

Интересные факты об АТФ

— В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

— В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

— Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

— Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

— В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии. Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма. Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

autogear.ru

Каково значение АТФ в клетке?

АТФ и ее роль в клетке

В цитоплазме каждой клетки, а также в митохондриях, хлоро-пластах и ядрах содержится аденозинтрифосфорная кислота (Л ТФ) . Она поставляет энергию для большинства реакций, происходящих в клетке. С помощью АТФ клетка синтезирует новые молекулы белков, углеводов, жиров, избавляется от отходов, осуществляет активный транспорт веществ, биение жгутиков и ресничек и т. д.

Молекула АТФ представляет собой нуклеотид, образованный азотистым основанием аденином, пятиуглеродным сахаром рибо-зой и тремя остатками фосфорной кислоты. Фосфатные группы в молекуле АТф соединены между собой высокоэнергетическими (макроэргическими) связями (в формуле обозначены символом ~):

Связи между фосфатными группами не очень прочные, и при их разрыве выделяется большое количество энергии. В результате гидролитического отщепления от АТФ фосфатной группы образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) н высвобождается порция энергии:

АДФ также может подвергаться дальнейшему гидролизу с отщеплением еще одной фосфатной группы и выделением второй порции энергии; при этом АДФ преобразуется в аденозин-монофосфат (АМФ) , который далее не гидролизуется:

АТФ образуется из АДФ и неорганического фосфата за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. Этот процесс называется фосфорили-рованием. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж/моль энергии, которая аккумулируется в макроэргических связях:

Следовательно, основное значение процессов дыхания и фотосинтеза определяется тем, что они поставляют энергию для синтеза АТФ, с участием которой в клетке выполняется большая часть работы.

Таким образом, АТФ — это главный универсальный поставщик энергии в клетках всех живых организмов.

АТФ чрезвычайно быстро обновляется. У человека, например, каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2 400 раз в сутки, так что ее средняя продолжительность жизни менее 1 мин. Синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах (частично в цитоплазме) . Образовавшаяся здесь АТФ направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.
Ссылка 1: <a rel=»nofollow» href=»/» title=»10147736:##:http://www.sbio.info/page.php?id=12″ target=»_blank» >[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]</a>
Ссылка 2:<a rel=»nofollow» href=»http://yandex.ru/yandsearch?clid=9582&text=значение+АТФ+в+клетке&lr=11143″ target=»_blank» >Подробнее 2</a>

уххх аааааааа

Я твоя мамка на своём копченном вертеле вертеть

touch.otvet.mail.ru

Строение и биологическая роль в атф

Аденозинтрифосфа́т (сокр. АТФ, англ. АТР) — нуклеотид, играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. АТФ был открыт в 1929 году Карлом Ломанном [1], а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке.
9-β-D-рибофуранозиладенин-5′-трифосфат, или
9-β-D-рибофуранозил-6-амино-пурин-5′-трифосфат.

Химически АТФ представляет собой трифосфорный эфир аденозина, который является производным аденина и рибозы.

Пуриновое азотистое основание — аденин — соединяется β-N-гликозидной связью с 1′-углеродом рибозы. К 5′-углероду рибозы последовательно присоединяются три молекулы фосфорной кислоты, обозначаемые соответственно буквами: α, β и γ.

АТФ относится к так называемым макроэргическим соединениям, то есть к химическим соединениям, содержащим связи, при гидролизе которых происходит освобождение значительного количества энергии. Гидролиз макроэргических связей молекулы АТФ, сопровождаемый отщеплением 1 или 2 остатков фосфорной кислоты, приводит к выделению, по различным данным, от 40 до 60 кДж/моль.
Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Являясь носителем двух высокоэнергетических связей, АТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов. Всё это реакции синтеза сложных веществ в организме: осуществление активного переноса молекул через биологические мембраны, в том числе и для создания трансмембранного электрического потенциала; осуществления мышечного сокращения.

Помимо энергетической АТФ выполняет в организме ещё ряд других не менее важных функций:
Вместе с другими нуклеозидтрифосфатами АТФ является исходным продуктом при синтезе нуклеиновых кислот.
Кроме того, АТФ отводится важное место в регуляции множества биохимических процессов. Являясь аллостерическим эффектором ряда ферментов, АТФ, присоединяясь к их регуляторным центрам, усиливает или подавляет их активность.
АТФ является также непосредственным предшественником синтеза циклического аденозинмонофосфата — вторичного посредника передачи в клетку гормонального сигнала.
Также известна роль АТФ в качестве медиатора в синапсах.

otvet.mail.ru

Энергетический обмен в клетке. АТФ, ее биологическое значение. — КиберПедия

 

Энергетический обмен(диссимиляция) – это совокупность реакций расщепления веществ, экзотермический процесс, при котором происходит распад веществ. По типу диссимиляции организмы могут быть аэробными ( живущими в кислородной среде) и анаэробными ( обитающие в среде, лишённой кислорода).при аэробном метаболизме молекулы органических веществ полностью окисляются молекулярным кислородом до углекислого газа и воды. Вся энергия, заключенная в химических связях, высвобождается и идёт на синтез молекулы АТФ.энергетический обмен происходит в 3 этапа:

1. (подготовительный). Сложные органические соединения распадаются на более простые: белки – на аминокислоты, н.к. – нуклеотиды, олигосахариды – моносахариды, жиры – глицерин и жирные кислоты; образующиеся в результате распада органические вещества подвергаются дальнейшему расщеплению, другая часть используется клеткой как строительный материал для синтеза своих органических соединений. Энергия, освобождающаяся на подготовительном этапе, рассеивается в виде тепла.

2.Неполное окисление (бескислородный) образовавшиеся на подготовительном этапе вещества подвергаются дальнейшему расщеплению. При этом освобождается энергия. Часть этой энергии сохраняется в АТФ. Другая часть рассеивается в клетке в виде тепла. Этот процесс называется неполное окисление. Протекает без присутствия кислорода – анаэробно. Главным источником энергии в клетке является глюкоза. Бескислородное расщепление называется гликолизом. Этот процесс идёт с участием ферментов. Гликолиз протекает в цитоплазме. Глюкоза => пировиноградная кислота + АТФ.

3. полное расщепление (дыхание). Происходит при участии кислорода. Этот этап осуществляется в митохондриях, на внутренних мембранах и в матриксе которых имеются ферменты аэробного расщепления. Реакции окисления в митохондриях имеют циклический характер и названы циклом Кребса.

АТФ. Аденозинтрифосфа́т (сокр. АТФ, англ. АТР) — нуклеотид, играет исключительно важную роль в обмене энергии и веществ в организмах; в первую очередь соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. АТФ был открыт в 1929 году Карлом Ломанном, а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным переносчиком энергии в клетке. Главная роль АТФ в организме связана с обеспечением энергией многочисленных биохимических реакций. Являясь носителем двух высокоэнергетических связей, АТФ служит непосредственным источником энергии для множества энергозатратных биохимических и физиологических процессов. Всё это реакции синтеза сложных веществ в организме: осуществление активного переноса молекул через биологические мембраны, в том числе и для создания трансмембранного электрического потенциала; осуществления мышечного сокращения.


Помимо энергетической АТФ выполняет в организме ещё ряд других не менее важных функций:

  • Вместе с другими нуклеозидтрифосфатами АТФ является исходным продуктом при синтезе нуклеиновых кислот.
  • Кроме того, АТФ отводится важное место в регуляции множества биохимических процессов. Являясь аллостерическим эффектором ряда ферментов, АТФ, присоединяясь к их регуляторным центрам, усиливает или подавляет их активность.
  • АТФ является также непосредственным предшественником синтеза циклического аденозинмонофосфата — вторичного посредника передачи в клетку гормонального сигнала.
  • Также известна роль АТФ в качестве медиатора в синапсах.

В организме АТФ является одним из самых часто обновляемых веществ, так у человека продолжительность жизни одной молекулы АТФ менее 1 мин. В течение суток одна молекула АТФ проходит в среднем 2000—3000 циклов ресинтеза (человеческий организм синтезирует около 40 кг АТФ в день), то есть запаса АТФ в организме практически не создаётся, и для нормальной жизнедеятельности необходимо постоянно синтезировать новые молекулы АТФ.

17. Понятие об автотрофах и гетеротрофах. Фотосинтез. Космическая роль зеленых растений.

Автотрофы – организмы, синтезирующие органические соединений из неорганических.

Гетеротрофы – организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза.

Фотосинтез – это синтез органических соединений из неорганических веществ, идущий за счет световой энергии. Впервые показал русский ученый Тимирязев. Он показал, что для осуществления фотосинтеза необходим хлорофилл ( вещество зелёного цвета, интенсивно поглощающее солнечные лучи). В клетках высших растений хлорофилл содержится во внутренних мембранах хлоропластов. Процесс фотосинтеза протекает в 2 фазы – световую и темновую.


Световая фаза – происходит только на свету в мембране гран хлоропласта при участии хлорофилла, белков – переносчиков и АТФ-синтетазы. Под действием света молекулы хлорофилла теряют электроны переходя в возбуждённое состояние. При этом в молекулах хлорофилла образуются положительно заряженные электронные дырки. Электроны либо возвращаются обратно по одной из цепей, перенося электроны и заполняют часть положительно заряженных дырок в молекулах хлорофилла, либо по другой цепи переноса доставляются на наружную поверхность мембраны телокоида. Здесь происходит накопление электронов, создаётся отрицательный заряд. Под влиянием положительно заряженных молекул хлорофилла внутри телокоида происходит фотолиз воды

2H2O = 4H+ + O2 + 4E(энергия)

В результате образуется молекулярный кислород, электроны и протоны.

Электроны направляются к молекулам хлорофилла, где закрывают оставшиеся положительно заряженные дырки, а протоны направляются на внутренние поверхности мембраны тилокоида, создавая там положительный заряд. Кислород выделяется в атмосферу, а водород остаётся в клетке.

Темновая фаза – протекает в строме хлоропластов как на свету, так и в темноте. Она состоит из последовательных ферментативных реакций по связыванию СО2, в результате которых образуется глюкоза. В реакциях темновой фазы участвуют молекулы АТФ и атомы водорода, образовавшиеся в процессе фотолиза воды, связанные с молекулами-переносчиками. Полученные в результате темновой фазы фотосинтеза молекулы моносахарида глюкозы через ряд ферментативных реакций превращаются в полисахариды. В процессе фотосинтеза образуются мономеры других органических соединений – аминокислоты, глицерин и жирные кислоты. Так, энергия солнечного света преобразуется в энергию химических связей сложных органических веществ.

В результате фотосинтеза образуются органические вещества и выделяется свободный кислород, необходимый для жизни на Земле.

 

cyberpedia.su

Строение АТФ, ее биологическая роль




⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 17Следующая ⇒


~ — макроэргические связи

 

АТФ относится к макроэргическим соединениям. Ее энергия заключена в химических связях между вторым и третьим остатками фосфорной кислоты. АТФ – источник энергии для многих биологических процессов: биосинтеза белка, ионного транспорта, сокращения мышц, электрической активности нервных клеток и др.. Энергия, необходимая для этих процессов, обеспечивается гидролизом АТФ:

1) АТФ + H2O = АДФ + Фн

При разрыве макроэргической связи концевого остатка фосфорной кислоты выделяется свободная энергия в количестве 25-40 кдж/моль при стандартных условиях. Точное значение энергии зависит от pH среды, присутствия некоторых катионов и других факторов.

 

2) АДФ + H2O = АМФ + Фн, ΔG= — 30 кдж/моль

3) АМФ + H2O = Аденозин + Фн, ΔG= — 14 кдж/моль

 

Вместе с тем в организме идут процессы синтеза АТФ. Эти процессы сопровождаются поглощением энергии, выделяющейся при биохимическом окислении белков, жиров и углеводов. Эта энергия запасается в макроэргических связях АТФ.

 

Структура нуклеиновых кислот

Структура ДНК

Структура ДНК расшифрована Уотсоном и Криком в 1953г. ДНК включает несколько уровней структурной организации.


Первичная структура – последовательность нуклеотидных звеньев, соединенных с помощью 3’-5’-фосфадиэфирных связей.

Например, соединим дезоксиадениловую и дезоксицитидиловую кислоты:

Полинуклеотидная цепь включает в себя сотни мононуклеотидов, соединенных фосфодиэфирными связями:

 

Конец ТГАЦТААГТАЦЦ 3’-конец

(ф-конец) (OH-конец)

 

2) Вторичная структура ДНК – это пространственное расположение полинуклуотидных цепей в молекуле. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, правозакрученных с образованием двойной спирали. Двойная спираль стабилизируется за счет водородных связей, образующихся между парами комплементарных азотистых оснований.

Комплементарные структуры подходят друг к другу как «ключ с замком».

 

 

Между аденином и тимином возникают две водородные связи:


 

Между гуанином и цитозином – три водородные связи:

Таким образом, первичная структура одной полинуклеотидной цепи предопределяет структуру второй цепи.

 

Третичная структура ДНК представляет собой многократную спирализацию вторичной структуры, обеспечивая плотную упаковку ДНК в ядре клетки.

Виды РНК

РНК имеет в основном первичную структуру, которая сходна с ДНК, только у РНК углеводный компонент – рибоза и вместо азотистого основания тимина – урацил. Локализованы РНК в цитоплазме и рибосомах.

Первичная структура РНК

 

В зависимости от функций, местонахождения и состава РНК делятся на три основных вида:

1) информационная или матричная РНК

2) рибосомальная РНК

3) транспортная РНК

Информационная РНК несет точную копию генетической информации, закодированной в определенном участке ДНК, а именно информацию о последовательности аминокислот в белках. Каждой α-аминокислоте соответствует в мРНК триплет нуклеотидов, т.н. кодон.

Например, алланин – ГЦУ, лизин – ЦУУ.

Последовательность кодонов в цепи мРНК определяет последовательность α-аминокислоте в белках.

Рибосомальная РНК составляет большую часть клеточных РНК. Будучи ассоциирована со специфическими белками, она образует сложную структуру – рибосому. Рибосомы являются центром биосинтеза белков.

Транспортные РНК доставляют аминокислоты к месту синтеза белка. Транспортные РНК обладают вторичной структурой, напоминающей лист клевера. Это частично спирализованная одинарная полинуклеотидная цепь. Участки спирализации “шпильки” удерживаются за счет водородных связей между комплементарными азотистыми основаниями (гуанин-цитозин, аденин-урацил). Участки, не вовлекаемые в образование водородных связей, образуют петли. Антикодоновая петля содержит триплет нуклуотидов – антикодон, который соответствует кодону матричной РНК.



 

 

Нуклеопротеины

В организме нуклеиновые кислоты связаны с белками, образуя два вида нуклеопротеинов – рибонуклеопротеины и дезоксирибонуклеопротеины. Рибонуклеопротеины содержат рибонуклеиновые кислоты и находятся в основном в цитоплазме. Дезоксирибонуклеопротеины содержат ДНК и локализованы в ядрах клеток.

 

 

ЛЕКЦИЯ№13

ЛИПИДЫ

ЦЕЛИ ЛЕКЦИИ

Обучающая– Формирование знаний о классификации липидов, их реакционной способности, роли в организме и применении в медицинской практике.

Развивающая– Расширение кругозора обучающихся на основе интеграции знаний; развитие логическое мышление.

Воспитательная– Содействие формированию у обучающихся устойчивого интереса к изучению дисциплины «Биоорганическая химия».

ПЛАН ЛЕКЦИИ



Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Author: alexxlab

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о