Zawartość
Adenozynodifosforan i adenozynotrifosforan to cząsteczki organiczne, znane jako nukleotydy, występujące we wszystkich komórkach roślinnych i zwierzęcych. ADP przekształca się w ATP do magazynowania energii przez dodanie wysokoenergetycznej grupy fosforanowej. Konwersja zachodzi w substancji między błoną komórkową a jądrem, znanej jako cytoplazma, lub w specjalnych strukturach wytwarzających energię zwanych mitochondriami.
Równanie chemiczne
Konwersję ADP do ATP można zapisać jako ADP + Pi + energia → ATP lub, w języku angielskim, adenozynodwufosforan plus nieorganiczny fosforan plus energia daje adenozynotrifosforan. Energia jest magazynowana w cząsteczce ATP w wiązaniach kowalencyjnych między grupą fosforanową, szczególnie w wiązaniu między drugą i trzecią grupą fosforanową, znaną jako wiązanie pirofosforanowe.
Chemiosmotyczna fosforylacja
Konwersja ADP do ATP w błonach wewnętrznych mitochondriów jest technicznie znana jako fosforylacja chemiosmotyczna. Worki błonowe na ścianach mitochondriów zawierają około 10 000 łańcuchów enzymatycznych, które czerpią energię z cząsteczek żywności lub fotosyntezy - syntezy złożonych cząsteczek organicznych z dwutlenku węgla, wody i soli nieorganicznych - w roślinach za pośrednictwem tak zwanego transportu elektronów łańcuch.
Syntaza ATP
Utlenianie komórkowe w cyklu katalizowanych enzymem reakcji metabolicznych, znanych jako cykl Krebsa, tworzy nagromadzenie ujemnie naładowanych cząstek zwanych elektronami, które wypychają dodatnio naładowane jony wodoru lub protony przez wewnętrzną membranę mitochondrialną do wewnętrznej komory. Energia uwalniana przez potencjał elektryczny przez błonę powoduje przyłączenie enzymu, zwanego syntazą ATP, do ADP. Syntaza ATP jest ogromnym kompleksem molekularnym, a jej funkcją jest katalizowanie dodawania trzeciej grupy fosforu z wytworzeniem ATP. Pojedynczy kompleks syntazy ATP może generować ponad 100 cząsteczek ATP na sekundę.
Bateria do ponownego ładowania
Żywe komórki używają ATP tak, jakby był zasilany z akumulatora. Konwersja ADP na ATP dodaje mocy, podczas gdy prawie wszystkie inne procesy komórkowe wiążą się z rozkładem ATP i mają tendencję do rozładowywania mocy. W ludzkim ciele typowa cząsteczka ATP dostaje się do mitochondriów w celu naładowania jako ADP tysiące razy dziennie, tak że stężenie ATP w typowej komórce jest około 10 razy wyższe niż stężenie ADP. Mięśnie szkieletowe wymagają dużej ilości energii do pracy mechanicznej, więc komórki mięśniowe zawierają więcej mitochondriów niż komórki innych typów tkanek.