ATP full kz

№7 ДӘРІС
АТФ–АДФ. МЕТАБОЛИЗМ. ЭНЕРГЕТИКАЛЫҚ АЛМАСУ
АТФ. Бұл аденозинтрифосфор қышқылының қысқартылған атауы. АТФ жануарлар
мен өсімдіктердің әрбір жасушасында болады. АТФ мөлшері өзгеріп отырады және
орташа алғанда жасушаның шикі массасының 0,04%-ын құрайды. Ең көп мөлшері
қаңқа бұлшықеттерінде болады (0,2–0,5%).
Химиялық құрылысы бойынша АТФ нуклеотид болып табылады, және кез келген
нуклеотид сияқты оның құрамында азотты негіз (аденин), көмірсу (рибоза) және
фосфор қышқылы бар. Алайда фосфор қышқылы бөлігінде АТФ молекуласы
қарапайым нуклеотидтерден айтарлықтай ерекшеленеді. Бұл бөлікте үш фосфор
қышқылы молекуласы байланысқан. Бұл өте тұрақсыз құрылым.
АТФ-та Р мен О арасындағы байланыс өздігінен немесе ферменттердің әсерінен тез
үзіледі және бос байланыстарға бір немесе екі су молекуласы қосылады, нәтижесінде
бір немесе екі фосфор қышқылы молекуласы бөлінеді.
Егер бір фосфор қышқылы бөлінсе, АТФ АДФ-қа (аденозиндифосфор қышқылы)
айналады. Егер екі фосфор қышқылы бөлінсе, АТФ АМФ-қа (аденозинмонофосфор
қышқылы) айналады.
Әрбір фосфор қышқылы молекуласының ажырауы үлкен энергия бөлінуімен жүреді
— шамамен 30,6 кДж/моль (7,3 ккал/моль). Жасушадағы басқа экзотермиялық
реакциялар әлдеқайда аз энергия береді (8 кДж-ден аспайды).
АТФ-тағы бұл байланыстар макроэргиялық байланыстар деп аталады және ~
белгісімен көрсетіледі. АТФ молекуласында екі макроэргиялық байланыс бар.
АТФ-тың жасуша тіршілігіндегі маңызы өте зор. Ол энергия алмасудың орталық
рөлін атқарады. Әдетте реакциялар кезінде АТФ бір фосфат тобын жоғалтып, АДФ-қа
айналады. Кейін АДФ қайтадан фосфат қосып АТФ-қа айналады, бұл процесс
энергияны қажет етеді (~40 кДж/моль).
АТФ синтезінің ферментативтік механизмін түсіндіргені үшін Пол Бойер мен Джон
Уолкер 1997 жылы Нобель сыйлығын алған.
АТФ митохондрияларда АТФ-синтаза арқылы синтезделеді. Бұл фермент екі
бөліктен тұрады: F0 және F1. F0 – протондық канал, ал F1 – энергияны пайдаланып
АТФ түзетін бөлік.
Протондардың қозғалысы кезінде бөлінген энергия АДФ пен фосфаттың қосылып
АТФ түзуіне жұмсалады.
Митохондрияның ішкі мембранасында кристалар болады, олар беткі ауданды
ұлғайтады және АТФ түзілу тиімділігін арттырады.
Хлоропласттарда да ұқсас процесс жүреді, бірақ энергия көзі – жарық. Онда
протондар тилакоидтарда жиналады.
АТФ – жасушадағы әмбебап энергия көзі. Ол қозғалысқа, синтезге, мембрана арқылы
тасымалдауға қажет.
АТФ қоры аз болғандықтан, ол үнемі қайта синтезделіп отырады. Энергетикалық
алмасудың мәні – органикалық заттардың тотығуы кезінде бөлінген энергияны АТФ
синтезіне пайдалану.
Фотосинтез – жарық энергиясының көмегімен органикалық заттардың синтезі:
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
Бұл процесте энергиясы аз заттар (CO2, H2O) энергиясы жоғары органикалық
заттарға айналады.
Жыл сайын өсімдіктер шамамен 400 млрд тонна органикалық зат синтездейді.
Фотосинтез баяу процесс, тек 1% күн энергиясы пайдаланылады.
Бұл процесті зерттеуде К.А. Тимирязев үлкен үлес қосты.
Хемосинтез – кейбір бактериялардың химиялық реакциялар энергиясын
пайдаланып органикалық заттарды синтездеуі. Бұл құбылысты С.Н. Виноградский
ашқан.
ҚОРЫТЫНДЫ: АТФ – тірі жасушалардың негізгі энергия көзі.
Теориялық сұрақтар:
1.
2.
3.
4.
5.
АТФ дегеніміз не және ол жасушада қандай рөл атқарады?
АТФ молекуласы қандай құрамдас бөліктерден тұрады?
Жасушада АТФ қай жерде синтезделеді?
АТФ-тан энергия қалай бөлінеді?
АТФ энергиясы қандай процестерде пайдаланылады?
Тест (дұрыс жауапты таңдаңыз):
1. АТФ-тың жасушадағы негізгі қызметі:
a) Қоректік заттарды жинақтау
b) Оттегін тасымалдау
c) Энергияны сақтау және тасымалдау
d) Мембрананың құрылымдық элементі
2. АТФ молекуласындағы энергия көзі болып табылатын бөлік:
a) Аденин
b) Рибоза
c) Фосфат топтары
d) Сутектік байланыстар
3. АТФ ыдырағаннан кейін оның қайта қалпына келу процесі қалай аталады?
a) Фотолиз
b) Гликолиз
c) Репликация
d) Фосфорлану
Практикалық тапсырмалар:
1. АТФ молекуласының құрылымының сызбасын салып, оның бөліктерін
белгілеңіз.
2. АТФ → АДФ → АМФ айналу тізбегін сипаттаңыз.
3. АТФ қолданылатын процестерге мысалдар келтіріңіз.