Περιεχόμενο
Η διφωσφορική αδενοσίνη και η τριφωσφορική αδενοσίνη είναι οργανικά μόρια, γνωστά ως νουκλεοτίδια, που βρίσκονται σε όλα τα φυτικά και ζωικά κύτταρα. Το ADP μετατρέπεται σε ATP για την αποθήκευση ενέργειας με την προσθήκη μιας ομάδας φωσφορικών υψηλής ενέργειας. Η μετατροπή λαμβάνει χώρα στην ουσία μεταξύ της κυτταρικής μεμβράνης και του πυρήνα, γνωστή ως κυτταρόπλασμα, ή σε ειδικές δομές παραγωγής ενέργειας που ονομάζονται μιτοχόνδρια.
Χημική εξίσωση
Η μετατροπή της ADP σε ATP μπορεί να γραφτεί ως ADP + Pi + ενέργεια → ATP ή, στα αγγλικά, η διφωσφορική αδενοσίνη συν ανόργανο φωσφορικό συν ενέργεια δίνει τριφωσφορική αδενοσίνη. Η ενέργεια αποθηκεύεται στο μόριο ΑΤΡ στους ομοιοπολικούς δεσμούς μεταξύ της φωσφορικής ομάδας, ιδιαίτερα στον δεσμό μεταξύ της δεύτερης και της τρίτης φωσφορικής ομάδας, γνωστού ως πυροφωσφορικού δεσμού.
Χημειοσμωτική φωσφορυλίωση
Η μετατροπή της ADP στην ΑΤΡ στις εσωτερικές μεμβράνες των μιτοχονδρίων είναι τεχνικά γνωστή ως χημειοσμωτική φωσφορυλίωση. Οι μεμβρανώδεις σάκοι στους τοίχους των μετροχόνδριων περιέχουν περίπου 10.000 ενζυμικές αλυσίδες, οι οποίες παράγουν ενέργεια από μόρια τροφίμων ή τη φωτοσύνθεση - τη σύνθεση σύνθετων οργανικών μορίων από διοξείδιο του άνθρακα, νερό και ανόργανα άλατα - στα φυτά, μέσω της λεγόμενης μεταφοράς ηλεκτρονίων αλυσίδα.
ATP Synthase
Η κυτταρική οξείδωση σε έναν κύκλο καταλυτικών μεταβολικών αντιδράσεων, που είναι γνωστή ως ο κύκλος Krebs, δημιουργεί μια συσσώρευση αρνητικά φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζονται ηλεκτρόνια, τα οποία ωθούν θετικά φορτισμένα ιόντα υδρογόνου ή πρωτόνια στην εσωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη στον εσωτερικό θάλαμο. Η ενέργεια που απελευθερώνεται από το ηλεκτρικό δυναμικό κατά μήκος της μεμβράνης προκαλεί ένα ένζυμο, γνωστό ως συνθετάση ΑΤΡ, να συνδεθεί με την ADP. Η συνθετάση ΑΤΡ είναι ένα τεράστιο μοριακό σύμπλεγμα και η λειτουργία του είναι να καταλύει την προσθήκη μιας τρίτης ομάδας φωσφόρου για να σχηματίσει ΑΤΡ. Ένα απλό σύμπλοκο συνθετάσης ΑΤΡ μπορεί να παράγει πάνω από 100 μόρια ΑΤΡ κάθε δευτερόλεπτο.
Επαναφορτιζόμενη μπαταρία
Τα ζωντανά κύτταρα χρησιμοποιούν ATP σαν να ήταν ενέργεια από μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Η μετατροπή ADP σε ATP προσθέτει ισχύ, ενώ σχεδόν όλες οι άλλες κυτταρικές διεργασίες περιλαμβάνουν την κατανομή της ATP και τείνουν να αποφορτίζουν την ηλεκτρική ενέργεια. Στο ανθρώπινο σώμα, ένα τυπικό μόριο ΑΤΡ εισέρχεται στα μιτοχόνδρια για επαναφόρτιση ως ADP χιλιάδες φορές την ημέρα, έτσι ώστε η συγκέντρωση του ΑΤΡ σε ένα τυπικό κύτταρο να είναι περίπου 10 φορές υψηλότερη από αυτή της ADP. Οι σκελετικοί μύες απαιτούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας για μηχανική εργασία, έτσι τα μυϊκά κύτταρα περιέχουν περισσότερα μιτοχόνδρια από τα κύτταρα άλλων τύπων ιστών.