Wir erklären, was ATP ist, welche Funktionen es erfüllt und welche Bedeutung dieses organische Molekül hat.
Was ist ATP?
ATP (Adenosine Triphosphate oder Adenosine Triphosphate) ist ein organisches Molekül vom Nukleotidtyp. Nukleotide sind organische Moleküle bestehend aus a kovalente Bindung zwischen einer Nukleosid- und einer Phosphatgruppe (PO43-). Nukleoside hingegen sind organische Moleküle, die aus einem Zucker vom Pentosetyp und einer stickstoffhaltigen Base bestehen.
Stickstoffbasen sind cyclische organische Verbindungen, die zwei oder mehr Stickstoffatome aufweisen und den DNA und das RNA. Andererseits sind Pentosen einfache Zucker aus fünf Kohlenstoffatomen, deren Funktion strukturell ist, außerdem enthalten sie Hydroxylgruppen (OH–) und Aldehydgruppen (-CHO) oder Ketongruppen (R1 (CO) R2).
Die Molekülstruktur von ATP besteht also aus einem Adeninmolekül (Stickstoffbase), das mit einem Kohlenstoffatom eines Ribosemoleküls (Pentose) verbunden ist, einem Zucker, der wiederum drei Phosphationen hat, die mit einem anderen Kohlenstoffatom verbunden sind. Diese Struktur reagiert auf die Summenformel C10H16N5O13P3.
ATP wird sowohl bei der pflanzlichen Photorespiration als auch bei der Zellatmung von gebildet Tiere, und ist die Hauptquelle von Energie für die meisten Prozesse und bekannte Zellfunktionen.
Es ist eine Verbindung sehr löslich in Wasser und stabil in Lösungen wässrig mit Bereichen von pH zwischen 6.8 und 7.4. Sind die pH-Werte extremer, hydrolysiert es unter Freisetzung einer großen Energiemenge.
Damit ATP seine biologischen Funktionen erfüllen kann, muss es an Magnesium gebunden sein. In diesem Sinne wird ATP in Zellen gefunden, indem es mit dem Mg2 + -Ion einen Komplex bildet. Dies ist möglich, weil ATP vier negativ geladene Gruppen hat.
Dieses Molekül wurde 1929 von dem deutschen Biochemiker Karl Lohmann in Deutschland entdeckt, gleichzeitig aber von Cyrus H. Fiske und Yellapragada Subbarao in den USA. Jahre später, im Jahr 1941, wurde von Fritz Albert Lipmann seine Funktion als Hauptenergietransfermolekül des Zelle.
Bedeutung von ATP
ATP ist ein grundlegendes Molekül für verschiedene lebenswichtige Prozesse, da es die Hauptenergiequelle für die Synthese von Makromoleküle Komplex, wie DNA, RNA oder Protein.
ATP liefert die notwendige Energie, um bestimmte chemische Reaktionen im Körper. Dies liegt daran, dass es Phosphatbindungen hat, die hohe Energie speichern. Diese Energie wird durch den Prozess der Hydrolyse, zerlegt ATP in ADP (Adenosindiphosphat) und anorganisches Phosphat (P) und setzt auch eine große Menge Energie frei.
Andererseits ist ATP der Schlüssel zum Transport von Makromolekülen durch die Zellmembran. Erfolgt der Transport von außen in die Zelle, wird der Vorgang als Endozytose bezeichnet, und wenn er von innen aus der Zelle heraus erfolgt, spricht man von Exozytose.
ATP wiederum ermöglicht die synaptische Kommunikation zwischen Neuronen und erfordert daher seine kontinuierliche Synthese aus Glucose, die aus Neuronen gewonnen wird. Lebensmittel, und sein kontinuierlicher Verbrauch durch die verschiedenen Zellsysteme des Körpers.
Die Aufnahme bestimmter toxischer Elemente (Gase, Gifte), die die Prozesse von ATP hemmen, verursacht normalerweise die Tod sehr schnell. Zum Beispiel: Arsen oder Cyanid.
Schließlich kann ATP nicht in seinem natürlichen Zustand gespeichert werden, sondern als Teil größerer Verbindungen wie Glykogen, das in Glukose umgewandelt werden kann, deren Oxidation bei Tieren ATP erzeugt. Bei Pflanzen ist Stärke für die Energiereserve verantwortlich, aus der ATP gewonnen wird.
In ähnlicher Weise kann ATP durch die Synthese von Fettsäuren in Form von tierischem Fett gespeichert werden.