Энергетическая валюта клетки, та сама молекула, в которой мы сначала запасаем энергию, а потом тратим на все процессы жизнедеятельности. Прямо как карточка с деньгами)
Строение АТФ
АТФ — аденозинтрифосфат:
— аденозин — нуклеозид, содержащий азотистое основание аденин и пятиуглеродный сахар рибозу
— трифосфат — три фосфатные группы
Сейчас разберемся, что все это значит и как выглядит АТФ. Но сначала давайте вспомним, что такое нуклеозид и нуклеотид:
Нуклеотид — остаток фосфорной к-ты + рибоза/дезоксирибоза + азотистое основание — мономер ДНК и РНК
Нуклеозид — рибоза/дезоксирибоза + азотистое основание.
Получается, что АТФ это как нуклеотид Аденин в РНК, но не с одной фосфатной группой, а с тремя.
АТФ содержит:
— азотистое основание Аденин
— пятиуглеродный сахар рибозу
— три фосфатные группы
Энергия в АТФ
Где же в этой молекуле энергия?
Между остатками фосфорной кислоты — такие связи даже носят специальное название — макроэргические (макро — что-то большое, эргические=энергетические) и на рисунке обозначаются волной.
Электронам находиться в этой связи очень «некомфортно», поэтому когда такая связь разрушается, то выделяется много энергии. Наоборот аналогично — чтобы «заставить» эту неудобную связь образоваться, нужно сначала потратить много энергии.
Получается, что если мы оторвем от АТФ одну фосфатную группу, то разрушится макроэргическая связь и выделится энергия. Угадайте, как будет называться получившиеся молекула АТФ без одного фосфата? Конечно же АДФ — аденозиндифосфат. Ди — это два, то есть не три фосфата как в АТФ, а только два.
Можно ли оторвать еще один фосфат? Вообще можно, но это сложнее и используется уже не так часто. Тогда получившиеся молекула, аденозин с одним фосфатом будет называться АМФ — аденозинмонофосфат (моно — один)
Итак:
АТФ — аденозин три (3) фосфат
АДФ — аденозин ди (2) фосфат
АМФ — аденозин моно (1) фосфат
Погодите… АМФ вам ничего не напоминает? Это же нуклеотид Аденин РНК! По-хорошему, мы не должны называть нуклеотиды аденин, гуанин и тд, так как это названия азотистых оснований, но их все равно так называют — как азотистое основание, которое в них входит.
На ЕГЭ часто попадаются задания, где нужно по картинке понять, какая молекула перед нами. Как мы выяснили, нуклеотид РНК Аденин и АТФ очень похожи, как мы поймем, что перед нами? Все очень просто:
Азотистое основание Аденин + Рибоза + 1 остаток фосфорной к-ты — нуклеотид РНК
Азотистое основание Аденин + Рибоза + 3 остатка фосфорной к-ты — АТФ
Азотистое основание Аденин + Рибоза + 2 остатка фосфорной к-ты — АДФ
Откуда берется АТФ и куда тратится?
Как мы уже обсудили, чтобы образовать макроэргическую связь между фосфатами АТФ нужно потратить много энергии. Откуда мы возьмем энергию?
Конечно же, из пищи. Еда, которую мы съели, расщепляется на более простые органические молекулы, они переносятся с кровью ко всем клеткам тела, а в клетках расщепляются до неорганических соединений (воды и углекислого газа, который мы выдыхаем) — выделившаяся энергия идет на образование связи между АДФ и фосфатом, получается АТФ. Подробнее про этот процесс можно узнать из темы «Энергетический обмен», пока скажу только что основная часть АТФ образуется в митохондриях — энергетических заводах наших клеток.
Когда нам требуется энергия, то АТФ обратно расщепляется до АДФ и фосфата. А энергия требуется почти на все процессы на молекулярном уровне в организме — синтез ДНК, РНК, белков, полисахаридов и тд, работу мышц, проведение нервного импульса и тд.
АТФ — как карточка с деньгами, а АДФ — как почти пустая карточка. Когда на карте кончаются деньги, мы ее не выкидываем и не идем оформлять новую, мы ее просто пополняем. Получается, что в клетке идет постоянный круговорот АТФ-АДФ. Способ пополнить нашу карточку — энергетический обмен.
А как же растения, они же не питаются готовыми органическими веществами как мы, а проводят фотосинтез? У растений все точно также — они как и мы производят АТФ в митохондриях, используя глюкозу, но их отличие от нас в том, что они могут сами производить глюкозу, то есть сами делать себе еду, а мы можем лишь потреблять готовое.
Молодец, сегодня ты провел день с пользой и выучил новую тему — АТФ! Сейчас остановись, закрой статью и постарайся схематически изобразить эту молекулу и назвать все ее части, объясни, где в ней находится «резерв» энергии, как она образуется и зачем нужна.
