- Apa itu ATP?
- Untuk apa ATP itu?
- Bagaimana ATP dibuat?
- Glikolisis
- Siklus Krebs
- Rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif
- Pentingnya ATP
Kami menjelaskan apa itu ATP, untuk apa dan bagaimana molekul ini diproduksi. Juga, glikolisis, siklus Krebs, dan fosforilasi oksidatif.
Apa itu ATP?
Dalambiokimia, akronim ATP menunjuk Adenosin Trifosfat atau Adenosin Trifosfat, sebuah molekul organik milik kelompok nukleotida, fundamental untuk metabolisme energi dari sel. ATP merupakan sumber energi utama yang digunakan dalam sebagian besar proses dan fungsi seluler, baik di dalam tubuh manusia maupun di dalam tubuh orang lain.makhluk hidup.
Nama ATP berasal dari komposisi molekul molekul ini, yang dibentuk oleh basa nitrogen (adenin) yang terkait denganatom karbon satumolekul gula pentosa (juga disebut ribosa), dan pada gilirannya dengan tigaion fosfat yang terikat pada atom karbon lain. Semua ini diringkas dalam rumus molekul ATP: C10H16N5O13P3.
Molekul ATP pertama kali ditemukan pada tahun 1929 di otot manusia di Amerika Serikat oleh Cyrus H. Fiske dan Yellapragada SubbaRow, dan secara independen di Jerman oleh ahli biokimia Karl Lohmann.
Meskipun molekul ATP ditemukan pada tahun 1929, tidak ada catatan tentang fungsi dan pentingnya dalam berbagaiproses transfer energi sel sampai tahun 1941, berkat penelitian ahli biokimia Jerman-Amerika Fritz Albert Lipmann (pemenang Hadiah Nobel pada tahun 1953, bersama dengan Krebs).
Lihat juga:Metabolisme
Untuk apa ATP itu?
Fungsi utama ATP adalah sebagai penyedia energi dalam reaksi biokimia yang terjadi di dalam sel, itulah sebabnya molekul ini juga dikenal sebagai "mata uang energi" organisme.
ATP adalah molekul yang berguna untuk sementara mengandung energi kimia dilepaskan selama proses metabolisme dekomposisimakanan, dan lepaskan lagi bila perlu untuk mendorong berbagai proses biologis tubuh, seperti transportasi sel, mendorong reaksi yang memakanEnergi atau bahkan untuk melakukan tindakan mekanis tubuh, seperti berjalan.
Bagaimana ATP dibuat?
Dalam sel, ATP disintesis melalui respirasi seluler, suatu proses yang terjadi di dalam sel.mitokondria dari sel. Selama fenomena ini, energi kimia yang tersimpan dalam glukosa dilepaskan, melalui prosesoksidasi yang melepaskanBERSAMA2, H2O dan energi dalam bentuk ATP. Meskipun glukosa adalah substrat par excellence dari reaksi ini, harus diklarifikasi bahwa:protein dan lemak mereka juga dapat dioksidasi menjadi ATP. Masing-masing nutrisi ini dari makanan masing-masing individu memiliki jalur metabolisme yang berbeda, tetapi mereka berkumpul pada metabolit yang sama: asetil-KoA, yang memulai Siklus Krebs dan memungkinkan proses memperoleh energi kimia untuk bertemu, karena semua sel mengkonsumsi energi mereka dalam bentuk ATP .
Proses respirasi seluler dapat dibagi menjadi tiga fase atau tahap: glikolisis (jalur sebelumnya yang hanya diperlukan ketika sel menggunakan glukosa sebagai bahan bakar), siklus Krebs, dan rantai transpor elektron. Selama dua tahap pertama, asetil-KoA, CO2 dan hanya sedikit ATP diproduksi, sedangkan selama fase ketiga respirasi diproduksi. H2O dan sebagian besar ATP melalui satu set protein yang disebut "ATP sintase kompleks".
Glikolisis
Seperti disebutkan, glikolisis adalah jalur sebelum respirasi sel, di mana untuk setiap glukosa (yang memiliki 6 karbon) dua piruvat terbentuk (a menggabungkan dibentuk oleh 3 karbon).
Berbeda dengan dua tahap respirasi seluler lainnya, glikolisis terjadi di sitoplasma dari sel. Piruvat yang dihasilkan dari jalur pertama ini harus masuk ke mitokondria untuk melanjutkan transformasinya menjadi Asetil-KoA dan dengan demikian dapat digunakan dalam siklus Krebs.
Siklus Krebs
Siklus Krebs (juga siklus asam sitrat atau siklus asam trikarboksilat) adalah proses mendasar yang terjadi dalam matriks mitokondria seluler, dan yang terdiri dari suksesi reaksi kimia apa yang disukai?objektif pelepasan energi kimia yang terkandung dalam Asetil-KoA yang diperoleh dari pemrosesan nutrisi makanan yang berbeda dari makhluk hidup, serta perolehan prekursor asam amino lain yang diperlukan untuk reaksi biokimia dari alam lain.
Siklus ini adalah bagian dari proses yang jauh lebih besar yaitu oksidasi karbohidrat, lipid dan protein, tahap peralihannya adalah: setelah pembentukan Asetil-KoA dengan karbon dari senyawa organik tersebut, dan sebelum fosforilasi oksidatif. di mana ATP adalah " dirakit" dalam reaksi yang dikatalisis oleh aenzim disebut ATP sintetase atau ATP sintase.
Siklus Krebs beroperasi berkat beberapa enzim berbeda yang sepenuhnya mengoksidasi Asetil-KoA dan melepaskan dua enzim berbeda dari setiap molekul teroksidasi: CO2 (karbon dioksida) dan H2O (air). Selain itu, selama siklus Krebs, jumlah minimum GTP (mirip dengan ATP) dihasilkan dan daya pereduksi dalam bentuk NADH dan FADH2 yang akan digunakan untuk sintesis ATP pada tahap respirasi seluler berikutnya.
Siklus dimulai dengan fusi molekul asetil-KoA dengan molekul oksaloasetat. Penyatuan ini menghasilkan molekul enam karbon: sitrat. Dengan demikian, koenzim A dilepaskan, bahkan digunakan kembali berkali-kali. Jika ada terlalu banyak ATP dalam sel, langkah ini terhambat.
Selanjutnya, sitrat atau asam sitrat mengalami serangkaian transformasi berturut-turut yang berturut-turut akan menghasilkan isositrat, ketoglutarat, suksinil-KoA, suksinat, fumarat, malat dan oksaloasetat lagi. Bersama dengan produk ini, jumlah minimum GTP diproduksi untuk setiap siklus Krebs lengkap, mengurangi daya dalam bentuk NADH dan FADH2 dan CO2.
Rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif
Tahap terakhir dari sirkuit pemanenan nutrisi menggunakan oksigen dan senyawa yang dihasilkan selama siklus Krebs untuk menghasilkan ATP dalam proses yang disebut fosforilasi oksidatif. Selama proses ini, yang berlangsung di membran mitokondria bagian dalam, NADH dan FADH2 menyumbang elektron mendorong mereka ke tingkat energi yang lebih rendah. Elektron ini akhirnya diterima oleh oksigen (yang ketika bergabung dengan proton menimbulkan pembentukan molekul air).
Kopling antara rantai elektronik dan fosforilasi oksidatif beroperasi atas dasar dua reaksi yang berlawanan: satu yang melepaskan energi dan yang lain menggunakan energi yang dilepaskan untuk menghasilkan molekul ATP, berkat intervensi ATP sintetase. Saat elektron "berjalan" menuruni rantai dalam serangkaian reaksi redoks, energi yang dilepaskan digunakan untuk memompa proton melalui membran. Ketika proton ini berdifusi kembali melalui ATP sintetase, energinya digunakan untuk mengikat gugus fosfat tambahan ke molekul ADP (adenosin difosfat), yang mengarah pada pembentukan ATP.
Pentingnya ATP
ATP merupakan molekul fundamental untuk proses vital organisme hidup, sebagai pemancar energi kimia untuk berbagai reaksi yang terjadi di dalam sel, misalnya sintesis makromolekul kompleks dan mendasar, seperti yangDNA, RNA atau untuk sintesis protein yang terjadi di dalam sel. Dengan demikian, ATP menyediakan energi yang diperlukan untuk memungkinkan sebagian besar reaksi yang terjadi di dalam tubuh.
Kegunaan ATP sebagai molekul "donor energi" dijelaskan oleh adanya ikatan fosfat, yang kaya akan energi. Ikatan yang sama ini dapat melepaskan sejumlah besar energi dengan "memecah" ketika ATP dihidrolisis menjadi ADP, yaitu, ketika kehilangan gugus fosfat karena aksi air. reaksi dari hidrolisis ATP adalah sebagai berikut:
ATP sangat penting, misalnya, untuk kontraksi otot.ATP adalah kunci untuk transportasi makromolekul melaluimembran plasma (eksositosis dan endositosis seluler) dan juga untuk komunikasi sinaptik antaraneuron, jadi sintesisnya yang berkelanjutan sangat penting, dari glukosa yang diperoleh dari makanan. Begitu pentingnya bagi kehidupan, bahwa konsumsi beberapa elemen beracun yang menghambat proses ATP, seperti arsenik atau sianida, bersifat mematikan dan menyebabkan kematian organisme secara fulminan.