Adenosintriphosphat
Adenosintriphosphat (ATP) ist ein Nukleotid, das in Zellen als Coenzym verwendet wird. Es wird oft als "molekulare Währungseinheit" bezeichnet: ATP transportiert innerhalb der Zellen chemische Energie für den Stoffwechsel.
Jede Zelle verbraucht ATP zur Energiegewinnung. Es besteht aus einer Base (Adenin) und drei Phosphatgruppen. Ein ATP-Molekül enthält drei Phosphatgruppen, und es wird durch ATP-Synthase aus anorganischem Phosphat und Adenosindiphosphat (ADP, wobei di zwei Phosphatgruppen bedeutet) oder Adenosinmonophosphat (AMP) hergestellt.
Die molekulare Struktur von ATP.
Verwendung
Das ATP-Molekül ist sehr vielseitig, was bedeutet, dass es für viele Dinge verwendet werden kann. In seinen chemischen Bindungen ist Energie gespeichert.
Wenn sich ATP mit einem anderen Phosphat bindet, wird Energie gespeichert, die später genutzt werden kann. Mit anderen Worten, wenn eine Bindung zustande kommt, wird Energie gespeichert. Dies ist eine endotherme Reaktion.
Wenn ATP eine Bindung mit einer Phosphatgruppe bricht und zu ADP wird, wird Energie freigesetzt. Mit anderen Worten, wenn eine Bindung gebrochen wird, wird Energie freigesetzt. Dies ist eine exotherme Reaktion.
Der ATP-Phosphat-Austausch ist ein nahezu endloser Zyklus, der erst dann endet, wenn die Zelle abstirbt.
Funktionen in Zellen
ATP ist die Hauptenergiequelle für die Mehrzahl der Zellfunktionen. Dazu gehört die Synthese von Makromolekülen, einschließlich DNA und RNA (siehe unten), und Proteinen. ATP spielt auch eine entscheidende Rolle beim aktiven Transport von Makromolekülen durch Zellmembranen, z.B. bei der Exozytose und Endozytose.
DNA- und RNA-Synthese
Bei allen bekannten Organismen werden die Desoxyribonukleotide, aus denen die DNA besteht, durch die Wirkung von Ribonukleotidreduktase (RNR)-Enzymen auf die entsprechenden Ribonukleotide synthetisiert. Diese Enzyme reduzieren den Zuckerrest von Ribose zu Desoxyribose, indem sie Sauerstoff entfernen.
Bei der Synthese der Nukleinsäure-RNA ist ATP eines der vier Nukleotide, die von RNA-Polymerasen direkt in RNA-Moleküle eingebaut werden. Die Energie, die diese Polymerisation antreibt, stammt von der Abspaltung eines Pyrophosphats (zwei Phosphatgruppen). Der Tanz ist bei der DNA-Biosynthese ähnlich, außer dass ATP vor dem Einbau in die DNA zum Desoxyribonukleotid dATP reduziert wird.
Geschichte
- ATP wurde 1929 von Karl Lohmann und Jendrassik sowie, unabhängig davon, von Cyrus Fiske und Yellapragada Subba Rao von der Harvard Medical School entdeckt. Beide Teams traten gegeneinander an, um einen Test für Phosphor zu finden.
- Es wurde 1941 von Fritz Albert Lipmann als Vermittler zwischen Energie abgebenden und Energie aufnehmenden Reaktionen in Zellen vorgeschlagen.
- Es wurde erstmals 1948 von Alexander Todd im Laboratorium synthetisiert (erschaffen).
- Der Nobelpreis für Chemie 1997 wurde geteilt, wobei die eine Hälfte an Paul D. Boyer und John E. Walker für die Aufklärung des enzymatischen Mechanismus, der der Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) zugrunde liegt, und die andere Hälfte an Jens C. Skou für die erste Entdeckung eines ionenübertragenden Enzyms, Na+, K+ -ATPase, ging.
Fragen und Antworten
F: Was ist Adenosintriphosphat?
A: Adenosintriphosphat (ATP) ist eine Chemikalie, die von Lebewesen zur Speicherung und Übertragung von Energie verwendet wird.
F: Welche Aufgabe hat ATP in Lebewesen?
A: Die Aufgabe von ATP in Lebewesen ist es, Energie zu speichern und sie an die Zellen zu übertragen, die sie benötigen.
F: Wie erhalten die Zellen ihre Energie?
A: Die Zellen erhalten ihre Energie, indem sie ATP-Moleküle aufspalten, um die gespeicherte Energie freizusetzen.
F: Stellen alle Lebewesen ATP her?
A: Ja, alle Lebewesen stellen ATP her, um Energie zu speichern und zu übertragen.
F: Warum ist ATP für Zellen, die härter arbeiten, notwendig?
A: ATP ist für Zellen, die härter arbeiten, notwendig, weil sie mehr Energie benötigen, um zu funktionieren, und ATP ist das Molekül, das diese Energie liefert.
F: Können Lebewesen ohne ATP überleben?
A: Nein, Lebewesen können ohne ATP nicht überleben, weil es das Molekül ist, das die Energie für alle zellulären Prozesse liefert.
F: Was passiert, wenn ATP-Moleküle auseinanderbrechen?
A: Wenn ATP-Moleküle aufgebrochen werden, wird die gespeicherte Energie freigesetzt und von der Zelle für verschiedene Prozesse genutzt.
