4.4. Значение атф в энергетическом обмене

В каждой клетке содержится аденозинтрифосфорная кислота(АТФ). По химической структуре АТФ относится к нуклеотидам. В ней как в каждом нуклеотиде, содержатся остатки азотистого основания (аденина), углевода (рибозы) и фосфорной кислоты. Вместе с тем АТФ существенно отличается от обычных нуклеотидов: вместо одного остатка фосфорной кислоты в ней содержатся 3 остатка.

Одна из важнейших функций клетки – функция обмена веществ – обеспечение клетки энергией. Совокупность реакций, обеспечивающих клетки энергией, называется энергетическим обменом.

Молекулярная структура АТФ нестабильна. Под влиянием специфических ферментов она подвергается гидролизу, т.е. присоединяет молекулу воды и расщепляется:

АТФ + АДФ +

Концевой фосфатный остаток дает при этом фосфорную кислоту, а АТФ превращается в АДФ, т.е. аденозиндифосфорную кислоту. Эта реакция сопровождается освобождением энергии (порядка 40 кДж/моль).

АТФ служит энергетической «валютой» клетки и используется во всех реакциях обмена, требующих затраты энергии. Богатые энергией молекулы не перемещаются свободно из одной клетки в другую, а образуются в том месте, где они должны быть использованы. АТФ играет центральную роль в энергетическом обмене клетки. Она является непосредственным источником энергообеспечения любой клеточной функции. Движение, биосинтез, генерация электричества, света и т.д. - любые виды клеточной активности совершаются за счет энергии, освобождаемой в результате указанной выше реакции гидролиза АТФ.

Но распад АТФ чередуется с непрерывным ее синтезом. Для восполнения израсходованной АТФ используется энергия, освобождаемая в результате расщепления углеводов, липидов и других веществ.

Запас АТФ в клетке невелик. Так, в мышце запаса АТФ хватает на 20 – 30 сокращений. Но ведь мышца может работать часами и производит тысячи сокращений. Вот почему наряду с распадом АТФ необходим непрерывный её синтез. Для восполнения израсходованной АТФ и используется энергия, освобождаемая в результате расщепления углеводов, липидов и других веществ. При усиленной, но, кратковременной работе, например при беге на короткие дистанции, мышцы работают исключительно за счёт содержащихся в них АТФ. После окончания бега человек усиленно дышит – в этот период происходит расщепление углеводов и других веществ, и запас АТФ в клетках восстанавливается. Таким образом АТФ – единый и универсальный источник энергообеспечения клетки.

Способы получения энергии

Живые организмы для жизнедеятельности нуждаются в источниках энергии. По способу ее получения все организмы делятся на 2 группы –автотрофные и гетеротрофные.

Автотрофы – это организмы, питающиеся за счет неорганических соединений.

К ним относятся некоторые бактерии и все зеленые растения. В зависимости от того, какой источник энергии используется автотрофными организмами для синтеза органических соединений, их делят на две группы: фототрофы и хемотрофы.

Для фототрофоф источником энергии служит свет, а хемотрофы используют энергию, освобождающуюся при окислительно-восстановительных реакциях.

Гетеротрофы – это организмы, не способные сами синтезировать органические соединения из неорганических, нуждаются в доставке их из окружающей среды. К ним относятся животные и человек.