(ATP) Adenosintriphosphat Definition, Struktur, Funktionen

(ATP) Adenosintriphosphat Definition

Adenosintriphosphat, auch bekannt als ATP, ist ein Molekül , das Energie in Zellen transportiert. Es ist die Hauptenergiewährung der Zelle und ein Endprodukt der Prozesse der Photophosphorylierung (Hinzufügen einer Phosphatgruppe zu einem Molekül unter Verwendung von Energie aus Licht), der Zellatmung und der Fermentation . Alle Lebewesen verwenden ATP. Es wird nicht nur als Energiequelle verwendet, sondern auch in Signaltransduktionswegen für die Zellkommunikation und während der DNA-Synthese in Desoxyribonukleinsäure (DNA) eingebaut.

Struktur von ATP

(ATP) Adenosintriphosphat Definition, Struktur, Funktionen
(ATP) Adenosintriphosphat Definition, Struktur, Funktionen

Dies ist ein Strukturdiagramm von ATP. Es besteht aus dem Molekül Adenosin (das selbst aus Adenin und einem Ribosezucker besteht) und drei Phosphatgruppen. Es ist wasserlöslich und hat einen hohen Energiegehalt, da zwei Phosphoanhydridbindungen die drei Phosphatgruppen verbinden.

Funktionen von ATP

Energiequelle

ATP ist der Hauptenergieträger, der für alle zellulären Aktivitäten verwendet wird. Wenn ATP hydrolysiert und in Adenosindiphosphat (ADP) umgewandelt wird, wird Energie freigesetzt. Die Entfernung einer Phosphatgruppe setzt unter Standardbedingungen 7,3 Kilokalorien pro Mol oder 30,6 Kilojoule pro Mol frei. Diese Energie treibt alle Reaktionen an, die in der Zelle stattfinden. ADP kann auch wieder in ATP umgewandelt werden, so dass die Energie für andere zelluläre Reaktionen verfügbar ist.

ATP wird nach verschiedenen Methoden hergestellt. Die Photophosphorylierung ist eine Methode, die für Pflanzen und Cyanobakterien spezifisch ist. Es ist die Erzeugung von ATP aus ADP unter Verwendung von Energie aus Sonnenlicht und erfolgt während der Photosynthese . ATP wird auch aus dem Prozess der Zellatmung in den Mitochondrien einer Zelle gebildet. Dies kann durch aerobe Atmung geschehen , für die Sauerstoff benötigt wird, oder durch anaerobe Atmung , für die dies nicht der Fall ist. Die aerobe Atmung erzeugt ATP (zusammen mit Kohlendioxid und Wasser) aus Glukose und Sauerstoff. Bei der anaeroben Atmung werden andere Chemikalien als Sauerstoff verwendet. Dieser Prozess wird hauptsächlich von Archaeen und Bakterien angewendetdie in anaeroben Umgebungen leben. Die Fermentation ist ein weiterer Weg zur Herstellung von ATP, das keinen Sauerstoff benötigt. Es unterscheidet sich von der anaeroben Atmung, da keine Elektronentransportkette verwendet wird . Hefe und Bakterien sind Beispiele für Organismen, die Fermentation verwenden, um ATP zu erzeugen.

Signaltransduktion

ATP ist ein Signalmolekül, das für die Zellkommunikation verwendet wird. Kinasen, Enzyme, die Moleküle phosphorylieren, verwenden ATP als Quelle für Phosphatgruppen. Kinasen sind wichtig für die Signalübertragung. Auf diese Weise wird ein physikalisches oder chemisches Signal von Rezeptoren an der Außenseite der Zelle an die Innenseite der Zelle übertragen. Sobald sich das Signal in der Zelle befindet, kann die Zelle entsprechend reagieren. Zellen können Signale erhalten, um zu wachsen, zu metabolisieren, in bestimmte Typen zu differenzieren oder sogar zu sterben.

DNA-Synthese

Die Nucleobase Adenin ist Teil von Adenosin, einem Molekül, das aus ATP gebildet und direkt in RNA eingebracht wird. Die anderen Nukleobasen in RNA, Cytosin, Guanin und Uracil werden in ähnlicher Weise aus CTP, GTP und UTP gebildet. Adenin kommt auch in der DNA vor und sein Einbau ist sehr ähnlich, außer dass ATP in die Form Desoxyadenosintriphosphat (dATP) umgewandelt wird, bevor es Teil eines DNA-Strangs wird.

ATP, ADP, AMP, cAMP

Andere Moleküle sind mit ATP verwandt und haben ähnliche Namen wie Adenosindiphosphat (ADP), Adenosinmonophosphat (AMP) und cyclisches AMP (cAMP). Um Verwirrung zu vermeiden, ist es wichtig, einige Unterschiede zwischen diesen Molekülen zu kennen.

ADP

Adenosindiphosphat (ADP), das manchmal auch als Adenosinpyrophosphat (APP) bezeichnet wird, insbesondere in der Chemie, wurde in diesem Artikel bereits erwähnt. Es unterscheidet sich von ATP durch zwei Phosphatgruppen. ATP wird mit dem Verlust einer Phosphatgruppe zu ADP, und diese Reaktion setzt Energie frei. ADP selbst wird aus AMP gebildet. Das Wechseln zwischen ADP und ATP während der Zellatmung gibt den Zellen die Energie, die zur Durchführung zellulärer Aktivitäten benötigt wird.

AMPERE

Adenosinmonophosphat (AMP), auch 5′-Adenylsäure genannt, hat nur eine Phosphatgruppe. Dieses Molekül befindet sich in RNA und enthält Adenin, das Teil des genetischen Codes ist . Es kann zusammen mit ATP aus zwei ADP-Molekülen oder durch Hydrolyse von ATP hergestellt werden. Es entsteht auch beim Abbau von RNA. Es kann in Harnsäure umgewandelt werden, die Bestandteil des Urins ist, und über die Blase ausgeschieden werden.

Lager

Cyclisches Adenosinmonophosphat (cAMP) wird von ATP abgeleitet und ist ein weiterer Botenstoff, der zur Signalübertragung und Aktivierung bestimmter Proteinkinasen verwendet wird. Es kann in AMP zerlegt werden. cAMP-Pfade können bei bestimmten Krebsarten wie Karzinomen eine Rolle spielen . In Bakterien spielt es eine Rolle im Stoffwechsel. Wenn eine Bakterienzelle nicht genügend Energie produziert (z. B. durch unzureichende Glukose), treten hohe cAMP-Spiegel auf, und dies schaltet Gene ein, die andere Energiequellen als Glukose verwenden.

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