‹‹እንቅስቃሴ ሕይወት ነው›› የሚለውን ታዋቂ አገላለጽ ብንተረጎም ሁሉም የሕያዋን ቁስ መገለጫዎች-ማደግ፣መራባት፣ የምግብ ንጥረ ነገሮች ውህደት ሂደቶች፣ አተነፋፈስ - በእርግጥ የአተሞች እንቅስቃሴ እንደሆኑ ግልጽ ይሆናል። እና ሴል የሚባሉት ሞለኪውሎች. እነዚህ ሂደቶች ያለ ጉልበት ተሳትፎ ይቻላል? በእርግጥ አይሆንም።
እንደ ሰማያዊ ዌል ወይም የአሜሪካ ሴኮያ ካሉ ግዙፍ ፍጥረታት ጀምሮ እስከ አልትራማይክሮስኮፒክ ባክቴሪያ ድረስ ያሉ ሕያዋን አካላት አቅርቦታቸውን የሚስሉት የት ነው?
ባዮኬሚስትሪ ለዚህ ጥያቄ መልሱን አግኝቷል። Adenosin triphosphoric አሲድ የፕላኔታችን ነዋሪዎች በሙሉ የሚጠቀሙበት ዓለም አቀፋዊ ንጥረ ነገር ነው. በዚህ ጽሑፍ ውስጥ በተለያዩ የሕያዋን ፍጥረታት ቡድኖች ውስጥ የ ATP አወቃቀሮችን እና ተግባራትን እንመለከታለን. በተጨማሪም በእጽዋት እና በእንስሳት ሴሎች ውስጥ እንዲዋሃዱ የትኞቹ የአካል ክፍሎች ተጠያቂ እንደሆኑ እንወስናለን።
የግኝት ታሪክ
በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ በሃርቫርድ የህክምና ትምህርት ቤት ላብራቶሪ ውስጥ በርካታ ሳይንቲስቶች ማለትም ሱባሪስ፣ሎማን እና ፍሪስኬ ለአድኒል ቅርበት ያለው ውህድ አገኙ።ራይቦኑክሊክ አሲድ ኑክሊዮታይድ. ነገር ግን፣ አንድ ሳይሆን ሶስት ያህል የፎስፌት አሲድ ቅሪቶችን ከ monosaccharide ribose ጋር ተያይዘዋል። ከሁለት አሥርተ ዓመታት በኋላ, ኤፍ. ሊፕማን, የ ATP ተግባራትን በማጥናት, ይህ ውህድ ኃይልን ይይዛል የሚለውን ሳይንሳዊ ግምት አረጋግጧል. ከዚያን ጊዜ ጀምሮ ባዮኬሚስቶች በሴል ውስጥ የሚከሰተውን የዚህን ንጥረ ነገር ውህደት ውስብስብ ዘዴ በዝርዝር ለመተዋወቅ ትልቅ እድል ነበራቸው. በኋላ, አንድ ቁልፍ ውህድ ተገኝቷል-ኤንዛይም - ATP synthase, እሱም በማይቶኮንድሪያ ውስጥ የአሲድ ሞለኪውሎች መፈጠር ተጠያቂ ነው. ATP ምን ተግባር እንደሚሰራ ለማወቅ፣ ያለዚህ ንጥረ ነገር ተሳትፎ በህያዋን ፍጥረታት ውስጥ ምን አይነት ሂደቶች ሊከናወኑ እንደማይችሉ እንወቅ።
በባዮሎጂካል ስርአቶች ውስጥ የሀይል መኖር ቅጾች
በሕያዋን ፍጥረታት ውስጥ የሚከሰቱ የተለያዩ ምላሾች እርስበርስ ሊለወጡ የሚችሉ የተለያዩ የኃይል ዓይነቶችን ይፈልጋሉ። እነዚህም የሜካኒካል ሂደቶችን (የባክቴሪያ እና ፕሮቶዞዋዎች እንቅስቃሴ, በጡንቻ ሕዋስ ውስጥ ያሉ ማይፊብሪልስ መኮማተር), ባዮኬሚካላዊ ውህደት ያካትታሉ. ይህ ዝርዝር መነቃቃትን እና መከልከልን የሚፈጥሩ የኤሌትሪክ ግፊቶችን፣ የደም-ደም ባላቸው እንስሳት እና ሰዎች ውስጥ የማያቋርጥ የሰውነት ሙቀት የሚጠብቁ የሙቀት ምላሾችን ያጠቃልላል። የባህር ፕላንክተን፣ አንዳንድ ነፍሳት እና ጥልቅ የባህር አሳ አሳዎች በህያዋን አካላት የሚመረቱ የኃይል አይነት ናቸው።
ከላይ ያሉት ሁሉም በባዮሎጂካል ሥርዓቶች ውስጥ የተከሰቱት ክስተቶች ከኤቲፒ ሞለኪውሎች ውጭ ሊሆኑ አይችሉም።ጉልበት በማክሮኤርጂክ ቦንዶች መልክ. በ adenyl nucleoside እና በፎስፌት አሲድ ቅሪቶች መካከል ይከሰታሉ።
የሴሉላር ኢነርጂ የሚመጣው ከየት ነው?
በቴርሞዳይናሚክስ ህጎች መሰረት የኃይል መልክ እና መጥፋት የሚከሰተው በተወሰኑ ምክንያቶች ነው። ምግብን የሚያካትት የኦርጋኒክ ውህዶች መበላሸት: ፕሮቲኖች, ካርቦሃይድሬትስ እና በተለይም ቅባቶች ወደ ኃይል እንዲለቁ ያደርጋል. የሃይድሮሊሲስ የመጀመሪያ ደረጃ ሂደቶች በምግብ መፍጫ ሥርዓት ውስጥ ይከሰታሉ, የኦርጋኒክ ውህዶች ማክሮ ሞለኪውሎች ለኢንዛይሞች ተግባር የተጋለጡ ናቸው. የተቀበለው የኃይል ክፍል በሙቀት መልክ ይሰራጫል ወይም የሴሉን ውስጣዊ ይዘት ጥሩውን የሙቀት መጠን ለመጠበቅ ያገለግላል. የቀረው ክፍል በ mitochondria ውስጥ - የሴሉ የኃይል ማመንጫዎች በቅጹ ውስጥ ይከማቻል. ይህ የ ATP ሞለኪውል ዋና ተግባር ነው - የሰውነትን የኃይል ፍላጎት ማሟላት እና መሙላት።
የካታቦሊክ ምላሾች ሚና ምንድነው
የሕያዋን ቁስ አካል አንደኛ ደረጃ - ሴል ሊሠራ የሚችለው ጉልበቱ በህይወቱ ዑደቱ ውስጥ በየጊዜው የሚዘመን ከሆነ ብቻ ነው። ይህንን ሁኔታ በሴሉላር ሜታቦሊዝም ውስጥ ለማሟላት, dissimilation, catabolism ወይም energy metabolism የሚባል አቅጣጫ አለ. ከእያንዳንዱ የግሉኮስ ሞለኪውል (ግሉኮስ) ሞለኪውል ውስጥ ከኦክስጅን ነፃ በሆነው ደረጃ ፣ ኦክስጅን በሌለበት ጊዜ 2 ሞለኪውሎች በሴል ውስጥ የ ATP ዋና ተግባራትን የሚያቀርቡ ሃይል-ተኮር ንጥረ ነገር ይዋሃዳሉ - በሃይል ማቅረብ. አብዛኛዎቹ የአኖክሲክ እርምጃ ምላሾች በሳይቶፕላዝም ውስጥ ይከሰታሉ።
በሴሉ አወቃቀር ላይ በመመስረት በተለያዩ መንገዶች ሊቀጥል ይችላል ለምሳሌ በ glycolysis, በአልኮል ወይም በላቲክ አሲድ መፍላት. ይሁን እንጂ የእነዚህ የሜታብሊክ ሂደቶች ባዮኬሚካላዊ ገፅታዎች በሴል ውስጥ ያለውን የ ATP ተግባር ላይ ተጽዕኖ አያሳርፉም. ዓለም አቀፋዊ ነው፡ የሕዋስ ኃይል ክምችቶችን ለመጠበቅ።
የሞለኪውል አወቃቀር እንዴት ከተግባሮቹ ጋር እንደሚዛመድ
ከዚህ በፊት አዴኖሲን ትሪፎስፎሪክ አሲድ ከናይትሬት ቤዝ ጋር የተገናኙ ሶስት የፎስፌት ቅሪቶች - አድኒን እና አንድ ሞኖሳክካርራይድ - ራይቦዝ እንደያዘ አረጋግጠናል። በሴል ሳይቶፕላዝም ውስጥ ያሉ ሁሉም ምላሾች በውሃ ውስጥ ስለሚከናወኑ የአሲድ ሞለኪውሎች በሃይድሮሊክ ኢንዛይሞች እርምጃ ውስጥ በመጀመሪያ adenosine diphosphoric አሲድ ለመመስረት covalent ቦንዶችን ይሰብራሉ ፣ እና ከዚያ AMP። ወደ adenosine triphosphoric አሲድ ውህደት የሚያመሩ የተገላቢጦሽ ምላሾች የሚከሰቱት ኢንዛይም phosphotransferase በሚኖርበት ጊዜ ነው። ኤቲፒ ሁለንተናዊ የሴሉላር ወሳኝ እንቅስቃሴ ምንጭ ተግባርን ስለሚያከናውን ሁለት ማክሮኤርጂክ ቦንዶችን ያጠቃልላል። በእያንዳንዳቸው ተከታታይ ስብራት, 42 ኪ.ግ ይለቀቃል. ይህ ሃብት በሴል ሜታቦሊዝም፣ በእድገትና በመራቢያ ሂደቶቹ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል።
የATP synthase እሴት
በአጠቃላይ ጠቀሜታ ባላቸው የአካል ክፍሎች ውስጥ - ማይቶኮንድሪያ ፣ በእፅዋት እና በእንስሳት ሴሎች ውስጥ የሚገኝ ፣ የኢንዛይም ስርዓት አለ - የመተንፈሻ ሰንሰለት። ኢንዛይም ATP synthase ይዟል. የቢዮካታሊስት ሞለኪውሎች፣ የሄክሳመር ቅርጽ ያላቸው ፕሮቲን ግሎቡልስ፣ በሁለቱም ሽፋን ውስጥ እና በየ mitochondria ስትሮማ. በኤንዛይም እንቅስቃሴ ምክንያት የሴል ኢነርጂ ንጥረ ነገር ከኤዲፒ እና ከኦርጋኒክ ፎስፌት አሲድ ቅሪቶች የተዋሃደ ነው. የተፈጠሩት የ ATP ሞለኪውሎች ለአስፈላጊ እንቅስቃሴው አስፈላጊ የሆነውን ኃይል የማከማቸት ተግባር ያከናውናሉ. የባዮካታሊስት ልዩ ባህሪ ከልክ ያለፈ የኃይል ውህዶች ክምችት ሲኖር እንደ ሃይድሮሊክ ኢንዛይም ባህሪይ ሆኖ ሞለኪውሎቻቸውን በመከፋፈል ነው።
የአዴኖሲን ትሪፎስፎሪክ አሲድ ውህደት ባህሪዎች
እፅዋት እነዚህን ፍጥረታት ከእንስሳት የሚለይ ከባድ የሜታቦሊዝም ባህሪ አላቸው። ከአውቶትሮፊክ የአመጋገብ ዘዴ እና ፎቶሲንተሲስ የማቀነባበር ችሎታ ጋር የተያያዘ ነው. የማክሮኤርጂክ ቦንዶችን የሚያካትቱ ሞለኪውሎች መፈጠር በሴሉላር ኦርጋኔል - ክሎሮፕላስትስ ውስጥ በሚገኙ ተክሎች ውስጥ ይከሰታል. ቀደም ሲል ለእኛ የሚታወቀው ኢንዛይም ኤቲፒ ሲንታሴስ የቲላኮይድ እና የክሎሮፕላስትስ ስትሮማ አካል ነው። በሴል ውስጥ ያለው የኤቲፒ ተግባር የሰው ልጆችን ጨምሮ በሁለቱም አውቶትሮፊክ እና ሄትሮሮፊክ ፍጥረታት ውስጥ የኃይል ማከማቻ ነው።
ከማክሮኤርጂክ ቦንዶች ጋር ውህዶች በ saprotrophs እና heterotrophs ውስጥ በ mitochondrial cristae ላይ በሚከሰቱ ኦክሳይድ ፎስፈረስ ምላሾች ውስጥ ይዋሃዳሉ። እንደምታየው በዝግመተ ለውጥ ሂደት ውስጥ የተለያዩ ህይወት ያላቸው ፍጥረታት ቡድኖች እንደ ATP ያሉ ውህዶችን ለማዋሃድ ፍጹም የሆነ ዘዴ ፈጥረዋል ይህም ተግባሮቹ ህዋሱን ሃይል እንዲያገኝ ማድረግ ነው።
