Атф в клетке выполняет функцию

Содержание
  1. Что такое молекула АТФ, какие соединения входят в её состав; строение, функции и роль в живых клетках
  2. Строение АТФ
  3. Роль АТФ в живом организме. Её функции
  4. Как образуется АТФ в организме?
  5. Вывод
  6. Строение АТФ и биологическая роль. Функции АТФ
  7. Атф – универсальный источник энергии
  8. Строение молекулы АТФ
  9. Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата
  10. Как образуется АТФ в клетке
  11. Окислительное фосфорилирование. Дыхание клетки
  12. Фотофосфорилирование
  13. Интересные факты об АТФ
  14. Заключение
  15. 10 класс. Биология. Строение и функции АТФ – Строение и функции АТФ
  16.  2. Функции витаминов
  17.  3. Витамин B1 (тиамин)
  18.  4. Витамин Е
  19.  5. Витамин А
  20.  6. Авитаминоз и гиповитаминоз
  21. Синтез АТФ – структура, функции и пути образования аденозинтрифосфорной кислоты
  22. Расшифровка АТФ
  23. Какие соединения входят в состав АТФ
  24. Образование энергии
  25. Пути синтеза АТФ и его роль
  26. Функции АТФ

Что такое молекула АТФ, какие соединения входят в её состав; строение, функции и роль в живых клетках

Атф в клетке выполняет функцию

Важнейшим веществом в клетках живых организмов является аденозинтрифосфорная кислота или аденозинтрифосфат. Если ввести аббревиатуру этого названия, то получим АТФ (англ. ATP). Это вещество относится к группе нуклеозидтрифосфатов и играет ведущую роль в процессах метаболизма в живых клетках, являясь для них незаменимым источником энергии.

  • Строение АТФ
  • Роль АТФ в живом организме. Её функции
  • Как образуется АТФ в организме?
  • Вывод

Первооткрывателями АТФ стали учёные-биохимики гарвардской школы тропической медицины — Йеллапрагада Суббарао, Карл Ломан и Сайрус Фиске. Открытие произошло в 1929 году и стало главной вехой в биологии живых систем. Позднее, в 1941 году, немецким биохимиком Фрицем Липманом было установлено, что АТФ в клетках является основным переносчиком энергии.

Строение АТФ

Эта молекула имеет систематическое наименование, которое записывается так: 9-β-D-рибофуранозиладенин-5-трифосфат, или 9-β-D-рибофуранозил-6-амино-пурин-5-трифосфат.

Какие соединения входят в состав АТФ? Химически она представляет собой трифосфорный эфир аденозина — производного аденина и рибозы.

Это вещество образуется путём соединения аденина, являющегося пуриновым азотистым основанием, с 1-углеродом рибозы при помощи β-N-гликозидной связи. К 5-углероду рибозы затем последовательно присоединяются α-, β- и γ-молекулы фосфорной кислоты.

: немембранные органоиды клетки, их особенности.

Таким образом, молекула АТФ содержит такие соединения, как аденин, рибозу и три остатка фосфорной кислоты. АТФ — это особое соединение, содержащее связи, при гидролизе которых высвобождается большое количество энергии.

Такие связи и вещества называются макроэргическими.

Во время гидролиза этих связей молекулы АТФ происходит выделение количества энергии от 40 до 60 кДж/моль, при этом данный процесс сопровождается отщеплением одного или двух остатков фосфорной кислоты.

Вот как записываются эти химические реакции:

  • 1). АТФ + вода→АДФ + фосфорная кислота + энергия,
  • 2). АДФ + вода→АМФ + фосфорная кислота + энергия.

Энергия, высвобожденная в ходе указанных реакций, используется в дальнейших биохимических процессах, требующих определённых энергозатрат.

: примером рационального природопользования является что?

Роль АТФ в живом организме. Её функции

Какую функцию выполняет АТФ? Прежде всего, энергетическую. Как уже было выше сказано, основной ролью аденозинтрифосфата является энергообеспечение биохимических процессов в живом организме.

Такая роль обусловлена тем, что благодаря наличию двух высокоэнергетических связей, АТФ выступает источником энергии для многих физиологических и биохимических процессов, требующих больших энергозатрат. Такими процессами являются все реакции синтеза сложных веществ в организме.

Это, прежде всего, активный перенос молекул через клеточные мембраны, включая участие в создании межмембранного электрического потенциала, и осуществление сокращения мышц.

Кроме указанной, перечислим ещё несколько, не менее важных, функций АТФ, таких, как:

  • медиатор в синапсах и сигнальное вещество в других межклеточных взаимодействиях (функция пуринергической передачи сигнала),
  • регуляция различных биохимических процессов, таких, как усиление или подавление активности ряда ферментов путём присоединения к их регуляторным центрам (функция аллостерического эффектора),
  • участие в синтезе циклического аденозинмонофосфата (АМФ), являющегося вторичным посредником в процессе передачи гормонального сигнала в клетку (в качестве непосредственного предшественника в цепочке синтеза АМФ),
  • участие вместе с другими нуклеозидтрифосфатами в синтезе нуклеиновых кислот (в качестве исходного продукта).

Как образуется АТФ в организме?

Синтез аденозинтрифосфорной кислоты идёт постоянно, т. к. энергия организму для нормальной жизнедеятельности нужна всегда.

В каждый конкретный момент содержится совсем немного этого вещества — примерно 250 граммов, которые являются «неприкосновенным запасом» на «чёрный день».

Во время болезни идёт интенсивный синтез этой кислоты, потому что требуется много энергии для работы иммунной и выделительной систем, а также системы терморегуляции организма, что необходимо для эффективной борьбы с начавшимся недугом.

В каких клетках АТФ больше всего? Это клетки мышечной и нервной тканей, поскольку в них наиболее интенсивно идут процессы энергообмена.

И это очевидно, ведь мышцы участвуют в движении, требующем сокращения мышечных волокон, а нейроны передают электрические импульсы, без которых невозможна работа всех систем организма.

Поэтому так важно для клетки поддерживать неизменный и высокий уровень аденозинтрифосфата.

Каким же образом в организме могут образовываться молекулы аденозинтрифосфата? Они образуются путём так называемого фосфорилирования АДФ (аденозиндифосфата). Эта химическая реакция выглядит следующим образом:

АДФ + фосфорная кислота + энергия→АТФ + вода.

Фосфорилирование же АДФ происходит при участии таких катализаторов, как ферменты и свет, и осуществляется одним из трёх способов:

  • фотофосфорилирование (фотосинтез у растений) ,
  • окислительное фосфорилирование АДФ Н-зависимой АТФ-синтáзой, в результате которого основная масса аденозинтрифосфата образуется на мембранах митохондрий клеток (связано с дыханием клетки),
  • субстратное фосфорилирование в цитоплазме клетки в процессе гликолиза или путём переноса фосфатной группы с других макроэргических соединений, не требующее участия мембранных ферментов.

Как окислительное, так и субстратное фосфорилирование использует энергию веществ, окисляющихся в процессе такого синтеза.

Вывод

Аденозинтрифосфорная кислота — это наиболее часто обновляемое вещество в организме.

Сколько в среднем живёт молекула аденозинтрифосфата? В теле человека, например, продолжительность её жизни составляет менее одной минуты, поэтому одна молекула такого вещества рождается и распадается до 3000 раз за сутки.

Поразительно, но в течение дня человеческий организм синтезирует около 40 кг этого вещества! Настолько велики потребности в этом «внутреннем энергетике» для нас!

Весь цикл синтеза и дальнейшего использования АТФ в качестве энергетического топлива для процессов обмена веществ в организме живого существа представляет собой саму суть энергетического обмена в этом организме. Таким образом, аденозинтрифосфат является своего рода «батарейкой», обеспечивающей нормальную жизнедеятельность всех клеток живого организма.

Источник: https://tvercult.ru/nauka/molekula-atf-v-biologii-sostav-funktsii-i-rol-v-organizme

Строение АТФ и биологическая роль. Функции АТФ

Атф в клетке выполняет функцию

В любой клетке нашего организма протекают миллионы биохимических реакций. Они катализируются множеством ферментов, которые зачастую требуют затрат энергии. Где же клетка ее берет? На этот вопрос можно ответить, если рассмотреть строение молекулы АТФ – одного из основных источников энергии.

Атф – универсальный источник энергии

АТФ расшифровывается как аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфорная кислота. Вещество является одним из двух наиболее важных источников энергии в любой клетке. Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны.

Большинство биохимических реакций может протекать только при участии молекул вещества, особенно это касается пластического обмена.

Однако АТФ редко непосредственно участвует в реакции: для протекания любого процесса нужна энергия, заключенная именно в химических связях аденозинтрифосфата.

Строение молекул вещества таково, что образующиеся связи между фосфатными группами несут огромное количество энергии. Поэтому такие связи также называются макроэргическими, или макроэнергетическими (макро=много, большое количество). Термин макроэргические связи впервые ввел ученый Ф. Липман, и он же предложил использовать значок ̴ для их обозначения.

Очень важно для клетки поддерживать постоянный уровень содержания аденозинтрифосфата. Особенно это характерно для клеток мышечной ткани и нервных волокон, потому что они наиболее энергозависимы и для выполнения своих функций нуждаются в высоком содержании аденозинтрифосфата.

Строение молекулы АТФ

Аденозинтрифосфат состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков фосфорной кислоты.

Рибоза – углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл. Рибоза соединяется с аденином β-N-гликозидной связь на 1-ом атоме углерода. Также к пентозе присоединяются остатки фосфорной кислоты на 5-ом атоме углерода.

Аденин – азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат). Все эти вещества схожи по строению с аденозинтрифосфатом и выполняют примерно такие же функции, однако они встречаются в клетке намного реже.

Остатки фосфорной кислоты. К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат).

Именно между фосфорными остатками заключены макроэнергетические связи, после разрыва которых высвобождается от 40 до 60 кДж энергии. Если разрываются две связи, выделяется 80, реже – 120 кДж энергии.

При разрыве связи между рибозой и фосфорным остатком выделяется всего лишь 13,8 кДж, поэтому в молекуле трифосфата только две макроэргические связи (Р ̴ Р ̴ Р), а в молекуле АДФ – одна (Р ̴ Р).

Вот каковы особенности строения АТФ. По причине того, что между остатками фосфорной кислоты образуется макроэнергетическая связь, строение и функции АТФ связаны между собой.

Строение АТФ и биологическая роль молекулы. Дополнительные функции аденозинтрифосфата

Кроме энергетической, АТФ может выполнять множество других функций в клетке. Наряду с другими нуклеотидтрифосфатами трифосфат участвует в построении нуклеиновый кислот. В этом случае АТФ, ГТФ, ТТФ, ЦТФ и УТФ являются поставщиками азотистых оснований. Это свойство используется в процессах репликации ДНК и транскрипции.

Также АТФ необходим для работы ионных каналов. Например, Na-K канал выкачивает 3 молекулы натрия из клетки и вкачивает 2 молекулы калия в клетку. Такой ток ионов нужен для поддержания положительного заряда на наружной поверхности мембраны, и только с помощью аденозинтрифосфата канал может функционировать. То же касается протонных и кальциевых каналов.

АТФ является предшественником вторичного мессенжера цАМФ (циклический аденозинмонофосфат) – цАМФ не только передает сигнал, полученный рецепторами мембраны клетки, но и является аллостерическим эффектором.

Аллостерические эффекторы – это вещества, которые ускоряют или замедляют ферментативные реакции.

Так, циклический аденозинтрифосфат ингибирует синтез фермента, который катализирует расщепление лактозы в клетках бактерии.

Сама молекула аденозинтрифосфата также может быть аллостерическим эффектором. Причем в подобных процессах антагонистом АТФ выступает АДФ: если трифосфат ускоряет реакцию, то дифосфат затормаживает, и наоборот. Таковы функции и строение АТФ.

Как образуется АТФ в клетке

Функции и строение АТФ таковы, что молекулы вещества быстро используются и разрушаются. Поэтому синтез трифосфата – это важный процесс образования энергии в клетке.

Выделяют три наиболее важных способа синтеза аденозинтрифосфата:

1. Субстратное фосфорилирование.

2. Окислительное фосфорилирование.

3. Фотофосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование основано на множественных реакциях, протекающих в цитоплазме клетки. Эти реакции получили название гликолиза – анаэробный этап аэробного дыхания. В результате 1 цикла гликолиза из 1 молекулы глюкозы синтезируется две молекулы пировиноградной кислоты, которые дальше используются для получения энергии, и также синтезируются два АТФ.

  • С6Н12О6 + 2АДФ + 2Фн ––> 2С3Н4O3 + 2АТФ + 4Н.

Окислительное фосфорилирование. Дыхание клетки

Окислительное фосфорилирование – это образование аденозинтрифосфата путем передачи электронов по электронно-транспортной цепи мембраны. В результате такой передачи формируется градиент протонов на одной из сторон мембраны и с помощью белкового интегрального комплекта АТФ-синтазы идет построение молекул. Процесс протекает на мембране митохондрий.

Последовательность стадий гликолиза и окислительного фосфорилирования в митохондриях составляет общий процесс под названием дыхание. После полного цикла из 1 молекулы глюкозы в клетке образуется 36 молекул АТФ.

Фотофосфорилирование

Процесс фотофосфорилирования – это то же окислительное фосфорилирование лишь с одним отличием: реакции фотофосфорилирования протекают в хлоропластах клетки под действием света. АТФ образуется во время световой стадии фотосинтеза – основного процесса получения энергии у зеленых растений, водорослей и некоторых бактерий.

В процессе фотосинтеза все по той же электронно-транспортной цепи проходят электроны, в результате чего формируется протонный градиент. Концентрация протонов на одной из сторон мембраны является источником синтеза АТФ. Сборка молекул осуществляется посредством фермента АТФ-синтазы.

Интересные факты об АТФ

– В среднестатистической клетке содержится 0,04% аденозинтрифосфата от всей массы. Однако самое большое значение наблюдается в мышечных клетках: 0,2-0,5%.

– В клетке около 1 млрд молекул АТФ.

– Каждая молекула живет не больше 1 минуты.

– Одна молекула аденозинтрифосфата обновляется в день 2000-3000 раз.

– В сумме за сутки организм человека синтезирует 40 кг аденозинтрифосфата, и в каждый момент времени запас АТФ составляет 250 г.

Заключение

Строение АТФ и биологическая роль его молекул тесно связаны. Вещество играет ключевую роль в процессах жизнедеятельности, ведь в макроэргических связях между фосфатными остатками содержится огромное количество энергии.

Аденозинтрифосфат выполняет множество функций в клетке, и поэтому важно поддерживать постоянную концентрацию вещества. Распад и синтез идут с большой скоростью, т. к. энергия связей постоянно используется в биохимических реакциях. Это незаменимое вещество любой клетки организма.

Вот, пожалуй, и все, что можно сказать о том, какое строение имеет АТФ.

Источник: https://FB.ru/article/227383/stroenie-atf-i-biologicheskaya-rol-funktsii-atf

10 класс. Биология. Строение и функции АТФ – Строение и функции АТФ

Атф в клетке выполняет функцию

Как вы пом­ни­те, нук­ле­и­но­вые кис­ло­тысо­сто­ят из нук­лео­ти­дов. Ока­за­лось, что в клет­ке нук­лео­ти­ды могут на­хо­дить­ся в свя­зан­ном со­сто­я­нии или в сво­бод­ном со­сто­я­нии. В сво­бод­ном со­сто­я­нии они вы­пол­ня­ют ряд важ­ных для жиз­не­де­я­тель­но­сти ор­га­низ­ма функ­ций.

К таким сво­бод­ным нук­лео­ти­дам от­но­сит­ся мо­ле­ку­ла АТФ или аде­но­з­ин­три­фос­фор­ная кис­ло­та (аде­но­з­ин­три­фос­фат).

Как и все нук­лео­ти­ды, АТФ со­сто­ит из пя­ти­уг­ле­род­но­го са­ха­ра – ри­бо­зы, азо­ти­сто­го ос­но­ва­ния – аде­ни­на, и, в от­ли­чие от нук­лео­ти­дов ДНК и РНК, трех остат­ков фос­фор­ной кис­ло­ты (рис. 1).

Рис. 1. Три схе­ма­ти­че­ских изоб­ра­же­ния АТФ

Важ­ней­шая функ­ция АТФ со­сто­ит в том, что она яв­ля­ет­ся уни­вер­саль­ным хра­ни­те­лем и пе­ре­нос­чи­ком энер­гии в клет­ке.

Все био­хи­ми­че­ские ре­ак­ции в клет­ке, ко­то­рые тре­бу­ют за­трат энер­гии, в ка­че­стве ее ис­точ­ни­ка ис­поль­зу­ют АТФ.

При от­де­ле­нии од­но­го остат­ка фос­фор­ной кис­ло­ты, АТФ пе­ре­хо­дит в АДФ (аде­но­зин­ди­фос­фат). Если от­де­ля­ет­ся ещё один оста­ток фос­фор­ной кис­ло­ты (что слу­ча­ет­ся в осо­бых слу­ча­ях), АДФ пе­ре­хо­дит в АМФ (аде­но­зин­мо­но­фос­фат) (рис. 2).

Рис. 2. Гид­ро­ли­за АТФ и пре­вра­ще­ние её в АДФ

При от­де­ле­нии вто­ро­го и тре­тье­го остат­ков фос­фор­ной кис­ло­ты осво­бож­да­ет­ся боль­шое ко­ли­че­ство энер­гии, до 40 кДж. Имен­но по­это­му связь между этими остат­ка­ми фос­фор­ной кис­ло­ты на­зы­ва­ют мак­ро­эр­ги­че­ской и обо­зна­ча­ют со­от­вет­ствен­ным сим­во­лом.

При гид­ро­ли­зе обыч­ной связи вы­де­ля­ет­ся (или по­гло­ща­ет­ся) неболь­шое ко­ли­че­ство энер­гии, а при гид­ро­ли­зе мак­ро­эр­ги­че­ской связи вы­де­ля­ет­ся на­мно­го боль­ше энер­гии (40 кДж). Связь между ри­бо­зой и пер­вым остат­ком фос­фор­ной кис­ло­ты не яв­ля­ет­ся мак­ро­эр­ги­че­ской, при её гид­ро­ли­зе вы­де­ля­ет­ся всего 14 кДж энер­гии.

Мак­ро­эр­ги­че­ские со­еди­не­ния могут об­ра­зо­вы­вать­ся и на ос­но­ве дру­гих нук­лео­ти­дов, на­при­мер ГТФ (гу­а­но­з­ин­три­фос­фат) ис­поль­зу­ет­ся как ис­точ­ник энер­гии в био­син­те­зе белка, при­ни­ма­ет уча­стие в ре­ак­ци­ях пе­ре­да­чи сиг­на­ла, яв­ля­ет­ся суб­стра­том для син­те­за РНК в про­цес­се тран­скрип­ции, но имен­но АТФ яв­ля­ет­ся наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ным и уни­вер­саль­ным ис­точ­ни­ком энер­гии в клет­ке.

АТФ со­дер­жит­ся как в ци­то­плаз­ме, так и в ядре, ми­то­хон­дри­ях и хло­ро­пла­стах.

Таким об­ра­зом, мы вспом­ни­ли, что такое АТФ, ка­ко­вы её функ­ции, и что такое мак­ро­эр­ги­че­ская связь.

 2. Функции витаминов

Ви­та­ми­ны – био­ло­ги­че­ски ак­тив­ные ор­га­ни­че­ские со­еди­не­ния, ко­то­рые в малых ко­ли­че­ствах необ­хо­ди­мы для по­дер­жа­ния про­цес­сов жиз­не­де­я­тель­но­сти в клет­ке.

Они не яв­ля­ют­ся струк­тур­ны­ми ком­по­нен­та­ми живой ма­те­рии, и не ис­поль­зу­ют­ся в ка­че­стве ис­точ­ни­ка энер­гии.

Боль­шин­ство ви­та­ми­нов не син­те­зи­ру­ют­ся в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка и жи­вот­ных, а по­сту­па­ют в него с пищей, неко­то­рые син­те­зи­ру­ют­ся в неболь­ших ко­ли­че­ствах мик­ро­фло­рой ки­шеч­ни­ка и тка­ня­ми (ви­та­мин D син­те­зи­ру­ет­ся кожей).

По­треб­ность че­ло­ве­ка и жи­вот­ных в ви­та­ми­нах не оди­на­ко­ва и за­ви­сит от таких фак­то­ров как пол, воз­раст, фи­зио­ло­ги­че­ское со­сто­я­ние и усло­вия среды оби­та­ния. Неко­то­рые ви­та­ми­ны нужны не всем жи­вот­ным.

На­при­мер, ас­кор­би­но­вая кис­ло­та, или ви­та­мин С, необ­хо­дим че­ло­ве­ку и дру­гим при­ма­там. Вме­сте с тем, он син­те­зи­ру­ет­ся в ор­га­низ­ме реп­ти­лий (мо­ря­ки брали в пла­ва­ния че­ре­пах, для борь­бы с цин­гой – ави­та­ми­но­зом ви­та­ми­на С).

Ви­та­ми­ны были от­кры­ты в конце XIX века бла­го­да­ря ра­бо­там рус­ских уче­ных Н. И. Лу­ни­на и В. Па­шу­ти­на, ко­то­рые по­ка­за­ли, что для пол­но­цен­но­го пи­та­ния необ­хо­ди­мо не толь­ко на­ли­чие бел­ков, жиров и уг­ле­во­дов, но и ещё ка­ких-то дру­гих, на тот мо­мент неиз­вест­ных, ве­ществ.

В 1912 году поль­ский уче­ный К. Функ (Рис. 3), изу­чая ком­по­нен­ты ше­лу­хи риса, предо­хра­ня­ю­щей от бо­лез­ни Бе­ри-Бе­ри (ави­та­ми­ноз ви­та­ми­на В), пред­по­ло­жил, что в со­став этих ве­ществ обя­за­тель­но долж­ны вхо­дить амин­ные груп­пи­ров­ки. Имен­но он пред­ло­жи­ли на­звать эти ве­ще­ства ви­та­ми­на­ми, то есть ами­на­ми жизни.

В даль­ней­шем было уста­нов­ле­но, что мно­гие из этих ве­ществ ами­но­групп не со­дер­жат, но тер­мин ви­та­ми­ны хо­ро­шо при­жил­ся в языке науки и прак­ти­ки.

По мере от­кры­тия от­дель­ных ви­та­ми­нов, их обо­зна­ча­ли ла­тин­ски­ми бук­ва­ми и на­зы­ва­ли в за­ви­си­мо­сти от вы­пол­ня­е­мых функ­ций. На­при­мер, ви­та­мин Е на­зва­ли то­ко­фе­рол (от др.-греч. τόκος – «де­то­рож­де­ние», и φέρειν – «при­но­сить»).

Рис. 3. Автор тер­ми­на «ви­та­мин»

Се­год­ня ви­та­ми­ны делят по их спо­соб­но­сти рас­тво­рять­ся в воде или в жирах.

К во­до­рас­тво­ри­мым ви­та­ми­нам от­но­сят ви­та­ми­ны HCP, В.

К жи­ро­рас­тво­ри­мым ви­та­ми­нам от­но­сят ADEK(можно за­пом­нить, как слово: кеда).

Как уже было от­ме­че­но, по­треб­ность в ви­та­ми­нах за­ви­сит от воз­рас­та, пола, фи­зио­ло­ги­че­ско­го со­сто­я­ния ор­га­низ­ма и среды оби­та­ния. В мо­ло­дом воз­расте от­ме­че­на явная нужда в ви­та­ми­нах. Ослаб­лен­ный ор­га­низм тоже тре­бу­ет боль­ших доз этих ве­ществ. С воз­рас­том спо­соб­ность усва­и­вать ви­та­ми­ны па­да­ет.

По­треб­ность в ви­та­ми­нах также опре­де­ля­ет­ся спо­соб­но­стью ор­га­низ­ма их ути­ли­зи­ро­вать.

 3. Витамин B1 (тиамин)

В 1912 году поль­ский уче­ный Ка­зи­мир Функ по­лу­чил из ше­лу­хи риса ча­стич­но очи­щен­ный ви­та­мин B1 – ти­а­мин. Ещё 15 лет по­на­до­би­лось для по­лу­че­ния этого ве­ще­ства в кри­стал­ли­че­ском со­сто­я­нии.

Кри­стал­ли­че­ский ви­та­мин B1 бес­цве­тен, об­ла­да­ет горь­ко­ва­тым вку­сом и хо­ро­шо рас­тво­рим в воде. Ти­а­мин най­ден как в рас­ти­тель­ных, так и мик­роб­ных клет­ках. Осо­бен­но много его в зер­но­вых куль­ту­рах и дрож­жах (рис. 4).

Рис. 4. Ти­а­мин в виде таб­ле­ток и в про­дук­тах пи­та­ния

Тер­ми­че­ская об­ра­бот­ка пи­ще­вых про­дук­тов и раз­лич­ные до­бав­ки раз­ру­ша­ют ти­а­мин.

При ави­та­ми­но­зе на­блю­да­ют­ся па­то­ло­гии нерв­ной, сер­деч­но-со­су­ди­стой и пи­ще­ва­ри­тель­ной си­стем. Ави­та­ми­ноз при­во­дит к на­ру­ше­нию вод­но­го об­ме­на и функ­ции кро­ве­тво­ре­ния.

Один из ярких при­ме­ров ави­та­ми­но­за ти­а­ми­на – это раз­ви­тие бо­лез­ни Бе­ри-Бе­ри (рис. 5).

Рис. 5. Че­ло­век, стра­да­ю­щий от ави­та­ми­но­за ти­а­ми­на – бо­лез­ни бе­ри-бе­ри

Ви­та­мин В1 ши­ро­ко при­ме­ня­ет­ся в ме­ди­цин­ской прак­ти­ке для ле­че­ния раз­лич­ных нерв­ных за­бо­ле­ва­ний, сер­деч­но-со­су­ди­стых рас­стройств.

В хле­бо­пе­че­нии ти­а­мин вме­сте с дру­гим ви­та­ми­на­ми – ри­бо­фла­ви­ном и ни­ко­ти­но­вой кис­ло­той ис­поль­зу­ет­ся для ви­та­ми­ни­за­ции хле­бо­бу­лоч­ных из­де­лий.

 4. Витамин Е

В 1922 году Г. Эванс и А. Бишо от­кры­ли жи­ро­рас­тво­ри­мый ви­та­мин, на­зван­ный ими то­ко­фе­ро­лом или ви­та­ми­ном Е (до­слов­но: «спо­соб­ству­ю­щий родам»).

Ви­та­мин Е в чи­стом виде – мас­ля­ни­стая жид­кость. Он ши­ро­ко рас­про­стра­нен в зла­ко­вых куль­ту­рах, на­при­мер в пше­ни­це. Его много в рас­ти­тель­ных, жи­вот­ных жирах (рис. 6).

Рис. 6. То­ко­фе­рол и про­дук­ты, ко­то­рые его со­дер­жат

Много ви­та­ми­на E в мор­ко­ви, в яйцах и мо­ло­ке. Ви­та­мин E яв­ля­ет­ся ан­ти­ок­си­дан­том, то есть за­щи­ща­ет клет­ки от па­то­ло­ги­че­ско­го окис­ле­ния, ко­то­рое при­во­дит их к ста­ре­нию и ги­бе­ли. Он яв­ля­ет­ся «ви­та­ми­ном мо­ло­до­сти». Огром­но зна­че­ние ви­та­ми­на для по­ло­вой си­сте­мы, по­это­му его часто на­зы­ва­ют ви­та­ми­ном раз­мно­же­ния.

Вслед­ствие этого, де­фи­цит ви­та­ми­на Е, в первую оче­редь, при­во­дит к на­ру­ше­нию эм­брио­ге­не­за и ра­бо­ты ре­про­дук­тив­ных ор­га­нов.

Про­из­вод­ство ви­та­ми­на Е ос­но­ва­но на вы­де­ле­нии его из за­ро­ды­шей пше­ни­цы – ме­то­дом спир­то­вой экс­трак­ции и от­гон­ки рас­тво­ри­те­лей при низ­ких тем­пе­ра­ту­рах.

В ме­ди­цин­ской прак­ти­ке ис­поль­зу­ют как при­род­ные, так и син­те­ти­че­ские пре­па­ра­ты – то­ко­фе­ро­ла­аце­тат в рас­ти­тель­ном масле, за­клю­чен­ный в кап­су­лу (зна­ме­ни­тый «рыбий жир»).

Пре­па­ра­ты ви­та­ми­на Е ис­поль­зу­ют­ся как ан­ти­ок­си­дан­ты при об­лу­че­ни­ях и дру­гих па­то­ло­ги­че­ских со­сто­я­ни­ях, свя­зан­ных с по­вы­шен­ным со­дер­жа­ни­ем в ор­га­низ­ме иони­зи­ро­ван­ных ча­стиц и ак­тив­ных форм кис­ло­ро­да.

Кроме того, ви­та­мин Е на­зна­ча­ют бе­ре­мен­ным жен­щи­нам, а также ис­поль­зу­ют в ком­плекс­ной те­ра­пии ле­че­ния бес­пло­дия, при мы­шеч­ной дис­тро­фии и неко­то­рых за­бо­ле­ва­ни­ях пе­че­ни.

 5. Витамин А

Ви­та­мин А (рис. 7) был от­крыт Н. Друм­мон­дом в 1916 году.

Этому от­кры­тию пред­ше­ство­ва­ли на­блю­де­ния за на­ли­чи­ем жи­ро­рас­тво­ри­мо­го фак­то­ра в пище, необ­хо­ди­мо­го для пол­но­цен­но­го раз­ви­тия сель­ско­хо­зяй­ствен­ных жи­вот­ных.

Ви­та­мин А неда­ром за­ни­ма­ет пер­вое место в ви­та­ми­ном ал­фа­ви­те. Он участ­ву­ет прак­ти­че­ски во всех про­цес­сах жиз­не­де­я­тель­но­сти. Этот ви­та­мин необ­хо­дим для вос­ста­нов­ле­ния и со­хра­не­ния хо­ро­ше­го зре­ния.

Он также по­мо­га­ет вы­ра­ба­ты­вать им­му­ни­тет ко мно­гим за­бо­ле­ва­ни­ям, в том числе и про­студ­ным.

Без ви­та­ми­на А невоз­мож­но здо­ро­вое со­сто­я­ние эпи­те­лия кожи. Если у вас «гу­си­ная кожа», ко­то­рая чаще всего по­яв­ля­ет­ся на лок­тях, бед­рах, ко­ле­нях, го­ле­нях, если по­яви­лась су­хость кожи на руках или воз­ни­ка­ют дру­гие по­доб­ные яв­ле­ния, это озна­ча­ет, что вам недо­ста­ет ви­та­ми­на А.

Ви­та­мин А, как и ви­та­мин Е, необ­хо­дим для нор­маль­но­го функ­ци­о­ни­ро­ва­ния по­ло­вых желез (гонад). При ги­по­ви­та­ми­но­зе ви­та­ми­на А от­ме­че­но по­вре­жде­ние ре­про­дук­тив­ной си­сте­мы и ор­га­нов ды­ха­ния.

Одним из спе­ци­фи­че­ских по­след­ствий недо­стат­ка ви­та­ми­на А яв­ля­ет­ся на­ру­ше­ние про­цес­са зре­ния, в част­но­сти сни­же­ние спо­соб­но­сти глаз к тем­но­вой адап­та­ции – ку­ри­ная сле­по­та.

Ави­та­ми­ноз при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию ксе­ро­фталь­мии и раз­ру­ше­нию ро­го­ви­цы. По­след­ний про­цесс необ­ра­тим, и ха­рак­те­ри­зу­ет­ся пол­ной по­те­рей зре­ния.

Ги­перви­та­ми­ноз при­во­дит к вос­па­ле­нию глаз и на­ру­ше­нию во­ло­ся­но­го по­кро­ва, по­те­ри ап­пе­ти­та и пол­но­му ис­то­ще­нию ор­га­низ­ма.

Рис. 7. Ви­та­мин А и про­дук­ты, ко­то­рые его со­дер­жат

Ви­та­ми­ны груп­пы А, в первую оче­редь, со­дер­жат­ся в про­дук­тах жи­вот­но­го про­ис­хож­де­ния: в пе­че­ни, в ры­бьем жире, в масле, в яйцах (рис. 8).

Рис. 8. Со­дер­жа­ние ви­та­ми­на А в про­дук­тах рас­ти­тель­но­го и жи­вот­но­го про­ис­хож­де­ния

В про­дук­тах рас­ти­тель­но­го про­ис­хож­де­ния со­дер­жат­ся ка­ро­ти­но­и­ды, ко­то­рые в ор­га­низ­ме че­ло­ве­ка под дей­стви­ем фер­мен­та ка­ро­ти­на­зы пе­ре­хо­дят в ви­та­мин А.

Таким об­ра­зом, Вы по­зна­ко­ми­лись се­год­ня со струк­ту­рой и функ­ци­я­ми АТФ, а также вспом­ни­ли о зна­че­нии ви­та­ми­нов и вы­яс­ни­ли, как неко­то­рые из них участ­ву­ют в про­цес­сах жиз­не­де­я­тель­но­сти.

 6. Авитаминоз и гиповитаминоз

При недо­ста­точ­ном по­ступ­ле­нии ви­та­ми­нов в ор­га­низм раз­ви­ва­ет­ся пер­вич­ный ави­та­ми­ноз. Раз­ные про­дук­ты со­дер­жат раз­ное ко­ли­че­ство ви­та­ми­нов.

На­при­мер, мор­ковь со­дер­жит много про­ви­та­ми­на А (ка­ро­ти­на), ка­пу­ста со­дер­жит ви­та­мин С и т. д. От­сю­да про­ис­те­ка­ет необ­хо­ди­мость сба­лан­си­ро­ван­ной диеты, вклю­ча­ю­щей в себя раз­но­об­раз­ные про­дук­ты рас­ти­тель­но­го и жи­вот­но­го про­ис­хож­де­ния.

Ави­та­ми­ноз при нор­маль­ных усло­ви­ях пи­та­ния встре­ча­ет­ся очень редко, го­раз­до чаще встре­ча­ют­ся ги­по­ви­та­ми­но­зы, ко­то­рые свя­за­ны с недо­ста­точ­ным по­ступ­ле­ни­ем с пищей ви­та­ми­нов.

Ги­по­ви­та­ми­ноз может воз­ни­кать не толь­ко в ре­зуль­та­те несба­лан­си­ро­ван­но­го пи­та­ния, но и как след­ствие раз­лич­ных па­то­ло­гий со сто­ро­ны же­лу­доч­но-ки­шеч­но­го трак­та или пе­че­ни, или в ре­зуль­та­те раз­лич­ных эн­до­крин­ных или ин­фек­ци­он­ных за­бо­ле­ва­ний, ко­то­рые при­во­дят к на­ру­ше­нию вса­сы­ва­ния ви­та­ми­нов в ор­га­низ­ме.

Неко­то­рые ви­та­ми­ны вы­ра­ба­ты­ва­ют­ся ки­шеч­ной мик­ро­фло­рой (мик­ро­био­той ки­шеч­ни­ка). По­дав­ле­ние био­син­те­ти­че­ских про­цес­сов в ре­зуль­та­те дей­ствия ан­ти­био­ти­ков может также при­ве­сти к раз­ви­тию ги­по­ви­та­ми­но­за, как след­ствия дис­бак­те­ри­о­за.

Чрез­мер­ное упо­треб­ле­ние пи­ще­вых ви­та­мин­ных до­ба­вок, а также ле­кар­ствен­ных средств, со­дер­жа­щих ви­та­ми­ны, при­во­дит к воз­ник­но­ве­нию па­то­ло­ги­че­ско­го со­сто­я­ния – ги­перви­та­ми­но­за. Осо­бен­но это ха­рак­тер­но для жи­ро­рас­тво­ри­мых ви­та­ми­нов, таких как ADEK.

источник конспекта – http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/bosnovy-citologii-b/stroenie-i-funktsii-atf?seconds=0&chapter_id=98

источник видео – http://www..com/watch?v=XLwiY5dkoY8

источник виедо – http://www..com/watch?v=aExflgKux3o

источник видео – http://www..com/watch?v=RaWqk7FSPpE

источник видео – http://www..com/watch?v=Wx-t6t01PuQ

источник видео – http://www..com/watch?v=YX3631pv1Wk

источник видео – http://www..com/watch?v=SIKsIW2HVyY

источник видео – http://www..com/watch?v=BeSyX2QU6x4

источник видео – http://www..com/watch?v=j1Zq5HFKXCE

источник презентации – http://www.myshared.ru/slide/download/

Источник: https://www.kursoteka.ru/course/3628/lesson/12230/unit/30157

Синтез АТФ – структура, функции и пути образования аденозинтрифосфорной кислоты

Атф в клетке выполняет функцию

Синтез АТФ – процесс, направленный на поддержание жизнедеятельности клетки, сопровождаемый образованием энергии. Образование АТФ происходит на внутренней мембране митохондрий, которые являются энергетическим аккумулятором клетки.

Расшифровка АТФ

Аденозинтрифосфорная кислота или АТФ – необходимое условие для существования 9 из 10 клеток с аэробным дыханием. Получение энергии происходит при фосфорилировании, присоединении остатка фосфорной кислоты. На одну молекулу АТФ приходится около 7,3 килокалории энергии.

Какие соединения входят в состав АТФ

Строение АТФ и биологическая роль тесно связаны. В состав АТФ входят аденозин, три остатка фосфорной кислоты. Связи, существующие между аминокислотой и фосфатом, подвергаются гидролизу в присутствии воды, в результате образуется АДФ (аденозиндифосфат), фосфорная кислота. Этот процесс происходит с высвобождением энергии.

Энергообразование происходит за счет разрыва макроэргических связей АТФ (обозначаемых в формуле знаком тильда). Сам аденозин состоит из аденина – пуринового нуклеотида и рибозы. Первая участвует в синтезе ДНК, вторая – составляющая структуры РНК.

Образование энергии

Макроэргическая связь заключена между общими электронами остатков фосфорной кислоты (что и удерживает их вместе). Кислород и фосфор образуют общую электронную пару – высокоэнергетическую. Поэтому при отщеплении снижается энергия электронов: отщепляется фосфат и выделяется ее избыточное количество.

Процесс переноса электронов осуществляется посредством дыхательной цепи. Основную роль здесь играет восстановленный НАДН (Никотинамидадениндинуклеотид). Данное вещество окисляется, отдавая водород. Также на дыхательной цепи синтезируется АТФ. Фосфорилирование происходит на внутренней стороне мембраны митохондрии при помощи АТФ-синтазы.

Последняя выступает переносчиком ионов водорода, что необходимо в связи с существованием градиента на внутренней и внешней мембранах. Перенос водорода через мембрану – хемиосмос, ведет к возникновению связи между АДФ и остатком фосфорной кислоты, иначе говоря, к окислительному фосфорилированию.

Пути синтеза АТФ и его роль

Образование АТФ возможно в ходе гликолиза, цикла трикарбоновых кислот или цикла Кребса. Такие процессы носят название субстратного фосфорилирования.

В ходе первого получают четыре молекулы АТФ, две молекулы пирувата или пировиноградной кислоты из глюкозы. Это бескислородное расщепление.

На обеспечение данного процесса затрачивается 2 АТФ, протекает он в цитоплазме или цитозоле. Цикл лимонной кислоты происходит на кристах (складки внутренней оболочки) митохондрий в ходе окисления пирувата.

При этом происходит отщепление одного атома углерода с образованием ацетилкоэнзима А и восстановление НАДН. 

Далее синтезируется лимонная кислота при участии щавелевоуксусной кислоты. Цитрат превращается в цис-аконитат, который переходит в изоцитрат. К последнему присоединяется окисленный НАДН, который восстанавливается.

Отщепление водорода приводит к синтезу кетоглутарата, с ним снова соединяется окисленный НАДН и ацетилкоэнзим А. На этой стадии синтезируется сукцинил-коэнзим А, к которому присоединяется ГДФ (гуанозиндифосфат).

Данная молекула восстанавливается в ГТФ (гуанозинтрифосфат) плюс образуется сукцинат. Он превращается в фумарат, затем малат. В этой реакции синтезируется оксалоацетат и восстановленный НАДН.

Так, цикл Кребса возвращается к цитрату. На каждый цикл затрачиваются 2 молекулы АТФ, синтезируется 6 НАДН в цикле и 4 на подготовительных этапах.

Последняя энергетически приравнивается к трем молекулам АТФ.

В синтезе цитрата задействованы также два ФАДН2 (флавинадениндинуклеотид), на каждую приходится по две АТФ. Таким образом, синтезируемое количество АТФ соответствует 38 молекулам с позиций биологии и биохимии. Однако следует помнить, что это теоретическое число, необходимое для дыхания клетки. Все реакции цикла Кребса катализируются ферментами.

роль – поддержание клеточного дыхания, направленного на рост клетки, синтез новых веществ.

Функции АТФ

Важнейшая функция – участие в энергетическом обмене. Энергия, выделяемая в ходе данных превращений, вновь идет на синтез АТФ. При этом 40% рассеивается в виде тепла. 

Поскольку для поддержания любых процессов жизнедеятельности необходимы энергозатраты АТФ – аккумулятор клетки, универсальный источник запасов энергии. Гликолиз активно протекает при физической нагрузке, в мышцах. Субстратное фосфорилирование также осуществляется из креатинфосфата других органических веществ.

Важно подчеркнуть, что цикл Кребса протекает при расщеплении как углеводов, так и белков и жиров.

Если в качестве «топлива» клетка использует не углевод, гликолиз не протекает (отсюда не происходит затрата двух молекул АТФ с образованием четырех).

Но цикл трикарбоновых кислот протекает одинаково, так как главную роль там играет ацетил-коэнзим А. При кислородном голодании клетка перестраивается на гликолитический путь.

Ваше здоровье
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: