Innhold
- ATP molekylstruktur
- Å snu ATP til energi
- Hvordan respirasjon fungerer
- ATP under glykolyse
- ATP under Krebs-syklusen
- ATP under Cytochrome system
Det lille molekylet ATP, som står for adenosintrifosfat, er den viktigste energibæreren for alle levende ting. Hos mennesker er ATP en biokjemisk måte å lagre og bruke energi på hver eneste celle i kroppen. ATP-energi er også den primære energikilden for andre dyr og planter.
ATP molekylstruktur
ATP består av den nitrogenholdige basen adenin, den fem-karbon sukker ribose og tre fosfatgrupper: alfa, beta og gamma. Bindingene mellom beta- og gammafosfater er spesielt høye i energi. Når disse bindingene brytes, frigjør de nok energi til å utløse en rekke cellulære responser og mekanismer.
Å snu ATP til energi
Hver gang en celle trenger energi, bryter den beta-gamma fosfatbindingen for å lage adenosindifosfat (ADP) og et fritt fosfatmolekyl. En celle lagrer overflødig energi ved å kombinere ADP og fosfat for å lage ATP. Celler får energi i form av ATP gjennom en prosess som kalles respirasjon, en serie kjemiske reaksjoner som oksiderer seks-karbon glukose for å danne karbondioksid.
Hvordan respirasjon fungerer
Det er to typer respirasjon: aerob respirasjon og anaerob respirasjon. Aerob respirasjon foregår med oksygen og produserer store mengder energi, mens anaerob respirasjon ikke bruker oksygen og produserer små mengder energi.
Oksidering av glukose under aerob respirasjon frigjør energi, som deretter brukes til å syntetisere ATP fra ADP og uorganisk fosfat (Pi). Fett og proteiner kan også brukes i stedet for seks-karbon glukose under respirasjon.
Aerob respirasjon finner sted i mitokondriene i en celle og forekommer over tre stadier: glykolyse, Krebs-syklusen og cytokrom-systemet.
ATP under glykolyse
Under glykolyse, som skjer i cytoplasma, brytes seks-karbon glukose ned i to tre-karbon pyruvinsyreenheter. Hydrogenene som fjernes, går sammen med hydrogendrageren NAD for å lage NADH2. Dette resulterer i en netto gevinst på 2 ATP. Pyruvinsyren kommer inn i matrisen til mitokondrion og går gjennom oksidasjon, mister et karbondioksyd og skaper et to-karbon molekyl kalt acetyl CoA. Hydrogenene som er blitt tatt med seg NAD for å lage NADH2.
ATP under Krebs-syklusen
Krebs-syklusen, også kjent som sitronsyresyklusen, produserer høyeenergi-molekyler av NADH og flavinadenininukleotid (FADH2), pluss litt ATP. Når acetyl CoA går inn i Krebs-syklusen, kombineres det med en firkarbon-syre kalt oksaloeddiksyre for å gjøre seks-karbon-syren kalt sitronsyre. Enzymer forårsaker en serie kjemiske reaksjoner, som omdanner sitronsyren og frigjør høyenergi-elektroner til NAD. I en av reaksjonene frigjøres nok energi til å syntetisere et ATP-molekyl. For hvert glukosemolekyl er det to pyruvinsyremolekyler som kommer inn i systemet, noe som betyr at to ATP-molekyler dannes.
ATP under Cytochrome system
Cytokrom-systemet, også kjent som hydrogendrager-systemet eller elektronoverføringskjeden, er den delen av den aerobe respirasjonsprosessen som gir mest ATP. Elektrontransportkjeden er dannet av proteiner på mitokondrias indre membran. NADHs hydrogenioner og elektroner inn i kjeden. Elektronene gir energi til proteinene i membranen, som deretter brukes til å pumpe hydrogenioner over membranen. Denne strømmen av ioner syntetiserer ATP.
Til sammen lages 38 ATP-molekyler fra ett glukosemolekyl.