ATP: Kroppens Primære Energikilde & Cellulære Processer

ATP, forkortelse for adenosintrifosfat, er den standardmolekyle for cellulær energi i den menneskelige krop. Al bevægelse og metaboliske processer i kroppen starter med energi, der frigives fra ATP, da dets fosfatbindinger brydes i celler gennem en proces kaldet hydrolys. En gang ATP er brugt, genvindes det gennem cellulær respiration, hvor det vinder de nødvendige fosfationer for at gemme energi igen.

Energikilde

ATP-makromolekyler henvises til som den primære "energi-valuta i cellen" og overfører potentiel energi på cellulært niveau gennem kemiske bindinger. Alle metaboliske processer, der forekommer på cellulært niveau, drives af ATP. Når ATP frigiver en eller to fosfationer, frigives energi, da de kemiske bindinger mellem fosfationerne brydes. Ifølge TrueOrigin bruger et almindeligt menneske med en 2.500 kalorie kost næsten 400 pund ATP dagligt. Som energikilde er ATP ansvarlig for at transportere stoffer over cellemembraner og udføre det mekaniske arbejde af muskler, der sammentrækker og udvider, herunder hjertemuskelen.

Muskelbevægelse

En af de mange anvendelser af ATP er den fysiske bevægelse af muskler. Under muskulær kontraktion hæfter myosin-hoveder til bindingssteder på aktin-myofilamenter gennem brug af en ADP (adenosindifosfat) krydsbro, hvor det ekstra fosfat-ion fra ATP frigives. ADP forskellig fra ATP ved at den mangler det tredje fosfat-ion, der giver ATP sine energi-frigivende egenskaber. Energi gemt fra frigivelsen af fosfatet tillader myosin at bevæge sin hode, som i øjeblikket er bundet til, og dermed bevæger sig med aktin. ATP binder til myosin-hovedet efter muskelkontraktionen er fuldført og omdannes til ADP (adenosindifosfat) med et ekstra fosfat-ion.

DNA og RNA Syntese

Når celler deler og gennemgår processen cytokinese, bruges ATP til at øge størrelsen og energiinholdet af den nye dattercelle. ATP bruges til at udløse DNA-syntese, hvor dattercellen modtager en komplet kopi af DNA fra modercellen. ATP er en nøglekomponent i DNA- og RNA-synteseprocessen som en af de nøglebyggeklodser, der bruges af RNA-polymerase til at danne RNA-molekyler. En anden form for ATP omdannes til en deoxyribonukleotid, kendt som dATP, så den kan indgå i DNA-molekyler til DNA-syntese.

Tænd/Sluk Kontakt

Ved at binde til visse dele af proteinmolekyler kan ATP fungere som en tænd/sluk-kontakt for andre intracellulære kemiske reaktioner og styre beskeder, der sendes mellem forskellige makromolekyler inden for cellen. Gennem bindingsprocessen får ATP en anden del af proteinmolekylet til at ændre sin arrangement, hvilket gør molekylet inaktivt. Når ATP frigiver sin binding fra molekylet, reaktiverer det proteinmolekylet. Denne proces med at tilføje eller fjerne et fosfor fra et proteinmolekyle kaldes fosforylering. Et eksempel på ATP brugt i intracellulær signalering er frigivelsen af calcium til cellulære processer i hjernen.