Qual è la struttura e le funzioni di atp. Cos'è l'ATP in biologia? Significato biologico dell'ATP

ATP e altri composti cellulari(vitamine)

Un ruolo particolarmente importante nella bioenergetica della cellula è svolto dall'adenil nucleotide, al quale sono attaccati due residui di acido fosforico. Questa sostanza si chiama acido adenosina trifosforico(ATP).

L'energia è immagazzinata nei legami chimici tra i residui di acido fosforico della molecola di ATP, che viene rilasciata quando viene scisso il fosfato organico: ATP = ADP + P + E, dove P è l'enzima, E è l'energia rilasciata. In questa reazione si forma acido adenosina difosforico (ADP), il resto della molecola di ATP e fosfato organico.

Tutte le cellule utilizzano l'energia ATP per i processi di biosintesi, movimento, produzione di calore, impulsi nervosi, si illumina (ad esempio, nei batteri luminescenti), ad es. per tutti i processi vitali.

L'ATP è un accumulatore universale di energia biologica sintetizzato nei mitocondri (organelli intracellulari).

I mitocondri svolgono quindi il ruolo di “stazione energetica” nella cellula. Il principio della formazione dell'ATP nei cloroplasti delle cellule vegetali è generalmente lo stesso: l'uso di un gradiente protonico e la conversione dell'energia del gradiente elettrochimico nell'energia dei legami chimici.

L'energia luminosa del Sole e l'energia contenuta nel cibo consumato sono immagazzinate nelle molecole di ATP. La fornitura di ATP nella cellula è piccola. Quindi, la riserva di ATP nel muscolo è sufficiente per 20-30 contrazioni. Con un lavoro intenso, ma a breve termine, i muscoli funzionano esclusivamente a causa della scomposizione dell'ATP in essi contenuto. Dopo aver terminato il lavoro, una persona respira pesantemente: durante questo periodo i carboidrati e altre sostanze vengono scomposti (l'energia viene accumulata) e la fornitura di ATP nelle cellule viene ripristinata dai protoni. I protoni passano attraverso questo canale sotto la forza motrice di un gradiente elettrochimico. L'energia di questo processo viene utilizzata da un enzima contenuto negli stessi complessi proteici e capace di legare un gruppo fosfato all'adenosina difosfato (ADP), che porta alla sintesi di ATP.

Vitamine: Vita - vita.

Vitamine - sostanze biologicamente attive sintetizzate nel corpo o fornite con il cibo, che in piccole quantità sono necessarie per il normale metabolismo e le funzioni vitali del corpo.

Nel 1911 Il chimico polacco K. Funk isolò dalla crusca di riso una sostanza che curò la paralisi dei piccioni che mangiavano solo riso brillato. L'analisi chimica di questa sostanza ha mostrato che contiene azoto.

Funk chiamò la sostanza che scoprì una vitamina (dalle parole "vita" - vita e "ammina" - contenente azoto.

Ruolo biologico delle vitamine risiede nel loro effetto regolare sul metabolismo. Le vitamine hanno catalitico proprietà, cioè la capacità di stimolare le reazioni chimiche che si verificano nel corpo e anche di partecipare attivamente alla formazione e alla funzione degli enzimi. Vitamine influenzano l’assorbimento nutrienti nel corpo, contribuiscono a crescita normale cellule e lo sviluppo dell’intero organismo. Come parte integrante degli enzimi, le vitamine determinano la loro normale funzione e attività. Pertanto, la mancanza di vitamine nel corpo porta all'interruzione dei processi metabolici.

Gruppi di vitamine:

FABBISOGNO GIORNALIERO DI VITAMINE

C - acido ascorbico: 70 - 100 mg.

B - tiamina: 1,5 - 2,6 mg.

B - riboflavina: 1,8 - 3 mg.

A - retinolo: 1,5 mg.

D - calciferolo: per bambini e adulti 100 UI,

fino a 3 anni 400 UI.

E - tocoferolo: 15 - 20 mg.

La figura mostra due metodi Immagini della struttura dell'ATP. L'adenosina monofosfato (AMP), l'adenosina difosfato (ADP) e l'adenosina trifosfato (ATP) appartengono a una classe di composti chiamati nucleotidi. La molecola nucleotidica è costituita da uno zucchero a cinque atomi di carbonio, una base azotata e acido fosforico. Nella molecola AMP, lo zucchero è rappresentato dal ribosio e la base è l'adenina. Ci sono due gruppi fosfato nella molecola di ADP e tre nella molecola di ATP.

Valore dell'ATP

Quando l'ATP viene scomposto in ADP e viene rilasciata energia di fosfato inorganico (Pn):

La reazione avviene con l'assorbimento di acqua, cioè rappresenta l'idrolisi (nel nostro articolo abbiamo incontrato molte volte questo tipo molto comune di reazioni biochimiche). Il terzo gruppo fosfato separato dall'ATP rimane nella cellula sotto forma di fosfato inorganico (Pn). La resa di energia libera per questa reazione è 30,6 kJ per 1 mole di ATP.

Dall'ADF e fosfato, l'ATP può essere nuovamente sintetizzato, ma ciò richiede la spesa di 30,6 kJ di energia per 1 mole di ATP appena formato.

In questa reazione, chiamata reazione di condensazione, viene rilasciata acqua. L'aggiunta di fosfato all'ADP è chiamata reazione di fosforilazione. Entrambe le equazioni sopra possono essere combinate:

Questa reazione reversibile è catalizzata da un enzima chiamato ATPasi.

Tutte le cellule, come già accennato, hanno bisogno di energia per svolgere il loro lavoro, e per tutte le cellule di qualsiasi organismo la fonte di questa energia è funge da ATP. Pertanto, l’ATP è chiamato il “vettore energetico universale” o “valuta energetica” delle cellule. Un’analogia appropriata sono le batterie elettriche. Ricorda perché non li usiamo. Con il loro aiuto, in un caso possiamo ricevere la luce, in un altro il suono, a volte il movimento meccanico, a volte abbiamo bisogno da loro di vera e propria energia elettrica. La comodità delle batterie è che possiamo utilizzare la stessa fonte di energia – una batteria – per una varietà di scopi, a seconda di dove la posizioniamo. L'ATP svolge lo stesso ruolo nelle cellule. Fornisce energia per processi diversi come la contrazione muscolare, la trasmissione degli impulsi nervosi, il trasporto attivo di sostanze o la sintesi proteica e tutti gli altri tipi di attività cellulare. Per fare ciò è sufficiente “collegarlo” alla parte corrispondente dell’apparato cellulare.

L'analogia può essere continuata. Le batterie devono prima essere prodotte e alcune di esse (quelle ricaricabili), proprio come , possono essere ricaricate. Quando le batterie vengono prodotte in una fabbrica, una certa quantità di energia deve essere immagazzinata al loro interno (e quindi consumata dalla fabbrica). Anche la sintesi dell'ATP richiede energia; la sua fonte è l'ossidazione delle sostanze organiche durante la respirazione. Poiché l'energia viene rilasciata durante l'ossidazione per fosforilare l'ADP, tale fosforilazione è chiamata fosforilazione ossidativa. Durante la fotosintesi, l'ATP viene prodotto dall'energia luminosa. Questo processo è chiamato fotofosforilazione (vedi Sezione 7.6.2). Nella cellula ci sono anche “fabbriche” che producono la maggior parte dell’ATP. Questi sono i mitocondri; contengono “catene di montaggio” chimiche sulle quali si forma ATP nel processo di respirazione aerobica. Infine, anche le “batterie” scariche vengono ricaricate nella cellula: dopo che l'ATP, dopo aver rilasciato l'energia in esso contenuta, viene convertito in ADP e Fn, può essere rapidamente sintetizzato nuovamente da ADP e Fn grazie all'energia ricevuta nel processo della respirazione dall'ossidazione di nuove porzioni di materia organica.

Importo ATP nella cella in un dato momento è molto piccolo. Pertanto, nell'ATF si dovrebbe vedere solo il portatore di energia e non il suo deposito. Sostanze come i grassi o il glicogeno vengono utilizzate per l'immagazzinamento di energia a lungo termine. Le cellule sono molto sensibili ai livelli di ATP. All’aumentare della velocità del suo utilizzo, aumenta anche la velocità del processo respiratorio che mantiene questo livello.

Ruolo dell'ATP come anello di congiunzione tra la respirazione cellulare e i processi che comportano il consumo di energia, è visibile dalla figura. Questo diagramma sembra semplice, ma illustra uno schema molto importante.

Si può quindi dire che, in generale, la funzione della respirazione è quella di produrre ATP.

Riassumiamo brevemente quanto detto sopra.
1. La sintesi dell'ATP da ADP e fosfato inorganico richiede 30,6 kJ di energia per 1 mole di ATP.
2. L'ATP è presente in tutte le cellule viventi ed è quindi un vettore universale di energia. Non vengono utilizzati altri vettori energetici. Ciò semplifica la questione: l'apparato cellulare necessario può essere più semplice e funzionare in modo più efficiente ed economico.
3. L'ATP fornisce facilmente energia a qualsiasi parte della cellula a qualsiasi processo che richieda energia.
4. L'ATP rilascia rapidamente energia. Ciò richiede solo una reazione: l'idrolisi.
5. La velocità di produzione di ATP dall'ADP e dal fosfato inorganico (velocità del processo respiratorio) può essere facilmente regolata in base alle esigenze.
6. L'ATP viene sintetizzato durante la respirazione grazie all'energia chimica rilasciata durante l'ossidazione di sostanze organiche come il glucosio e durante la fotosintesi grazie all'energia solare. La formazione di ATP da ADP e fosfato inorganico è chiamata reazione di fosforilazione. Se l'energia per la fosforilazione è fornita dall'ossidazione, allora si parla di fosforilazione ossidativa (questo processo avviene durante la respirazione), ma se per la fosforilazione viene utilizzata l'energia luminosa, il processo si chiama fotofosforilazione (questo avviene durante la fotosintesi).

ATP è l'abbreviazione di acido adenosina trifosforico. Puoi anche trovare il nome Adenosina trifosfato. Questo è un nucleoide che svolge un ruolo enorme nello scambio di energia nel corpo. L'acido adenosina tri-fosforico è una fonte universale di energia coinvolta in tutti i processi biochimici del corpo. Questa molecola fu scoperta nel 1929 dallo scienziato Karl Lohmann. E il suo significato fu confermato da Fritz Lipmann nel 1941.

Struttura e formula dell'ATP

Se parliamo di ATP in modo più dettagliato, quindi questa è una molecola che fornisce energia a tutti i processi che avvengono nel corpo, inclusa l'energia per il movimento. Quando la molecola di ATP viene scomposta, la fibra muscolare si contrae, determinando il rilascio di energia che consente la contrazione. L'adenosina trifosfato è sintetizzata dall'inosina in un organismo vivente.

Per fornire energia al corpo, l'adenosina trifosfato deve attraversare diverse fasi. Innanzitutto, uno dei fosfati viene separato utilizzando uno speciale coenzima. Ogni fosfato fornisce dieci calorie. Il processo produce energia e produce ADP (adenosina difosfato).

Se il corpo ha bisogno di più energia per funzionare, quindi viene separato un altro fosfato. Quindi si forma l'AMP (adenosina monofosfato). La fonte principale per la produzione di adenosina trifosfato è il glucosio nella cellula che viene scomposto in piruvato e citosol. L'adenosina trifosfato energizza le fibre lunghe che contengono la proteina miosina. È ciò che forma le cellule muscolari.

Nei momenti in cui il corpo riposa, la catena va nella direzione opposta, cioè si forma l'acido adenosina trifosforico. Ancora una volta, il glucosio viene utilizzato per questi scopi. Le molecole di adenosina trifosfato create verranno riutilizzate non appena necessario. Quando l’energia non è necessaria, viene immagazzinata nel corpo e rilasciata non appena serve.

La molecola di ATP è costituita da diversi, o meglio, tre componenti:

1. Il ribosio è uno zucchero a cinque atomi di carbonio che costituisce la base del DNA.
2. L'adenina è la combinazione di atomi di azoto e carbonio.
3. Trifosfato.

Al centro della molecola di adenosina trifosfato c'è una molecola di ribosio e il suo bordo è quello principale dell'adenosina. Dall'altro lato del ribosio c'è una catena di tre fosfati.

Sistemi ATP

Allo stesso tempo, è necessario comprendere che le riserve di ATP saranno sufficienti solo per i primi due o tre secondi di attività fisica, dopodiché il suo livello diminuirà. Ma allo stesso tempo, il lavoro muscolare può essere svolto solo con l'aiuto dell'ATP. Grazie a speciali sistemi nel corpo, nuove molecole di ATP vengono costantemente sintetizzate. L'inclusione di nuove molecole avviene a seconda della durata del carico.

Le molecole di ATP sintetizzano tre principali sistemi biochimici:

1. Sistema fosfageno (creatina fosfato).
2. Sistema del glicogeno e dell'acido lattico.
3. Respirazione aerobica.

Consideriamo ciascuno di essi separatamente.

Sistema del fosfageno- se i muscoli lavorano per un breve periodo, ma in modo estremamente intenso (circa 10 secondi), verrà utilizzato il sistema fosfageno. In questo caso, l'ADP si lega alla creatina fosfato. Grazie a questo sistema, una piccola quantità di adenosina trifosfato circola costantemente nelle cellule muscolari. Poiché anche le cellule muscolari contengono creatina fosfato, questa viene utilizzata per ripristinare i livelli di ATP dopo un breve lavoro ad alta intensità. Ma entro dieci secondi il livello di creatina fosfato inizia a diminuire: questa energia è sufficiente per una breve gara o un intenso allenamento di forza nel bodybuilding.

Glicogeno e acido lattico- fornisce energia al corpo più lentamente rispetto al precedente. Sintetizza l'ATP, che può essere sufficiente per un minuto e mezzo di lavoro intenso. Durante il processo, il glucosio nelle cellule muscolari viene trasformato in acido lattico attraverso il metabolismo anaerobico.

Poiché nello stato anaerobico l'ossigeno non viene utilizzato dal corpo, questo sistema fornisce energia allo stesso modo del sistema aerobico, ma si risparmia tempo. Nella modalità anaerobica, i muscoli si contraggono in modo estremamente potente e rapido. Un sistema del genere può consentirti di eseguire uno sprint di quattrocento metri o un allenamento più intenso in palestra. Ma lavorare in questo modo per lungo tempo non permetterà l'indolenzimento muscolare, che appare a causa di un eccesso di acido lattico.

Respirazione aerobica- questo sistema si attiva se l'allenamento dura più di due minuti. Quindi i muscoli iniziano a ricevere l'adenosina trifosfato da carboidrati, grassi e proteine. In questo caso, l'ATP viene sintetizzato lentamente, ma l'energia dura a lungo: l'attività fisica può durare diverse ore. Ciò accade perché il glucosio viene decomposto senza ostacoli, non ha alcuna reazione dall'esterno, poiché l'acido lattico interferisce con il processo anaerobico.

Il ruolo dell'ATP nel corpo

Dalla descrizione precedente è chiaro che il ruolo principale dell'adenosina trifosfato nel corpo è quello di fornire energia per tutti i numerosi processi e reazioni biochimici nel corpo. La maggior parte dei processi che consumano energia negli esseri viventi avviene grazie all’ATP.

Ma oltre a questa funzione principale, l’adenosina trifosfato ne svolge anche altre:

Il ruolo dell'ATP nel corpo umano e nella vitaè ben noto non solo agli scienziati, ma anche a molti atleti e bodybuilder, poiché la sua comprensione aiuta a rendere l'allenamento più efficace e a calcolare correttamente i carichi. Per le persone che praticano allenamenti di forza in palestra, sprint e altri sport, è molto importante capire quali esercizi devono essere eseguiti prima o poi. Grazie a questo, puoi formare la struttura corporea desiderata, allenare la struttura muscolare, ridurre il peso in eccesso e ottenere altri risultati desiderati.

Ci sono circa 70 trilioni di cellule nel corpo umano. Per una crescita sana, ognuno di loro ha bisogno di aiutanti: le vitamine. Le molecole delle vitamine sono piccole, ma la loro carenza è sempre evidente. Se è difficile adattarsi al buio, hai bisogno delle vitamine A e B2, appare la forfora - non c'è abbastanza B12, B6, P, i lividi non guariscono a lungo - carenza di vitamina C. In questa lezione imparerai come e dove all'interno della cellula è strategico l'apporto di vitamine, come le vitamine attivano il corpo e anche conoscere l'ATP, la principale fonte di energia nella cellula.

Argomento: Nozioni di base di citologia

Lezione: Struttura e funzioni dell'ATP

Come ricordi, acidi nucleicisono costituiti da nucleotidi. Si è scoperto che nella cellula i nucleotidi possono trovarsi in uno stato legato o in uno stato libero. Allo stato libero svolgono una serie di funzioni importanti per la vita del corpo.

A tale libertà nucleotidi si applica Molecola di ATP O acido adenosina trifosforico(adenosina trifosfato). Come tutti i nucleotidi, l'ATP è composto da uno zucchero a cinque atomi di carbonio: ribosio, base azotata - adenina e, a differenza dei nucleotidi del DNA e dell'RNA, tre residui di acido fosforico(Fig. 1).

Riso. 1. Tre rappresentazioni schematiche dell'ATP

Il più importante Funzione ATPè che è un custode e un vettore universale energia in una gabbia.

Tutte le reazioni biochimiche in una cellula che richiedono energia utilizzano l'ATP come fonte.

Quando un residuo di acido fosforico viene separato, ATP entra ADF (adenosina difosfato). Se si separa un altro residuo di acido fosforico (cosa che avviene in casi particolari), ADF entra AMF(adenosina monofosfato) (Fig. 2).

Riso. 2. Idrolisi dell'ATP e sua conversione in ADP

Quando il secondo e il terzo residuo dell'acido fosforico vengono separati, viene rilasciata una grande quantità di energia, fino a 40 kJ. Ecco perché il legame tra questi residui di acido fosforico è chiamato ad alta energia ed è contrassegnato dal simbolo corrispondente.

Quando un legame regolare viene idrolizzato, viene rilasciata (o assorbita) una piccola quantità di energia, ma quando viene idrolizzato un legame ad alta energia, viene rilasciata molta più energia (40 kJ). Il legame tra ribosio e il primo residuo di acido fosforico non è ad alta energia; la sua idrolisi libera solo 14 kJ di energia;

I composti ad alta energia possono essere formati, ad esempio, anche sulla base di altri nucleotidi GTF(guanosina trifosfato) è utilizzato come fonte di energia nella biosintesi delle proteine, prende parte alle reazioni di trasduzione del segnale ed è un substrato per la sintesi dell'RNA durante la trascrizione, ma l'ATP è la fonte di energia più comune e universale nella cellula.

ATP contenuto come nel citoplasma, COSÌ nel nucleo, nei mitocondri e nei cloroplasti.

Pertanto, abbiamo ricordato cos'è l'ATP, quali sono le sue funzioni e cos'è un legame macroergico.

Vitamine: biologicamente attive composti organici, che in piccole quantità sono necessarie per mantenere i processi vitali nella cellula.

Non sono componenti strutturali della materia vivente e non vengono utilizzati come fonte di energia.

La maggior parte delle vitamine non viene sintetizzata nel corpo dell'uomo e degli animali, ma vi entra con il cibo, alcune vengono sintetizzate in piccole quantità dalla microflora e dai tessuti intestinali (la vitamina D è sintetizzata dalla pelle);

Il fabbisogno di vitamine da parte dell'uomo e degli animali non è lo stesso e dipende da fattori quali sesso, età, stato fisiologico e condizioni ambientali. Non tutti gli animali hanno bisogno di alcune vitamine.

Ad esempio, l’acido ascorbico, o vitamina C, è essenziale per l’uomo e gli altri primati. Allo stesso tempo, è sintetizzato nel corpo dei rettili (i marinai portavano le tartarughe in viaggio per combattere lo scorbuto - carenza di vitamina C).

Le vitamine furono scoperte alla fine del XIX secolo grazie al lavoro di scienziati russi N. I. Lunina E V.Pashutina, che ha dimostrato che per una corretta alimentazione è necessaria non solo la presenza di proteine, grassi e carboidrati, ma anche altre sostanze allora sconosciute.

Nel 1912, uno scienziato polacco K. Funk(Fig. 3), studiando i componenti della lolla di riso, che protegge dalla malattia di Beri-Beri (carenza vitaminica della vitamina B), ha suggerito che la composizione di queste sostanze deve necessariamente includere gruppi amminici. Fu lui a proporre di chiamare queste sostanze vitamine, cioè le ammine della vita.

Successivamente si è scoperto che molte di queste sostanze non contengono gruppi amminici, ma il termine vitamine ha preso piede bene nel linguaggio della scienza e della pratica.

Quando furono scoperte le singole vitamine, furono designate con lettere latine e denominate a seconda delle funzioni che svolgevano. Ad esempio, la vitamina E era chiamata tocoferolo (dal greco antico τόκος - "parto" e φέρειν - "portare").

Oggi le vitamine sono suddivise in base alla loro capacità di dissolversi nell'acqua o nei grassi.

Alle vitamine idrosolubili includere vitamine H, C, P, IN.

Alle vitamine liposolubili includere UN, D, E, K(può essere ricordato come la parola: scarpa da ginnastica) .

Come già notato, il fabbisogno di vitamine dipende dall'età, dal sesso, dallo stato fisiologico del corpo e dall'ambiente. In giovane età, c'è un chiaro bisogno di vitamine. Anche un corpo indebolito necessita di grandi dosi di queste sostanze. Con l'età, la capacità di assorbire le vitamine diminuisce.

Il fabbisogno di vitamine è determinato anche dalla capacità dell’organismo di utilizzarle.

Nel 1912, uno scienziato polacco Kazimir Funk ha ottenuto la vitamina B1 parzialmente purificata - tiamina - dalle bucce di riso. Ci sono voluti altri 15 anni per ottenere questa sostanza allo stato cristallino.

La vitamina cristallina B1 è incolore, ha un sapore amaro ed è altamente solubile in acqua. La tiamina si trova sia nelle cellule vegetali che in quelle microbiche. È particolarmente abbondante nei cereali e nel lievito (Fig. 4).

Riso. 4. Tiamina in compresse e negli alimenti

La lavorazione termica degli alimenti e vari additivi distruggono la tiamina. Con carenza vitaminica si osservano patologie del sistema nervoso, cardiovascolare e digestivo. La carenza di vitamine porta all'interruzione del metabolismo dell'acqua e della funzione ematopoietica. Uno degli esempi eclatanti di carenza di tiamina è lo sviluppo della malattia di Beri-Beri (Fig. 5).

Riso. 5. Una persona che soffre di carenza di tiamina - malattia di beriberi

La vitamina B1 è ampiamente utilizzata nella pratica medica per trattare varie malattie nervose e disturbi cardiovascolari.

Nella cottura al forno, la tiamina, insieme ad altre vitamine, riboflavina e acido nicotinico, viene utilizzata per fortificare i prodotti da forno.

Nel 1922 G. Evans E A. Bisho scoprirono una vitamina liposolubile, che chiamarono tocoferolo o vitamina E (letteralmente: “favorevole al parto”).

La vitamina E nella sua forma pura è un liquido oleoso. È ampiamente distribuito nelle colture di cereali come il grano. Ce n'è molto nei grassi vegetali e animali (Fig. 6).

Riso. 6. Tocoferolo e prodotti che lo contengono

C'è molta vitamina E nelle carote, nelle uova e nel latte. La vitamina E lo è antiossidante, cioè protegge le cellule dall'ossidazione patologica, che porta all'invecchiamento e alla morte. È la “vitamina della giovinezza”. La vitamina è di grande importanza per il sistema riproduttivo, motivo per cui viene spesso chiamata la vitamina della riproduzione.

Di conseguenza, la carenza di vitamina E porta innanzitutto all'interruzione dell'embriogenesi e al funzionamento degli organi riproduttivi.

La produzione della vitamina E si basa sul suo isolamento dal germe di grano mediante il metodo di estrazione alcolica e distillazione di solventi a basse temperature.

Nella pratica medica vengono utilizzati sia farmaci naturali che sintetici: il tocoferolo acetato in olio vegetale, racchiuso in una capsula (il famoso “olio di pesce”).

I preparati di vitamina E sono utilizzati come antiossidanti per l'esposizione alle radiazioni e altre condizioni patologiche associate ad aumentati livelli di particelle ionizzate e specie reattive dell'ossigeno nel corpo.

Inoltre, la vitamina E viene prescritta alle donne incinte e viene utilizzata anche in terapie complesse per il trattamento dell'infertilità, della distrofia muscolare e di alcune malattie del fegato.

Fu scoperta la vitamina A (Fig. 7). N. Drummond nel 1916.

Questa scoperta è stata preceduta dall'osservazione della presenza nel cibo di un fattore liposolubile, necessario per il pieno sviluppo degli animali da allevamento.

Non per niente la vitamina A occupa il primo posto nell’alfabeto delle vitamine. Partecipa a quasi tutti i processi vitali. Questa vitamina è necessaria per ripristinare e mantenere una buona vista.

Aiuta anche a sviluppare l’immunità a molte malattie, compreso il raffreddore.

Senza vitamina A, un epitelio cutaneo sano è impossibile. Se hai la pelle d'oca, che appare più spesso sui gomiti, sui fianchi, sulle ginocchia, sulle gambe, sulla pelle secca delle mani o su altri fenomeni simili, significa che ti manca la vitamina A.

La vitamina A, come la vitamina E, è necessaria per il normale funzionamento delle ghiandole sessuali (gonadi). Con l'ipovitaminosi da vitamina A si nota un danno al sistema riproduttivo e agli organi respiratori.

Una delle conseguenze specifiche della carenza di vitamina A è una violazione del processo visivo, in particolare una diminuzione della capacità degli occhi di adattarsi alle condizioni di oscurità - cecità notturna. La carenza di vitamine porta alla xeroftalmia e alla distruzione della cornea. Quest'ultimo processo è irreversibile ed è caratterizzato dalla completa perdita della vista. L'ipervitaminosi porta all'infiammazione degli occhi e alla perdita dei capelli, alla perdita di appetito e al completo esaurimento del corpo.

Riso. 7. Vitamina A e alimenti che la contengono

Le vitamine del gruppo A si trovano principalmente nei prodotti di origine animale: fegato, olio di pesce, nell'olio, nelle uova (Fig. 8).

Riso. 8. Contenuto di vitamina A negli alimenti di origine vegetale e animale

I prodotti di origine vegetale contengono carotenoidi, che vengono convertiti in vitamina A nel corpo umano sotto l'azione dell'enzima carotinasi.

Pertanto, oggi hai conosciuto la struttura e le funzioni dell'ATP, hai anche ricordato l'importanza delle vitamine e hai scoperto come alcune di esse sono coinvolte nei processi vitali.

Con un apporto insufficiente di vitamine nel corpo, si sviluppa una carenza vitaminica primaria. Alimenti diversi contengono quantità diverse di vitamine.

Ad esempio, le carote contengono molta provitamina A (carotene), il cavolo contiene vitamina C, ecc. Da qui la necessità di una dieta equilibrata, che includa una varietà di alimenti di origine vegetale e animale.

Avitaminosi in condizioni nutrizionali normali è molto raro, molto più comune ipovitaminosi, che sono associati ad un apporto insufficiente di vitamine dal cibo.

Ipovitaminosi può verificarsi non solo a causa di una dieta squilibrata, ma anche a seguito di varie patologie del tratto gastrointestinale o del fegato, o a seguito di varie malattie endocrine o infettive che portano ad un alterato assorbimento delle vitamine nel corpo.

Alcune vitamine sono prodotte dalla microflora intestinale (microbiota intestinale). Soppressione dei processi biosintetici come risultato dell'azione antibiotici può anche portare allo sviluppo ipovitaminosi, come conseguenza disbatteriosi.

Uso eccessivo di integratori vitaminici alimentari, nonché medicinali contenente vitamine, porta al verificarsi di una condizione patologica - ipervitaminosi. Ciò è particolarmente vero per le vitamine liposolubili, come UN, D, E, K.

Compiti a casa

1. Quali sostanze sono chiamate biologicamente attive?

2. Cos'è l'ATP? Cosa c'è di speciale nella struttura della molecola di ATP? Quali tipi di legami chimici esistono in questa complessa molecola?

3. Quali sono le funzioni dell'ATP nelle cellule degli organismi viventi?

4. Dove avviene la sintesi dell'ATP? Dove avviene l'idrolisi dell'ATP?

5. Cosa sono le vitamine? Quali sono le loro funzioni nel corpo?

6. In che modo le vitamine differiscono dagli ormoni?

7. Quali classificazioni delle vitamine conosci?

8. Cos'è la carenza vitaminica, l'ipovitaminosi e l'ipervitaminosi? Fornisci esempi di questi fenomeni.

9. Quali malattie possono essere una conseguenza dell'assunzione insufficiente o eccessiva di vitamine nel corpo?

10. Discuti il ​​tuo menu con amici e parenti, calcola, utilizzando informazioni aggiuntive sul contenuto di vitamine nei diversi alimenti, se stai assumendo abbastanza vitamine.

1. Raccolta unificata di risorse educative digitali ().

2. Raccolta unificata di risorse educative digitali ().

3. Raccolta unificata di risorse educative digitali ().

Bibliografia

1. Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. Biologia generale 10-11 grado Bustard, 2005.

2. Belyaev D.K. Biologia 10-11 grado. Biologia generale. Un livello base di. - 11a ed., stereotipo. - M.: Educazione, 2012. - 304 p.

3. Agafonova I. B., Zakharova E. T., Sivoglazov V. I. Biologia 10-11 grado. Biologia generale. Un livello base di. - 6a edizione, aggiungi. - Otarda, 2010. - 384 pag.

La base di tutti i processi viventi è il movimento atomico-molecolare. Sia il processo respiratorio che lo sviluppo e la divisione cellulare sono impossibili senza energia. La fonte di approvvigionamento energetico è l'ATP, di cosa si tratta e come si forma verrà discusso più avanti.

Prima di studiare il concetto di ATP, è necessario decifrarlo. Questo termine significa nucleoside trifosfato, che è essenziale per il metabolismo energetico e materiale nel corpo.

Questa è una fonte di energia unica alla base dei processi biochimici. Questo composto è fondamentale per la formazione enzimatica.

L'ATP fu scoperto ad Harvard nel 1929. I fondatori erano scienziati della Harvard Medical School. Questi includevano Karl Lohman, Cyrus Fiske e Yellapragada Subbarao. Hanno identificato un composto la cui struttura somigliava all'adenil nucleotide degli acidi ribonucleici.

Una caratteristica distintiva del composto era il contenuto di tre residui di acido fosforico invece di uno. Nel 1941, lo scienziato Fritz Lipmann dimostrò che l'ATP ha un potenziale energetico all'interno della cellula. Successivamente è stato scoperto un enzima chiave, chiamato ATP sintasi. Il suo compito è la formazione di molecole acide nei mitocondri.

L'ATP è un accumulatore di energia nella biologia cellulare ed è essenziale per il successo dell'implementazione delle reazioni biochimiche.

La biologia dell'acido adenosina trifosforico suggerisce la sua formazione come risultato del metabolismo energetico. Il processo consiste nella creazione di 2 molecole nella seconda fase. Le restanti 36 molecole compaiono nella terza fase.

L'accumulo di energia nella struttura acida avviene nella parte di collegamento tra i residui di fosforo. Nel caso del distacco di 1 residuo di fosforo si verifica un rilascio di energia di 40 kJ.

Di conseguenza, l'acido viene convertito in adenosina difosfato (ADP). La successiva estrazione del fosfato favorisce la comparsa di adenosina monofosfato (AMP).

È da notare che il ciclo vegetale prevede il riutilizzo di AMP e ADP, con conseguente riduzione di questi composti allo stato acido. Ciò è garantito dal processo.

Struttura

La rivelazione dell'essenza di un composto è possibile dopo aver studiato quali composti fanno parte della molecola di ATP.

Quali composti sono inclusi nell'acido:

• 3 residui di acido fosforico. I residui acidi si combinano tra loro attraverso legami energetici di natura instabile. Trovato anche sotto il nome di acido fosforico;
• adenina: è una base azotata;
• Ribosio: è un carboidrato pentoso.

L'inclusione di questi elementi nell'ATP gli conferisce una struttura nucleotidica. Ciò consente alla molecola di essere classificata come acido nucleico.

Importante! Come risultato della scissione delle molecole acide, viene rilasciata energia. La molecola di ATP contiene 40 kJ di energia.

Formazione scolastica

La formazione della molecola avviene nei mitocondri e nei cloroplasti. Il punto fondamentale nella sintesi molecolare dell'acido è il processo di dissimilazione. La dissimilazione è il processo di transizione di un composto complesso in uno relativamente semplice a causa della distruzione.

Nell'ambito della sintesi acida, è consuetudine distinguere diverse fasi:

1. Preparatorio. Alla base della scissione c'è il processo digestivo, assicurato dall'azione enzimatica. Il cibo che entra nel corpo subisce la decomposizione. La decomposizione dei grassi avviene in acidi grassi e glicerolo. Le proteine ​​si scompongono in amminoacidi, l'amido nella formazione di glucosio. La fase è accompagnata dal rilascio di energia termica.
2. Anossico o glicolisi. Si basa sul processo di decadimento. La decomposizione del glucosio avviene con la partecipazione di enzimi, mentre il 60% dell'energia rilasciata viene convertita in calore, il resto rimane nella molecola.
3. Ossigeno o idrolisi; Si svolge all'interno dei mitocondri. Avviene con l'aiuto di ossigeno ed enzimi. È coinvolto l'ossigeno espirato dal corpo. Finisce completo. Implica il rilascio di energia per formare una molecola.

Esistono le seguenti vie di formazione molecolare:

1. Fosforilazione di natura di substrato. Basato sull'energia delle sostanze risultanti dall'ossidazione. La parte predominante della molecola si forma nei mitocondri sulle membrane. Viene effettuato senza la partecipazione di enzimi di membrana. Avviene nella parte citoplasmatica attraverso la glicolisi. È consentita l'opzione della formazione dovuta al trasporto del gruppo fosfato da altri composti ad alta energia.
2. Fosforilazione ossidativa. Si verifica a causa di una reazione ossidativa.
3. Fotofosforilazione nelle piante durante la fotosintesi.

Senso

Il significato fondamentale di una molecola per l'organismo si rivela attraverso la funzione svolta dall'ATP.

La funzionalità ATP include le seguenti categorie:

1. Energia. Fornisce energia al corpo ed è la base energetica per processi e reazioni biochimici fisiologici. Si verifica a causa di 2 legami ad alta energia. Coinvolge la contrazione muscolare, la formazione del potenziale transmembrana e la garanzia del trasporto molecolare attraverso le membrane.
2. Le basi della sintesi. È considerato il composto di partenza per la successiva formazione degli acidi nucleici.
3. Normativa. È alla base della regolazione della maggior parte dei processi biochimici. Fornito dall'appartenenza ad un effettore allosterico della serie enzimatica. Influisce sull'attività dei centri regolatori potenziandoli o sopprimendoli.
4. Procacciatore d'affari. È considerato un collegamento secondario nella trasmissione dei segnali ormonali nella cellula. È un precursore della formazione di ADP ciclico.
5. Mediatore. È una sostanza di segnalazione nelle sinapsi e in altre interazioni cellulari. Viene fornita la segnalazione purinergica.

Tra i punti sopra menzionati il ​​posto dominante è dato alla funzione energetica dell'ATP.

È importante capire, indipendentemente dalla funzione svolta dall'ATP, la sua importanza è universale.

Video utile

Riassumiamo

La base dei processi fisiologici e biochimici è l'esistenza della molecola ATP. Il compito principale dei collegamenti è l'approvvigionamento energetico. Senza la connessione l'attività vitale sia delle piante che degli animali è impossibile.

In contatto con