Adenozîna trîfosfat
Adenozîna trîfosfat an jî adenozîna sêfosfatî (bi înglîzî: adenosine triphosphate) molekula guhêzera enerjiyê ye ko di hemû xaneyên zindî de tê dîtin.
ATP molekulek navbeynkar a gerdûnî ye.[1] Çi cor zîndewer dibe bila be, di xaneyê de ji bo zîndeçalakiyên xwe, ATP bi kar tînin. ATP enerjiya kîmyayî ya ji têkşikestina molekulên xurekê digire û enerjiya xwe ji bo zîndeçalakiyên xaneyê xerc dike.[2]
Karbohîdrat, çewrî û xurekên din rasterast wekî çavkaniya enerjiya xaneyê nayên bikaranîn. Çavkaniya bingehîn a enerjiya xaneyê ATP ye. Di xaneyan de bi henaseya xaneyê enerjiya kîmyayî ya van xurekan ji bo çêkirina ATP tê bikaranîn.[3] Molekulên ATP-yê jî ji bo çalakiyên xaneyê enerjî dabîn dikin. Enerjî ji ber hilweşandina bendên fosfatên ATP-yê peyda dibe.[4]
Pêkhateya ATP-yê
biguhêre
ATP molekulek gerdûnî ye, di xaneyên hemû zîndeweran de bi heman şêweyê ye û bi heman awayê kar dike. ATP bi eslê xwe nukleotîd e, ji baza adenîn, şekirê rîboz ê pênckarbonî û sê fosfatan pêk tê.[5]
Beşa ATP-yê ya ji bazek nîtrojenî û şekirek pênckarbonî pêk te, wekî nukleozît tê navkirin. Di pêkhateya ATP-yê de nukleozîta adenozîn cih digire. Ango adenozîn ji baza adenîn û şekirê pênckarbonî yê rîboz pêk tê. Pêkhateya ATP, li gel adenozîn, sê komên fosfatî jî lixwe digire, loma navê wê, adenozîna trîfosfat (adenozîna sêfosfatî) e.
Ji sê komên fosfatî ya herî nêzikê şekirê rîboz wekî alfa, koma fosfatî ya duyem wekî beta, ya herî dûrê şekirê rîboz jî wekî gama tê navkirin.[6] Bendên koma fosfatên beta û gama-yê bendên bi enerjiya bilind in. Herçiqas enerjiya van bendan zêde be jî, ev herdu bend, bendên lawaz in, bi hêsanî tên şikestin. Lawazbûna bendên navbera komên fosfatî ji ber bargeya negatîvî ya komên fosfatî ye.[7] Bargeyên negatîv hevdû tehn didin. Di molekula ATP-yê de hebûna sê bargeyên negatîv, enerjiya potensiyel a ATP-yê zêde dike. Gava fosfatek ji ATP-yê diqete, enerjiya ji bo xebatên xaneyê jî berdest dibe. Di heman demê de ATP jî hildiweşe bo ADP+ Pi (adenozîna dîfosfat + fosfata neendamî (înorganî) ).[8]
Ji ber ko du fosfatên dawî bi bendên bi enerjiya bilind bi hev re girêdayî ne. Bendên navbera van fosfatan hin caran bi sembola ( ~ ) tên nîşankirin.[3]
Li bin şert û mercên fîzîkî û kîmyayî yên laş de, herdu bendên enerjiya bilind a molek ATP-yê bi qasî 14.000 kalorî enerjî lixwe digirin. Ev enerjî ji enerjiya navbera bendên asayî gelek zêdetir e, loma wekî bendên bi enerjiya bilind tên navkirin. Gava pêdiviya xaneyê bi enerjiyê hebe, bendên fosfatî yên bi enerjiya bilind, dikarin bilez ji hev biqetin û enerjiyê dabîn bikin.
Enzîm dikarin bendê di navbera koma fosfatî ya duyem û ya sêyem a molekula ATP-yê hilweşînin. Enzîm koma fosfatî ya hatiye berdan bi molekulek din ve girê dide. Gava koma fosfatî ji molekulek bo molekulek din tê guhaztin, enerjiya di bendên wê de hatiye embarkirin jî bi wê re diçe.[9] Aango bi guhaztina fosfatê enerjiya ATP-yê derbasî molekulên din dibe. Molekula bi fosfatê ve hatiyê girêdan, bi enerjiya ji ATP-yê di xaneyê de dixebite.[8] Enerjiya hatiye berdan ji bo çalakiyên xaneyê yên wekî çêkirina molekulên nû, girjbûna masûlkeyan, guhaztina ragihandinên demarî û hvd tê bikaranîn.[5]
ATP çawa enerjî embar dike
biguhêreATP molekula bingehîn a enerjiyê ye ko ji bo zîndeçalakiyên xaneyê tê bikaranîn.[10] Her çiqas ji bo enerjiya ji ATP-yê tê berdan, bendên fosfatî wekî çavkanî werin nîşankirin jî bi eslê xwe enerjî rasterast ji hilweşîna bendên bi enerjiya bilind ên navbera komên fosfat belav nabe. Enerjiya tê berdan ji ber guherîna potensiyela kîmyayî ya hemû beşên ATP yê.[1] Lê di ATP-yê de êmbarkirina enerjî bi hebûna sê komên fosfatê rû dide. Komên fosfatê bi bargeyê negatîv barkirî ne, loma hevdû then didin. Ji ber tehndana molekulan, bendên fosfoanhîdrat (bi înglîzî: phosphoanhydride bonds) ên komên fosfatê girê didin, lawaz in û xweragir nîn in.[11] Bendên navbera komên fosfatan bi mijarek hindik a enerjiya çalakkirinê dikarin bi hîdrolîzê hilweşin. Gava komek fosfatê ji ATP-yê digete enerjî jî tê berdan. Ji molek ATP-yê 7.3 kcal enerjî tê berdan, ev enerjî ji bo zîndeçalakiyên xaneyê tê bikaranîn.[12]
Çerxa ATP-yê
biguhêre
Dibe ko di xaneyêk masûlkeyê de di çîrkeyek de bi qasî 10 mîlyon ATP werin xerckirin û ji nûve werin çêkirin.[8] Di heman demê de bi henaseya xaneyê, molekulên sakar ên xurekê tên hilweşandin. Bi xanehenaseyê enerjî dabîn dibe, ev enerjî ji bo fosforîkirna ADP-yê tê xerckirin û hê pirtir ATP tê çêkirin. Laşê mirov rojê bi qasî 45 kîlogram ATP hîdrolîz dike, lê ji ber ko her molekulek ATP rojê bi qasî 10 hezar caran çêdibe û hildiweşe, laşê mirov tu car 45 kg ATP lixwe nagire.[13]Çêbûn û hilweşîna ATP bi awayê çerxî rû dide. Ji ADP + Pi çêbûna ATP-yê, karlêkek wizemij e (bi înglîzî:endergonic reaction) û ji aliye karlêkên wizederkiriner (bi înglîzî: exergonic reactions) ên xaneyê ve tê rêvebirin.[12]
Hîdrolîza ATP-yê bo ADP + Pi , karlêkek wizederkiriner e û enerjiya tê berdan di xaneyê de ji bo rêvebirina karlêkên wizemij ên wekî girjbûna masûlkeyan, guhaztina madeyan û hwd tê bikaranîn.[12]
Xane biberdewamî, bênavber ATP bi kar tîne, loma divê li dewsa ATP-yên hatine xerckirin, yên nû werin dabînkirin. Xane dikare ji ADP-yê ATP berhem bike. Ji gelek karlêkan, fosfata neendamî(Pi) an jî koma fosfatî yên ji molekulan hatine qetîn, bi molekula ADP-yê ve tên girêdan û ATP peyda dibe.
Di xaneyên mirov de ATP ji enerjiya xanehenaseyê (bi înglîzî: cellular respiration) tê çêkirin. Bendên kîmyayî yên xurekan, bi pêvajoya henaseya xaneyê tên şêkestin û bi enerjiya van bendan, koma fosfatek li ADP-yê tê zêdekirin û ADP diguhere bo ATP . Ango enerjiya kîmyayî ya di navbera bendên kîmyayî yên xurekên wekî karbohîdrat, çewrî û hwd ji bo dubare bikaranîna ATP-yê tên bikaranîn. Gava ATP fosfatek diguhazîne molekulek din, disa ADP peyda dibe bi vî awayê çerxa ATP/ ADP didome.[10][9]
Mekanîzmayên çêkirina ATP-yê
biguhêreTevahiya karlêkên kîmyayî yên xaneyê wekî metabolîzma tê navkirin. Di hinek karlêkan de berdena enerjiyê, di hinekan de jî mijîna enerjiyê rû dide. Di xaneyan de ATP, di navbera karlêkên kîmyayî yên enerjî berdidin û karlêkên enerjî dimijin ve navbeynkarî dike. ATP ev karî bi guhaztina koma fosfatî pêk tîne. Koma fosfatî ya ji ATP-yê hatiye berdan, di karlêkek wizemij de bi molekulek ve girêdan ava dike, bi vî awayê ji bo wê molekulê enerjiya ji bo rêvebirina karlêka kîmyayî dabîn dike.[9]
Xane ji bo berhemkirina ATP-yê bi taybetî karbohîdrat, çewrî û proteînan bi kar tîne. Xaneyên mirov herî zêde glukozê bi henaseya xaneyê (xanehenase) têk dişkîne û ATP bi dest dixe. Di xanehenaseyê de elektron ji awêteyên karlêkê tên dûrxistin, paşê enerjiya bi van elekronan ve girêdayî ji bo berhemkirina ATP-yê wize dabîn dike.[9]
Di xaneyê de enerjiya ji bo çêkirina ATP-yê, bi karlêkên wizederkiriner ên xanehenase û fotosentezê tê dabînkirin. Bi molekulek endamî ve girêdana fosfata neendamî (Pi) wekî fosforîkirin (fosforîlasyon) tê navkirin.[14]
ATP bi fosforîkirina ADP-yê çêdibe. Di xaneyên navikrasteqînan de, wekî mînak, di xaneyên riwek û ajalan de ATP di mîtokonrî û kloroplast de tê berhemkirin. Di bakteriyan de ATP li ser rûyê navî yê parzûna xaneyê de tê berhemkirin.[15]
Gava di mîtokondiriyê de ATP berhem dibe, ji mîtokondriyê belavê nav xaneyê dibe û li kîjan beşa xaneyê de pêdivî pê hebe, ji bo karên xaneyê tên bikaranîn.[1]
Di xaneyên zîndeweran de fosforîkirina ATP-yê bi sê rêyan pêk tê.
1. Fosforîlasyona di asta substradê
biguhêreBi henaseya xaneyê bi fosforîlasyona di asta substradê (bi înglîzî:substrate level phosphorylation) de hinek ATP tê çêkirin. Wekî mînak, di qonaxa glîkolîz de di sîtoplazmayê de, di qonaxa çerxa Krebs de di mîtokondrî de ADP tê fosforîkirin û ATP peyda dibe.
2. Fosforîlasyona oksîdatîv
biguhêreEv cora fosforîlasyonê jî di dema henaseya xaneyê de rû dide. Xaneyên mirov herî zêde bi vê rêbazê ATP bi dest dixin. Fosforîlasyona oksîdatîv (bi înglîzî:oxidative phosphorylation) di xaneyên navikrasteqînan de di mîtokondriyê de rû dide. Di fosforîlasyona oksîdativ de zincîra guhaztina elektronan (bi înglîzî:electron transport chain) tê bikaranîn.
3. Fotofosforîlasyon
biguhêreRiwek, hin bakterî û hin corên arkea bakteriyan tîrojên rojê ji bo çêkirina ATP bi kar tînin. Ango bi enerjiya ronahiyê fosfatek bi ADP-yê ve girê didin. Ev fosforîkirina dema fotosentezê wekî fotofosforîlasyon (bi înglîzî: photophosphorylation) tê navkirin. Bi rêbaza fotofosforîlasyonê, enerjiya ronahiyê tê guhaztin bo enerjiya bendên kîmyayî. ATP-yên bi fotofosforîlasyonê hatine çêkirin dîsa di qonaxa çerxa Calvin a fotosentezê de ji bo çêkirina glukoz tên bikaranîn.[15]
Di xaneyê de bikaranîna ATP-yê
biguhêreATP bi karlêka hîdrolîzê tê hilweşandin. Bi gelemperî di hîdrolîza ATP-yê de fosfata kotahî ji ATP-yê tê qetandin. Enerjiya ji bendê fosfatê tê berdan jî ji bo zîndeçalakiyên xaneyê tê bikaranîn.
Mînakên bo hinek zîndeçalakiyên xaneyê ko enerjiya ATP bi kar tînin;[15][16]
1. Di xaneyê de ji bo çêkirina molekulên aloz ên wekî karbohîdrat, proteîn, parzûna xaneyê û hwd.
2. Di xaneyên masûlkeyê de ji bo girjbûn û xavbûnê masûlkeyan.
3. Dabînkirina ragîhandinê di navbera molekulên nav xaneyê de
4. Di demarexaneyan de ji bo guhaztina demareragihandinan.
5. Di parzûna xaneyê de ji bo alûgorkirina madeyan.
6. Di duhendebûna ADN û çêkirina ARN-yê de
7. Ji bo çalakkirina enziman
8. Di dabeşbûna xaneyê de ji bo cihguhertina kromozoman
9. Ji bo parastina germahiya laş, hinek ji enerjiya ATP-yê diguhere bo enerjiya tînê û laş germ dike.
Girêdanên derve
biguhêreFerhenga Biyolojiyê[3]
Çavkanî
biguhêre- ^ a b c Jones, M., Fosbery, R., Gregory, J., & Taylor, D. (2014). Cambridge International AS and A Level Biology Coursebook with CD-ROM (4th ed.). Cambridge, MA: Cambridge University Press
- ^ Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "adenosine triphosphate". Encyclopedia Britannica, 1 Feb. 2024, [1]<. Accessed 15 February 2024.
- ^ a b Schraer D.W, Stoltze H.J,(1995). Biology (6th ed.). USA: prentice Hall, ISBN 0-13-806630-2.
- ^ Rittner, Don, and Timothy Lee McCabe. Encyclopedia Of Biology. Facts On File, 2004.
- ^ a b Guyton, A. and Hall, J., 2011.Guyton And Hall Textbook Of Medical Physiology. Philadelphia: Saunders Elsevier.
- ^ Rye, C., Wise, R., Jurukovski, V., Desaix, J., Choi, J., & Avissar, Y. (2017).Biology. Houston, Texas : OpenStax College, Rice University,
- ^ Postlethwait, J. H., & Hopson, J. L. (2006). Modern Biology. NY, United states: Holt Rinehart & Winston.
- ^ a b c Simon, E. J., Dickey, J.L., Reece, J. B., & Burton, R. A. (2018).Campbell Essential Biology with Physiology (6th ed.). Newyork, United States: Pearson.
- ^ a b c d Starr, C., & McMillan, B. (2010). Human Biology (8th ed.). Pacific Grove, CA: Brooks/Cole Publishing Company.
- ^ a b Ireland, K. A. (2010). Visualizing Human Biology (3rd ed.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons.
- ^ Reece, Jane B. Campbell Biology : Jane B. Reece ... [et Al.]. 9th ed., Boston, Ma, Benjamin Cummings, 2011.
- ^ a b c Losos, J., Mason, K., Johnson,G., Raven, P., & Singer, S. (2016). Biology (11th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.
- ^ Brooker, R., Widmaier, E., Graham, L., & Stiling, P. (2017). Biology (4th ed.).
- ^ Britannica, The Editors of Encyclopaedia. "phosphorylation". Encyclopedia Britannica, 20 Jul. 2017, [2] Accessed 15 February 2024.
- ^ a b c Berk, A., Kaiser, C. A., Lodish, H., Amon, A., Ploegh, H., Bretscher, A., & Krieger, M. (2005). Molecular Cell Biology (5th ed.). CA.
- ^ Mader, S., & Windelspecht, M. (2017). Human Biology (15th ed.). New York, NY: McGraw-Hill Education.