אינדיקטורים.	DNA	RNA	ATP
להיות בכלוב	גרעין, מיטוכונדריה, פלסטידים.	גרעין, ריבוזומים, מיטוכונדריה, כלורופלסטים.	ציטופלזמה, גרעין, מיטוכונדריה. כלורופלסטים.
ממוקם בליבה.	כרומטין, כרומוזומים.	גרעין.	קריופלזמה.
מִבְנֶה.	שתי שרשראות פולינוקלאוטידים ארוכות, מפותלות אנטי מקבילות זו ביחס לזו.	שרשרת פולינוקלאוטידים אחת קצרה.	מונונוקלאוטיד.
מונומרים.	Deoxyribonucleotides.	ריבונוקלאוטידים.	לא
הרכב נוקלאוטידים.	1) בסיס חנקני - A, G, C, T, 2) פחמימה - דאוקסיריבוז 3) שאריות חומצה זרחתית	1) בסיס חנקן - A, G, C, U, 2) פחמימה - ריבוז 3) שאריות חומצה זרחתית	1) בסיס חנקן - A, 2) פחמימה 1 ריבוז 3) שלוש שאריות חומצה זרחתית
סוגי נוקלאוטידים.	אדניל (A) גואניל (G) ציטידיל (C) תימידיל (T)	אדניל (A) גואניל (G) ציטידיל (C) אורציל (U)	אדנילי (A)
נכסים.	1) בעל יכולת שכפול או שכפול (הכפלה) לפי עקרון ההשלמה (השלמה או התכתבות), כלומר. היווצרות קדושי מימן בין A-T, G-C, 2) יציב (לא משנה מיקום).	1) לא מסוגל לשכפל, למעט נגיפי RNA, 2) לאביל (עובר מהגרעין לציטופלזמה).	כתוצאה מהידרוליזה, שאריות חומצה זרחתית מתפצלות מה-ATP בזה אחר זה ומשתחררת אנרגיה. ATP-ADP-AMP
פונקציות.	1) מאחסן, מעביר ומשחזר מידע גנטי 2) מווסת את הפעילות החיונית של התא.	1) משתתף בביו-סינתזה של חלבונים א) i-RNA ו-m-RNA מעבירים מידע גנטי מ-DNA לאתר של סינתזת חלבון, ב) r-RNA יוצר ריבוזום, ג) t-RNA מוצא ומעביר חומצות אמינו לאתר של סינתזת חלבון, 2) c -RNA אוגר, מעביר ומשחזר את המידע הגנטי של הנגיף.	1) אנרגיה.
מוזרויות.	1) DNA גרעיני ארוך, קשור לחלבונים ויוצר כרומוזום ליניארי. 2) המיטוכונדריה קצרה ועגולה, קשורה לחלבונים ויוצרת כרומוזום מעגלי. 3) בפרוקריוטים ה-DNA סגור בטבעת, אינו קשור לחלבונים ואינו יוצר כרומוזום.	1) RNA דו-גדילי נמצא בנגיפים מסוימים. 2) 5 סוגי RNA: RNA שליח. RNA שליח, r-RNA ריבוזומלי, t-RNA טרנספורט, v-RNA ויראלי	1) שאריות חומצה זרחתית קשורות זו בזו על ידי קשרים בעלי אנרגיה גבוהה (אנרגיה גבוהה). 2) מולקולת ה-ATP אינה יציבה, קיימת פחות מדקה אחת, משוחזרת ומתפרקת 2400 פעמים ביום.

שכפול DNA, קוד גנטי, יישום מידע גנטי.

3.1. שכפול הדנ"א. מכיוון שה-DNA הוא מולקולה של תורשה, כדי לממש תכונה זו עליו להעתיק את עצמו במדויק וכך לשמר את המידע הכלול במולקולת ה-DNA המקורית בצורה של רצף מסוים של נוקלאוטידים. זה מושג באמצעות תהליך מיוחד הנקרא שכפול או שכפול מחדש.

שכפול- זוהי הכפלה של מולקולת ה-DNA. שכפול מבוסס על הכללים של אדווין צ'רגף (A+G=T+C), כלומר. סכום בסיסי הפורין שווה לסכום בסיסי הפירימידין. ההתאמה הקפדנית של נוקלאוטידים זה לזה בשרשראות DNA מזווגות נקראת השלמה (הדדיות).

שלבי שכפול:

№	שלבי שכפול.
	אנזימים מיוחדים מפרקים את הסליל הכפול של מולקולת ה-DNA ומפרקים את קשרי המימן בין השרשראות.
	האנזים DNA פולימראז נע לאורך שרשרת DNA אחת מפחמן 3 לפחמן 5 ולפי כלל ההשלמה (A-T, G-C), מוסיף את הנוקלאוטידים המתאימים. שרשרת זו נקראת השרשרת המובילה ההכפלה שלה מתרחשת ברציפות.
	הגדיל השני בפיגור ממוקם אנטי מקביל לראשון, ו-DNA פולימראז 1 יכול לנוע רק בכיוון אחד מפחמן 3 לפחמן 5, לכן הוא מועתק במקטעים נפרדים כאשר מולקולת ה-DNA מתפרקת. השברים נתפרים זה לזה על ידי אנזימים מיוחדים - ליגזות לפי עקרון האנטי-מקביליות.
	לאחר שכפול, כל מולקולת DNA מכילה גדיל "אם" אחד וגדיל "בת" שני מסונתז זה עתה. עקרון הסינתזה הזה נקרא שמרני למחצה, כלומר. שרשרת אחת במולקולת DNA חדשה היא "ישנה", והשנייה היא "חדשה".

קוד גנטי.

מולקולת התורשה, שהיא ה-DNA, מאופיינת לא רק בשכפול עצמי (שכפול), אלא גם בקידוד מידע באמצעות רצף ספציפי של נוקלאוטידים. ידוע ש-DNA מורכב מארבעה סוגי נוקלאוטידים, כלומר מידע ב-DNA כתוב ב-4 אותיות (A,T,G,C). חישובים מתמטיים מראים זאת

1. אם נשתמש 1 נוקלאוטיד, נקבל 4 צירופים שונים, 4<20.

2. אם נשתמש ב-2 נוקלאוטידים, נקבל 16 צירופים שונים (4 2 =16), 16<20.

1. אם נשתמש ב-3 נוקלאוטידים, נקבל 64 צירופים שונים (4 3 =64), 64>20.

לפיכך, שילוב של 3 נוקלאוטידים יספיק כדי לקודד 20 חומצות אמינו. מתוך 64 שלישיות אפשריות, 61 שלישיות מקודדות 20 חומצות אמינו חיוניות שנמצאות בחלבונים תאיים, ו-3 שלישיות הן אותות עצירה או מסיימים שמפסיקים לקרוא מידע.

שילובים של שלושה נוקלאוטידים המקודדים לחומצות אמינו ספציפיות נקראים קוד DNA, או קוד גנטי. נכון לעכשיו, הקוד הגנטי פוענח לחלוטין, כלומר, ידוע אילו שילובי שלישיה של נוקלאוטידים מקודדים ל-20 חומצות אמינו. באמצעות שילוב של שלושה נוקלאוטידים, ניתן לקודד יותר חומצות אמינו ממה שצריך כדי לקודד 20 חומצות אמינו. התברר שכל חומצת אמינו יכולה להיות מקודדת על ידי מספר שלישיות, למעט מתיונין וטריפטופן. חומצות אמינו המרכיבות חלבונים טבעיים יכולות להשתייך לקבוצות שונות: חומצות לא חיוניות (E), חומצות חיוניות (E).

קוד גנטיהיא מערכת לרישום מידע גנטי ב-DNA בצורה של רצף ספציפי של נוקלאוטידים (או שיטה לרישום רצף חומצות האמינו בחלבון באמצעות נוקלאוטידים).

לקוד הגנטי מספר תכונות (7 תכונות).

הרכב כימי של התא
נושא:
"חומצות גרעין: DNA
RNA. ATP"
משימות:
מאפיין חומצות גרעין,
סוגי NK, הלוקליזציה שלהם בתא, מבנה,
פונקציות.
בניית ידע על מבנה ופונקציות
ATP.

חומצות גרעין (NA)
חומצות גרעין כוללות
תרכובות פולימריות גבוהות,
יצירת פורין ו
בסיסי פירמידין, פנטוז ו
חומצה זרחתית. גרעין
חומצות מכילות C, H, O, P ו-N.
ישנן שתי קבוצות של חומצות גרעין
חומצות: חומצות ריבונוקלאיות
(RNA) המכיל את ריבוז הסוכר
(C5H10O5) ו-deoxyribonucleic
חומצות (DNA) המכילות סוכר
דאוקסיריבוז (C5H10O4).
החשיבות של חומצות גרעין עבור אורגניזמים חיים טמונה ב
הבטחת אחסון, מכירה והעברה של תורשתי
מֵידָע.
ה-DNA כלול בגרעין, במיטוכונדריה ובכלורופלסטים - מאוחסנים
מידע גנטי. RNA נמצא גם בציטופלזמה ו
אחראי על ביוסינתזה של חלבון.

חומצות גרעין (NA)
מולקולות DNA הן פולימרים
שהמונומרים שלו
נוצרו דיאוקסיריבונוקלאוטידים
שאריות:
1. חומצה זרחתית;
2. Deoxyribose;
3. בסיס חנקן (פורין -
אדנין, גואנין או פירמידין -
תימין, ציטוזין).
מודל תלת מימדי של מרחב
מבנה מולקולת ה-DNA בצורה של כפול
ספירלה הוצעה ב-1953.
הביולוג האמריקאי ג'יי ווטסון ו
הפיזיקאי האנגלי פ. קריק. בשבילך
מחקר שהם זכו
פרס נובל.

חומצות גרעין (NA)
כמעט ג'יי ווטסון ופ' קריק גילו את המבנה הכימי של הגן.
DNA מבטיח אחסון, יישום והעברה של תורשתי
מֵידָע.

חומצות גרעין (NA)
E. Chargaff, לאחר שבדק את הענק
מספר דגימות רקמה ו
איברים של אורגניזמים שונים,
חשף את הדברים הבאים
תבנית:
בכל קטע DNA
תכולת שאריות גואנין
תמיד תואם בדיוק
תכולת ציטוזין ואדנין
- טימינה.
התפקיד הזה נקרא
"חוקי Chargaff":
A+G
A = T; G = C
או --- = 1
C+T

חומצות גרעין (NA)
J.Watson ו-F. Crick
ניצל את הכלל הזה
בעת בניית מודל מולקולה
DNA. DNA הוא
הליקס כפול. המולקולה שלה
נוצר על ידי שניים
שרשראות פולינוקלאוטידים,
חבר מעוות ספירלית
ליד חבר, וביחד מסביב
ציר דמיוני.
קוטר של סליל כפול של DNA - 2
נ"מ, הגובה של הספירלה המשותפת, לפיה
יש 10 זוגות של נוקלאוטידים -
3.4 ננומטר. אורך מולקולה - עד
כמה סנטימטרים.
משקל מולקולרי הוא
עשרות ומאות מיליונים. בליבה
אורך ה-DNA הכולל של תאים אנושיים
בערך 1 - 2 מ'.

חומצות גרעין (NA)
לבסיסים חנקן יש מבנה מחזורי, המכיל
אשר, יחד עם אטומי פחמן, כולל אטומים של יסודות אחרים,
במיוחד חנקן. לנוכחות אטומי חנקן בתרכובות אלו
הם נקראים חנקן, ומאחר שיש להם
תכונות אלקליות - בסיסים. בסיסים חנקן
חומצות גרעין משתייכות למחלקות של פירמידינים ופורינים.

מאפיינים של DNA
כתוצאה מתגובת העיבוי
בסיס חנקני ודאוקסיריבוז
נוצר נוקלאוזיד.
במהלך תגובת העיבוי בין
נוקלאוזיד וחומצה זרחתית
נוצר נוקלאוטיד.
שמות הנוקלאוטידים שונים מ
שמות הבסיסים המתאימים.
שניהם מיועדים בדרך כלל
באותיות גדולות (A,T,G,C):
אדנין - אדניל; גואנין -
גואניל; ציטוזין - ציטידיל;
תימין - נוקלאוטידים תימידיל.

מאפיינים של DNA
שרשרת אחת של נוקלאוטידים
נוצר כתוצאה מכך
תגובות עיבוי
נוקלאוטידים.
יתר על כן, בין ה-3 אינץ'-פחמן
סוכר אחד שנותר
נוקלאוטיד ושאריות
חומצה זרחתית של אחר
פוספודיסטר מתרחש
חיבור.
כתוצאה,
לא מסועף
שרשראות פולינוקלאוטידים. אחד
סוף שרשרת פולינוקלאוטידים
מסתיים בפחמן בגודל 5 אינץ' (שלו
נקרא קצה 5 אינץ'), השני הוא קצה הפחמן בגודל 3 אינץ'.

10.

מאפיינים של DNA

11.

מאפיינים של DNA
נגד גדיל אחד של נוקלאוטידים
השרשרת השנייה ממוקמת.
שרשראות פולינוקלאוטידים במולקולת DNA
להישאר קרובים אחד לשני
עקב הופעת המימן
קשרים בין בסיסים חנקן
נוקלאוטידים הממוקמים זה בזה
נגד חבר.
היא מבוססת על עקרון האינטראקציה המשלימה בין זוגות
בסיסים: נגד אדנין - תימין על שרשרת אחרת, ונגד גואנין ציטוזין על אחר, כלומר, אדנין משלים לתימין ובין
יש להם שני קשרי מימן, וגואנין - ציטוזין (שלושה קשרי מימן
תקשורת).
השלמה היא היכולת של נוקלאוטידים לעשות זאת
קשר סלקטיבי אחד עם השני.

12.

מאפיינים של DNA

13.

מאפיינים של DNA
גדילי DNA הם אנטי מקבילים
(רב כיווני), כלומר נגד
קצה ה-3 אינץ' של שרשרת אחת הוא קצה ה-5 אינץ' של השנייה.
מול הפריפריה של המולקולה
עמוד השדרה של סוכר-פוספט. בְּתוֹך
מולקולות הן חנקניות הפוכה
עילה.
אחד הנכסים הייחודיים
מולקולת DNA היא היא
שכפול - היכולת ל
שכפול עצמי - רבייה
עותקים מדויקים של המולקולה המקורית.

14.

15.

שכפול הדנ"א
בזכות היכולת הזו
מולקולות DNA מתבצעות
העברת תורשתית
מידע מתא האם
בנות במהלך החלוקה.
תהליך שכפול עצמי של מולקולה
DNA נקרא שכפול.
שכפול הוא תהליך מורכב
ממשיכים בהשתתפות אנזימים
(פולימראזות DNA ואחרות) ו
deoxyribonucleoside triphosphates.
השכפול מתבצע
באופן חצי שמרני, אם כן
יש כל גדיל של DNA בולט לתוך
תפקיד המטריצה, על פי העיקרון
ההשלמה הושלמה
שרשרת חדשה. כך, ב
לכל DNA של בת יש גדיל אחד
הוא אימהי, והשני הוא
מסונתז חדש.

16.

שכפול הדנ"א
בגדיל ה-DNA האימהי
אנטי מקביל. פולימראזות DNA מסוגלות
לעבור באחד
כיוון - מקצה 3 אינץ' עד קצה 5, בניין
שרשרת ילדים
אנטי מקביל - מ-5 אינץ' עד
סוף 3 אינץ'.
לכן, DNA פולימראז
באופן רציף
עובר פנימה
כיוון 3"→5"
שרשרת אחת, סינתזה
בַּת השרשרת הזו
נקרא מוביל.

17.

שכפול הדנ"א
DNA פולימראז אחר
נע לאורך שרשרת נוספת פנימה
צד אחורי (גם ב
כיוון 3"→5"),
סינתזה של הבת השנייה
שרשרת בשברים (שלהם
נקראים שברים
Okazaki), אשר לאחר
השכפול הושלם
נתפרים יחד על ידי ligases ליחיד
שַׁרשֶׁרֶת. לשרשרת הזו קוראים
משתרך מאחור.
לפיכך, בשרשרת 3"-5"
שכפול נמשך
ובשרשרת 5"-3" - לסירוגין.

18.

19. מאפיינים של RNA

מולקולות RNA הן פולימרים
שהמונומרים שלו
ריבונוקלאוטידים שנוצרו על ידי: שארית
סוכר חמישה פחמנים - ריבוז; את השאר
אחד הבסיסים החנקניים: פורין -
אדנין, גואנין; פירמידין - אורציל,
ציטוזין; שאריות של חומצה זרחתית.

20. מאפיינים של RNA

מולקולת ה-RNA היא
פולינוקלאוטיד לא מסועף כי
עשוי להיות בעל מבנה ראשוני -
רצף נוקלאוטידים, משני
– היווצרות לולאות עקב זיווג
נוקלאוטידים משלימים, או
מבנה שלישוני – חינוך
מבנה קומפקטי בשל
אינטראקציות של אזורים סליליים
מבנה משני.

21.

מאפיינים של RNA
כתוצאה מתגובת עיבוי של בסיס חנקני עם סוכר
ריבוז יוצר ריבונוקלאוזיד במהלך תגובת העיבוי
נוקלאוזיד עם חומצה זרחתית יוצר ריבונוקלאוטיד.
שמות של נוקלאוטידים: פורין (ביציקלי) - אדניל,
גואניל, פירמידין - אורידיל וציטידיל.

22. מאפיינים של RNA

23.

מאפיינים של RNA
נוקלאוטידים של RNA במהלך התגובה
נוצרים עיבויים
קשרי אסטר, אז
נוצר פולינוקלאוטיד
שַׁרשֶׁרֶת.

24. מאפיינים של RNA

בניגוד ל-DNA, מולקולת RNA היא בדרך כלל
נוצר לא על ידי שניים, אלא על ידי אחד
שרשרת פולינוקלאוטידים. עם זאת, היא
נוקלאוטידים מסוגלים גם להיווצר
קשרי מימן זה עם זה, אבל זה
קשרים תוך- ולא בין שרשרת
נוקלאוטידים משלימים. גדילי RNA
קצר בהרבה מגדילי DNA.
מידע על מבנה מולקולת ה-RNA
מוטבע במולקולות DNA. סינתזה של מולקולות
RNA מתרחש על תבנית DNA עם ההשתתפות
אנזימים של RNA פולימראזות ונקרא
תַעֲתוּק. אם תוכן ה-DNA ב
אם כן, התא קבוע יחסית
תכולת ה-RNA משתנה מאוד.
הכמות הגדולה ביותר של RNA בתאים
נצפה במהלך סינתזת חלבון.

25.

מאפיינים של RNA

26. מאפיינים של RNA

תוכן RNA בכל
תאים גבוה פי 5-10
תוכן DNA. קיים
שלוש כיתות עיקריות
חומצות ריבונוקלאיות:
מֵידָע
(תבנית) RNA - mRNA (5%);
העברת RNA - tRNA
(10%);
RNA ריבוזומלי - rRNA
(85%).
כל סוגי ה-RNA מספקים
ביוסינתזה של חלבון.

27. מאפיינים של RNA

RNA שליח.
הכי מגוון
גודל ויציבות
מעמד. כולם כן
נשאים של גנטיקה
מידע מהקרנל ל
ציטופלזמה. הם משרתים
מטריצה ​​לסינתזה
מולקולות חלבון, כי
לקבוע חומצת אמינו
המשך
מבנה ראשוני
מולקולת חלבון.
mRNA מהווה עד
5% מסך התוכן
RNA לתא, כ-30,000
נוקלאוטידים.

28. מאפיינים של RNA

העבר RNA
מולקולות RNA העברה מכילות
בדרך כלל 76-85 נוקלאוטידים ויש להם
מבנה שלישוני, נתח tRNA
מהווה עד 10% מסך התוכן
RNA בתא.
פונקציות: הם מספקים חומצות אמינו
האתר של סינתזת החלבון, הריבוזומים.
התא מכיל יותר מ-30 סוגי tRNA.
לכל סוג של tRNA יש מאפיין בלבד
עבורו רצף הנוקלאוטידים.
עם זאת, לכל המולקולות יש כמה
משלים תוך מולקולרי
אזורים, הודות לנוכחותם של כולם
ל-tRNAs יש מבנה שלישוני
בצורת עלה תלתן.

29. מאפיינים של RNA

30. מאפיינים של RNA

RNA ריבוזומלי.
חלקו של RNA ריבוזומלי
(rRNA) מהווה 80-85% מ
תכולת RNA הכוללת ב
תא, מורכב מ-3,000 - 5,000
נוקלאוטידים.
ריבוזומים ציטופלסמיים
מכיל 4 מולקולות שונות
RNA. ביחידת המשנה הקטנה יש אחת
מולקולה, באחד - שלוש גדול
מולקולות RNA. בריבוזום
כ-100 מולקולות חלבון.

31.

מאפיינים של ATP
חומצה אדנוזין טריפוספורית (ATP) היא טרנספורטר אוניברסלי
ומצטבר האנרגיה העיקרי בתאים חיים. ATP כלול ב
כל התאים של צמחים ובעלי חיים. כמות ה-ATP משתנה ו
הממוצע הוא 0.04% (משקל רטוב לתא).

32.

מאפיינים של ATP
בתא, מולקולת ה-ATP נצרכת תוך דקה לאחר מכן
החינוך שלה. לאדם יש כמות ATP השווה למשקל גופו.
נוצר ונהרס כל 24 שעות.

33.

מאפיינים של ATP
ATP הוא נוקלאוטיד שנוצר מהשאריות
בסיס חנקני (אדנין), סוכר (ריבוז) וזרחן
חומצות. בניגוד לנוקלאוטידים אחרים, ATP מכיל לא אחד, אלא
שלוש שאריות חומצה זרחתית.

34.

מאפיינים של ATP
ATP מתייחס לחומרים עתירי אנרגיה – חומרים
מכילים כמות גדולה של אנרגיה בקשרים שלהם.
ATP היא מולקולה לא יציבה: לאחר הידרוליזה של השארית הסופית
חומצה זרחתית, ATP מומר ל-ADP (אדנוזין דיפוספורי
חומצה), ומשתחרר אנרגיה של 30.6 קילו-ג'יי.

35.

מאפיינים של ATP
ADP יכול גם להתפרק ליצירת AMP.
(חומצה מונו-פוספורית אדנוזין). תפוקת אנרגיה חופשית ב
מחשוף של שארית הקצה השני הוא כ-30.6 קילו-ג'יי.

36.

מאפיינים של ATP
חיסול קבוצת הפוספט השלישית מלווה ב
משחרר רק 13.8 קילו-ג'יי. לפיכך, ל-ATP יש שניים
קשרים מאקרו-אירגיים.

מה הם DNA ו-RNA? מה התפקידים והמשמעות שלהם בעולמנו? ממה הם עשויים ואיך הם עובדים? על כך ועוד נדון במאמר.

מה הם DNA ו-RNA

מדעי הביולוגיה החוקרים את עקרונות האחסון, היישום וההעברה של מידע גנטי, המבנה והתפקודים של ביו-פולימרים לא סדירים שייכים לביולוגיה מולקולרית.

ביופולימרים, תרכובות אורגניות גבוהות מולקולריות שנוצרות משאריות נוקלאוטידים, הן חומצות גרעין. הם מאחסנים מידע על אורגניזם חי, קובעים את התפתחותו, צמיחתו ותורשתו. חומצות אלו מעורבות בביוסינתזה של חלבון.

ישנם שני סוגים של חומצות גרעין הנמצאות בטבע:

• DNA - deoxyribonucleic;
• RNA הוא ריבונוקליאי.

לעולם נאמר מהו DNA בשנת 1868, כאשר הוא התגלה בגרעיני התא של לויקוציטים וזרע סלמון. מאוחר יותר הם נמצאו בכל תאי החי והצומח, כמו גם בחיידקים, וירוסים ופטריות. בשנת 1953, ג'יי ווטסון ופ. קריק, כתוצאה מניתוח מבני קרני רנטגן, בנו מודל המורכב משתי שרשראות פולימריות המפותלות בספירלה זו סביב זו. בשנת 1962, מדענים אלה זכו בפרס נובל על גילוים.

חומצה דאוקסיריבונוקלאית

מהו DNA? זוהי חומצת גרעין המכילה את הגנוטיפ של אדם ומעבירה מידע על ידי ירושה, רבייה עצמית. מכיוון שהמולקולות האלה כל כך גדולות, יש מספר עצום של רצפי נוקלאוטידים אפשריים. לכן, מספר המולקולות השונות הוא כמעט אינסופי.

מבנה DNA

אלו הן המולקולות הביולוגיות הגדולות ביותר. גודלם נע בין רבע בחיידקים לארבעים מילימטרים ב-DNA האנושי, הרבה יותר גדול מהגודל המרבי של חלבון. הם מורכבים מארבעה מונומרים, המרכיבים המבניים של חומצות גרעין - נוקלאוטידים, הכוללים בסיס חנקני, שארית חומצה זרחתית ודאוקסיריבוז.

לבסיסי חנקן יש טבעת כפולה של פחמן וחנקן - פורינים, וטבעת אחת - פירמידינים.

פורינים הם אדנין וגואנין, ופירמידינים הם תימין וציטוזין. הם מסומנים באותיות לטיניות גדולות: A, G, T, C; ובספרות הרוסית - בקירילית: A, G, T, Ts באמצעות קשר מימן כימי, הם מתחברים אחד עם השני, וכתוצאה מכך הופעת חומצות גרעין.

ביקום, הספירלה היא הצורה הנפוצה ביותר. אז גם למבנה של מולקולת ה-DNA יש את זה. שרשרת הפולינוקלאוטידים מפותלת כמו גרם מדרגות לולייניות.

השרשראות במולקולה מכוונות הפוכות זו מזו. מסתבר שאם בשרשרת אחת הכיוון הוא מקצה ה-3 ל-5", אז בשרשרת השנייה הכיוון יהיה הפוך - מקצה ה-5" ל-3".

עקרון ההשלמה

שני הגדילים מחוברים למולקולה על ידי בסיסים חנקניים באופן שלאדנין יש קשר עם תימין, וגואנין רק עם ציטוזין. נוקלאוטידים עוקבים בשרשרת אחת קובעים את השנייה. התכתבות זו, העומדת בבסיס הופעתן של מולקולות חדשות כתוצאה משכפול או שכפול, נקראה השלמה.

מסתבר שמספר נוקלאוטידים אדניל שווה למספר נוקלאוטידים תימידיל, ונוקלאוטידים גואניל שווים למספר נוקלאוטידים ציטידיל. התכתבות זו נודעה בשם שלטון שרגאף.

שכפול

תהליך הרבייה העצמית, המתרחש בשליטה של ​​אנזימים, הוא המאפיין העיקרי של ה-DNA.

הכל מתחיל בפירוק הסליל הודות לאנזים DNA פולימראז. לאחר שבירת קשרי המימן, מסונתזת שרשרת בת בגדיל אחד ואחר, שהחומר עבורו הוא הנוקלאוטידים החופשיים הנמצאים בגרעין.

כל גדיל DNA הוא תבנית לגדיל חדש. כתוצאה מכך מתקבלות שתי מולקולות אב זהות לחלוטין מאחת. במקרה זה, חוט אחד מסונתז כחוט רציף, והשני הוא תחילה מקוטע, רק לאחר מכן מצטרף.

גנים של DNA

המולקולה נושאת את כל המידע החשוב על נוקלאוטידים וקובעת את מיקומן של חומצות אמינו בחלבונים. ה-DNA של בני האדם ושל כל האורגניזמים האחרים אוגר מידע על תכונותיו, ומעביר אותם לצאצאים.

חלק ממנו הוא גן - קבוצת נוקלאוטידים המקודדת מידע על חלבון. מכלול הגנים של התא יוצר את הגנוטיפ או הגנום שלו.

גנים ממוקמים על קטע ספציפי של DNA. הם מורכבים ממספר מסוים של נוקלאוטידים המסודרים בשילוב רציף. המשמעות היא שהגן לא יכול לשנות את מקומו במולקולה, ויש לו מספר מסוים מאוד של נוקלאוטידים. הרצף שלהם ייחודי. לדוגמה, סדר אחד משמש לייצור אדרנלין, ואחר לאינסולין.

בנוסף לגנים, ה-DNA מכיל רצפים שאינם מקודדים. הם מווסתים את תפקוד הגנים, עוזרים לכרומוזומים ומסמנים את ההתחלה והסוף של גן. אבל היום תפקידם של רובם נותר לא ידוע.

חומצה ריבונוקלאית

מולקולה זו דומה במובנים רבים לחומצה דאוקסיריבונוקלאית. עם זאת, הוא אינו גדול כמו DNA. ו-RNA מורכב גם מארבעה סוגים של נוקלאוטידים פולימריים. שלושה מהם דומים ל-DNA, אך במקום תימין הוא מכיל אורציל (U או U). בנוסף, RNA מורכב מפחמימה - ריבוז. ההבדל העיקרי הוא שהסליל של מולקולה זו הוא יחיד, בניגוד לסליל הכפול ב-DNA.

פונקציות של RNA

תפקידיה של חומצה ריבונוקלאית מבוססים על שלושה סוגים שונים של RNA.

מידע מעביר מידע גנטי מה-DNA לציטופלזמה של הגרעין. זה נקרא גם מטריקס. זוהי שרשרת פתוחה המסונתזת בגרעין באמצעות האנזים RNA פולימראז. למרות העובדה שהאחוז שלו במולקולה נמוך ביותר (משלושה עד חמישה אחוזים מהתא), יש לה את התפקיד החשוב ביותר - לשמש כמטריקס לסינתזה של חלבונים, ליידע על המבנה שלהם ממולקולות DNA. חלבון אחד מקודד על ידי DNA ספציפי אחד, כך שהערך המספרי שלהם שווה.

המערכת הריבוזומלית מורכבת בעיקר מגרגירים ציטופלזמיים - ריבוזומים. R-RNA מסונתזים בגרעין. הם מהווים כשמונים אחוז מהתא כולו. למין זה מבנה מורכב, היוצר לולאות על חלקים משלימים, מה שמוביל לארגון עצמי מולקולרי לגוף מורכב. ביניהם, ישנם שלושה סוגים בפרוקריוטים, וארבעה באיקריוטים.

ההובלה פועלת כ"מתאם", ומסדרת את חומצות האמינו של שרשרת הפוליפפטיד בסדר המתאים. בממוצע, הוא מורכב משמונים נוקלאוטידים. התא מכיל, ככלל, כמעט חמישה עשר אחוז. זה נועד להעביר חומצות אמינו למקום שבו חלבון מסונתז. ישנם בין עשרים לשישים סוגים של RNA העברה בתא. לכולם יש ארגון דומה בחלל. הם רוכשים מבנה הנקרא עלה תלתן.

המשמעות של RNA ו-DNA

כאשר התגלה ה-DNA, תפקידו לא היה כל כך ברור. גם היום, למרות שנחשף הרבה יותר מידע, נותרו כמה שאלות ללא מענה. וחלקם אולי אפילו לא גובשו עדיין.

המשמעות הביולוגית הידועה של DNA ו-RNA היא ש-DNA מעביר מידע תורשתי, ו-RNA מעורב בסינתזת חלבון ומקודד למבנה החלבון.

עם זאת, ישנן גרסאות שמולקולה זו קשורה לחיים הרוחניים שלנו. מהו הדנ"א האנושי במובן זה? הוא מכיל את כל המידע עליו, פעילות חייו ותורשתו. מטפיזיקאים מאמינים שחווית החיים הקודמים, תפקודי השיקום של ה-DNA ואפילו האנרגיה של האני העליון – הבורא, האל, כלולה בה.

לדעתם, השרשראות מכילות קודים הנוגעים לכל תחומי החיים, כולל החלק הרוחני. אבל מידע מסוים, למשל על שחזור הגוף, נמצא במבנה הגביש של החלל הרב-ממדי הממוקם סביב ה-DNA. הוא מייצג דודקהדרון והוא הזיכרון של כל כוח החיים.

בשל העובדה שאדם אינו מעמיס על עצמו בידע רוחני, חילופי המידע ב-DNA עם המעטפת הגבישית מתרחשים באיטיות רבה. עבור אדם ממוצע זה רק חמישה עשר אחוז.

ההנחה היא שזה נעשה במיוחד כדי לקצר חיי אדם ולרדת לרמת הדואליות. לפיכך, החוב הקארמי של האדם גדל, ורמת הרטט הדרושה לכמה ישויות נשמרת על הפלנטה.

פחמימות- אלו תרכובות אורגניות הכוללות פחמן, מימן וחמצן. פחמימות מחולקות לחד-, די- ופוליסכרידים.

מונוסכרידים הם סוכרים פשוטים המורכבים מ-3 אטומי C או יותר: גלוקוז, ריבוז ודאוקסיריבוז. אין לבצע הידרוליזה, עלול להתגבש, מסיס במים, בעל טעם מתוק

פוליסכרידים נוצרים כתוצאה מפילמור של חד סוכרים. יחד עם זאת, הם מאבדים את יכולת ההתגבשות שלהם ואת טעמם המתוק. דוגמה - עמילן, גליקוגן, תאית.

1. אנרגיה היא מקור האנרגיה העיקרי בתא (1 גרם = 17.6 קילו-ג'יי)

2. מבני - חלק ממברנות של תאי צמחים (צלולוזה) ותאי בעלי חיים

3. מקור לסינתזה של תרכובות אחרות

4. אחסון (גליקוגן - בתאי בעלי חיים, עמילן - בתאי צמחים)

5. מתחברים

ליפידים- תרכובות מורכבות של גליצרול וחומצות שומן. לא מסיס במים, רק בממיסים אורגניים. ישנם ליפידים פשוטים ומורכבים.

פונקציות של שומנים:

1. מבני - הבסיס לכל ממברנות התא

2. אנרגיה (1 גרם = 37.6 קילו-ג'יי)

3. אחסון

4. בידוד תרמי

5. מקור מים תוך תאיים

ATP -חומר אוניברסלי יחיד עתיר אנרגיה בתאים של צמחים, בעלי חיים ומיקרואורגניזמים. בעזרת ATP, אנרגיה מצטברת ומועברת בתא. ATP מורכב מהבסיס החנקני אדאין, ריבוז הפחמימה ושלוש שאריות חומצה זרחתית. קבוצות פוספט מחוברות זו לזו באמצעות קשרים בעלי אנרגיה גבוהה. הפונקציות של ATP הן העברת אנרגיה.

סנאיםהם החומר השולט בכל היצורים החיים. חלבון הוא פולימר שהמונומר שלו הוא חומצות אמינו (20).חומצות אמינו מחוברות במולקולת חלבון באמצעות קשרים פפטידים הנוצרים בין קבוצת האמינו של חומצת אמינו אחת לקבוצת הקרבוקסיל של אחרת. לכל תא יש קבוצה ייחודית של חלבונים.

ישנן מספר רמות ארגון של מולקולת החלבון. יְסוֹדִימבנה - רצף של חומצות אמינו המחוברות בקשר פפטיד. מבנה זה קובע את הספציפיות של החלבון. ב מִשׁנִילמבנה המולקולה יש צורה של ספירלה, יציבותה מובטחת על ידי קשרי מימן. שלישיהמבנה נוצר כתוצאה מהפיכת הספירלה לצורה כדורית תלת מימדית - כדור. רבעונימתרחש כאשר מספר מולקולות חלבון מתחברות לקומפלקס אחד. הפעילות התפקודית של חלבונים מתבטאת במבנה 2,3 או 3.

מבנה החלבונים משתנה בהשפעת כימיקלים שונים (חומצה, אלקלי, אלכוהול ואחרים) וגורמים פיזיקליים (קרינת t גבוהה ונמוכה), אנזימים. אם שינויים אלו משמרים את המבנה הראשוני, התהליך הפיך ונקרא דנטורציה.הרס המבנה הראשוני נקרא קרישה(תהליך בלתי הפיך של הרס חלבון)

פונקציות של חלבונים

1. מבני

2. קטליטי

3. התכווצות (חלבוני אקטין ומיוזין בסיבי שריר)

4. תחבורה (המוגלובין)

5. רגולטורי (אינסולין)

6. אות

7. מגן

8. אנרגיה (1 גרם=17.2 קילו-ג'יי)

סוגי חומצות גרעין. חומצות גרעין- ביופולימרים המכילים זרחן של אורגניזמים חיים, המספקים אחסון והעברה של מידע תורשתי. הם התגלו ב-1869 על ידי הביוכימאי השוויצרי F. Miescher בגרעינים של לויקוציטים וזרע סלמון. לאחר מכן, נמצאו חומצות גרעין בכל תאי הצמח והחי, וירוסים, חיידקים ופטריות.

ישנם שני סוגים של חומצות גרעין בטבע - חומצה דאוקסיריבונוקלאית (DNA)ו חומצה ריבונוקלאית (RNA).ההבדל בשמות מוסבר בכך שמולקולת ה-DNA מכילה את חמשת הפחמנים הסוכרים דאוקסיריבוז, ומולקולת ה-RNA מכילה ריבוז.

ה-DNA נמצא בעיקר בכרומוזומים של גרעין התא (99% מכלל ה-DNA של התא), וכן במיטוכונדריה ובכלורופלסטים. RNA הוא חלק מהריבוזומים; מולקולות RNA כלולות גם בציטופלזמה, במטריקס של פלסטידים ובמיטוכונדריה.

נוקלאוטידים- מרכיבים מבניים של חומצות גרעין. חומצות גרעין הן ביו-פולימרים שהמונומרים שלהם הם נוקלאוטידים.

נוקלאוטידים- חומרים מורכבים. כל נוקלאוטיד מכיל בסיס חנקני, סוכר בן חמישה פחמנים (ריבוז או דאוקסיריבוז) ושארית חומצה זרחתית.

ישנם חמישה בסיסים חנקן עיקריים: אדנין, גואנין, אורציל, תימין וציטוזין.

DNA.מולקולת DNA מורכבת משתי שרשראות פולינוקלאוטידים, המעוותות זו בזו באופן ספיראלי.

הנוקלאוטידים של מולקולת DNA מכילים ארבעה סוגים של בסיסים חנקניים: אדנין, גואנין, תימין וציטוצין. בשרשרת פולינוקלאוטידים, נוקלאוטידים שכנים מחוברים זה לזה על ידי קשרים קוולנטיים.

שרשרת הפולינוקלאוטידים של ה-DNA מתפתלת בצורת ספירלה כמו גרם מדרגות לוליינית ומחוברת לשרשרת נוספת, משלימה, באמצעות קשרי מימן הנוצרים בין אדנין לטימין (שני קשרים), וכן גואנין וציטוזין (שלושה קשרים). נוקלאוטידים A ו-T, G ו-C נקראים מַשׁלִים.

כתוצאה מכך, בכל אורגניזם מספר נוקלאוטידים אדניל שווה למספר נוקלאוטידים תימידיל, ומספר נוקלאוטידים גואניל שווה למספר נוקלאוטידים ציטידיל. הודות לתכונה זו, רצף הנוקלאוטידים בשרשרת אחת קובע את הרצף שלהם בשרשרת השנייה. היכולת הזו לשלב נוקלאוטידים באופן סלקטיבי נקראת השלמה,והתכונה הזו עומדת בבסיס היווצרות מולקולות DNA חדשות המבוססות על המולקולה המקורית (שכפול,כלומר הכפלה).

כאשר התנאים משתנים, DNA, כמו חלבונים, יכול לעבור דנטורציה, מה שנקרא התכה. עם חזרה הדרגתית למצב נורמלי, ה-DNA מתחדש.

תפקיד ה-DNA הוא אחסון, העברה ושכפול של מידע גנטי לאורך דורות. ה-DNA של כל תא מקודד מידע על כל החלבונים של אורגניזם נתון, על אילו חלבונים, באיזה רצף ובאילו כמויות יסונתז. רצף חומצות האמינו בחלבונים נכתב ב-DNA על ידי מה שנקרא קוד גנטי (טריפלט).

רָאשִׁי תכונה DNAהואהיכולת שלו לשכפל.

שכפול -זהו תהליך של שכפול עצמי של מולקולות DNA המתרחש בשליטה של ​​אנזימים. שכפול מתרחש לפני כל חלוקה גרעינית. זה מתחיל עם סליל ה-DNA המתנתק באופן זמני תחת פעולת האנזים DNA פולימראז. על כל אחת מהשרשרות שנוצרו לאחר קרע של קשרי מימן, מסונתז גדיל DNA בת על פי עקרון ההשלמה. החומר לסינתזה הם נוקלאוטידים חופשיים הנמצאים בגרעין

לפיכך, כל שרשרת פולינוקלאוטידים ממלאת תפקיד מטריצותלשרשרת משלימה חדשה (לכן, תהליך הכפלת מולקולות ה-DNA מתייחס לתגובות סינתזת מטריצה).התוצאה היא שתי מולקולות DNA, שלכל אחת מהן נותרה שרשרת אחת ממולקולת האם (חצי), והשנייה מסונתזת לאחרונה. יתר על כן, שרשרת חדשה אחת מסונתזת רציפה, והשנייה - הראשונה בצורה של שברים קצרים. לאחר מכן תופרים לשרשרת ארוכה אנזים מיוחד - DNA ligase כתוצאה משכפול, שתי מולקולות DNA חדשות הן העתק מדויק של המולקולה המקורית.

המשמעות הביולוגית של שכפול נעוצה בהעברת מידע תורשתי מדויק מתא האם לתאי הבת, המתרחשת במהלך חלוקת תאים סומטיים.

RNA.המבנה של מולקולות ה-RNA דומה במובנים רבים למבנה של מולקולות ה-DNA. עם זאת, ישנם מספר הבדלים משמעותיים. במולקולת ה-RNA, הנוקלאוטידים מכילים ריבוז במקום דאוקסיריבוז, ונוקלאוטיד אורידיל (U) במקום נוקלאוטיד תימידיל (T). ההבדל העיקרי מ-DNA הוא שמולקולת ה-RNA היא גדיל בודד. עם זאת, הנוקלאוטידים שלו מסוגלים ליצור קשרי מימן זה עם זה (למשל ב-tRNA, מולקולות rRNA), אבל במקרה זה אנחנו מדברים על חיבור תוך שרשרת של נוקלאוטידים משלימים. שרשראות RNA קצרות בהרבה מ-DNA.

ישנם מספר סוגים של RNA בתא, הנבדלים זה מזה בגודל מולקולרי, במבנה, במיקום בתא ובתפקודים:

1. RNA שליח (mRNA) - מעביר מידע גנטי מ-DNA לריבוזומים

2. RNA ריבוזומי (rRNA) - חלק מהריבוזומים

3. 3. העברה RNA (tRNA) - נושאת חומצות אמינו לריבוזומים במהלך סינתזת חלבון



מיליוני תגובות ביוכימיות מתרחשות בכל תא בגופנו. הם מזורזים על ידי מגוון אנזימים, שלעיתים קרובות דורשים אנרגיה. מאיפה התא משיג את זה? על שאלה זו ניתן לענות אם ניקח בחשבון את המבנה של מולקולת ה-ATP - אחד ממקורות האנרגיה העיקריים.

ATP הוא מקור אוניברסלי לאנרגיה

ATP מייצג אדנוזין טריפוספט, או אדנוזין טריפוספט. החומר הוא אחד משני מקורות האנרגיה החשובים ביותר בכל תא. המבנה של ATP ותפקידו הביולוגי קשורים קשר הדוק. רוב התגובות הביוכימיות יכולות להתרחש רק עם השתתפות של מולקולות של חומר, זה נכון במיוחד, עם זאת, ATP רק לעתים רחוקות מעורב ישירות בתגובה: כדי שכל תהליך יתרחש, יש צורך באנרגיה הכלולה בדיוק באדנוזין טריפוספט.

מבנה המולקולות של החומר הוא כזה שהקשרים הנוצרים בין קבוצות פוספט נושאים כמות עצומה של אנרגיה. לכן, קשרים כאלה נקראים גם מאקרו-אירגיים, או מאקרו-אנרגטיים (מאקרו=הרבה, כמות גדולה). המונח הוצג לראשונה על ידי המדען פ. ליפמן, והוא גם הציע להשתמש בסמל ̴ כדי לייעד אותם.

חשוב מאוד לתא לשמור על רמה קבועה של אדנוזין טריפוספט. זה נכון במיוחד עבור תאי שריר וסיבי עצב, מכיוון שהם תלויים ביותר באנרגיה ודורשים תכולה גבוהה של אדנוזין טריפוספט כדי לבצע את תפקידיהם.

המבנה של מולקולת ה-ATP

אדנוזין טריפוספט מורכב משלושה יסודות: ריבוז, אדנין ושאריות

ריבוז- פחמימה השייכת לקבוצת הפנטוז. המשמעות היא שריבוז מכיל 5 אטומי פחמן, הכלואים במחזור. ריבוז מתחבר לאדנין דרך קשר β-N-glycosidic על אטום הפחמן הראשון. לפנטוז מוסיפים גם שאריות חומצה זרחתית על אטום הפחמן החמישי.

אדנין הוא בסיס חנקני.בהתאם לאיזה בסיס חנקני מחובר לריבוז, נבדלים גם GTP (גואנוזין טריפוספט), TTP (תימידין טריפוספט), CTP (ציטידין טריפוספט) ו-UTP (אורידין טריפוספט). כל החומרים הללו דומים במבנה לאדנוזין טריפוספט וממלאים בערך את אותם פונקציות, אבל הם הרבה פחות שכיחים בתא.

שאריות חומצה זרחתית. לריבוז ניתן להצמיד לכל היותר שלושה שאריות חומצה זרחתית. אם יש שניים או רק אחד, אז החומר נקרא ADP (דיפוספט) או AMP (מונופוספט). בין שאריות הזרחן נוצרים קשרים מאקרו-אנרגטיים, שלאחר הקרע שלהם משתחררים 40 עד 60 קילו-ג'יי של אנרגיה. אם שני קשרים נשברים, 80, לעתים רחוקות יותר - 120 קילו-ג'יי של אנרגיה משתחרר. כאשר הקשר בין הריבוז לשארית הזרחן נשבר, משתחררים רק 13.8 קילו-ג'יי, כך שיש רק שני קשרים עתירי אנרגיה במולקולת הטריפוספט (P ̴ P ̴ P), ובמולקולת ADP יש אחד (P ̴ P).

אלו הן התכונות המבניות של ATP. בשל העובדה שנוצר קשר מאקרו-אנרגטי בין שאריות חומצה זרחתית, המבנה והתפקודים של ATP קשורים זה בזה.

מבנה ה-ATP והתפקיד הביולוגי של המולקולה. פונקציות נוספות של אדנוזין טריפוספט

בנוסף לאנרגיה, ATP יכול לבצע פונקציות רבות אחרות בתא. יחד עם טריפוספטים נוקלאוטידים אחרים, טריפוספט מעורב בבניית חומצות גרעין. במקרה זה, ATP, GTP, TTP, CTP ו-UTP הם ספקים של בסיסים חנקניים. מאפיין זה משמש בתהליכים ותעתוק.

ATP נדרש גם לתפקוד של תעלות יונים. לדוגמה, תעלת Na-K שואבת 3 מולקולות נתרן מהתא ומשאבת 2 מולקולות אשלגן לתוך התא. זרם יונים זה נחוץ כדי לשמור על מטען חיובי על פני השטח החיצוניים של הממברנה, ורק בעזרת אדנוזין טריפוספט התעלה יכולה לתפקד. כך גם לגבי תעלות פרוטון וסידן.

ATP הוא המבשר של השליח השני cAMP (ציקלי אדנוזין מונופוספט) - cAMP לא רק מעביר את האות המתקבל על ידי קולטני קרום התא, אלא הוא גם אפקטור אלוסטרי. אפקטורים אלוסטריים הם חומרים שמאיצים או מאטים תגובות אנזימטיות. לפיכך, אדנוזין טריפוספט מחזורי מעכב את הסינתזה של אנזים המזרז את פירוק הלקטוז בתאי החיידק.

גם מולקולת האדנוזין טריפוספט עצמה עשויה להיות גורם אלוסטרי. יתרה מכך, בתהליכים כאלה, ADP פועל כאנטגוניסט ל-ATP: אם טריפוספט מאיץ את התגובה, אז דיפוספט מעכב אותה, ולהיפך. אלו הם הפונקציות והמבנה של ATP.

כיצד נוצר ATP בתא?

הפונקציות והמבנה של ATP הם כאלה שהמולקולות של החומר משמשות במהירות ונהרסות. לכן, סינתזת טריפוספט היא תהליך חשוב ביצירת האנרגיה בתא.

ישנן שלוש דרכים חשובות ביותר לסינתזת אדנוזין טריפוספט:

1. זרחון מצע.

2. זרחון חמצוני.

3. פוטופוספורילציה.

זרחון מצע מבוסס על ריבוי תגובות המתרחשות בציטופלזמה של התא. תגובות אלו נקראות גליקוליזה - שלב אנאירובי כתוצאה ממחזור אחד של גליקוליזה, ממולקולה אחת של גלוקוז מסונתזות שתי מולקולות, אשר משמשות לאחר מכן להפקת אנרגיה, ושני ATP מסונתזים.

• C 6 H 12 O 6 + 2ADP + 2Pn --> 2C 3 H 4 O 3 + 2ATP + 4H.

נשימה תאית

זרחון חמצוני הוא היווצרות של אדנוזין טריפוספט על ידי העברת אלקטרונים לאורך שרשרת העברת האלקטרונים של הממברנה. כתוצאה מהעברה זו נוצר שיפוע פרוטונים בצד אחד של הממברנה ובעזרת מערך החלבון האינטגרלי של ATP synthase, נבנות מולקולות. התהליך מתרחש על הממברנה המיטוכונדריאלית.

רצף שלבי הגליקוליזה והזרחון החמצוני במיטוכונדריה מהווה תהליך שכיח הנקרא נשימה. לאחר מחזור שלם, נוצרות 36 מולקולות ATP ממולקולת גלוקוז אחת בתא.

פוטופוספורילציה

תהליך הפוטו-פוספורילציה הוא אותו זרחון חמצוני עם הבדל אחד בלבד: תגובות פוטו-פוספורילציה מתרחשות בכלורופלסטים של התא בהשפעת האור. ATP מיוצר בשלב האור של הפוטוסינתזה, תהליך הפקת האנרגיה העיקרי בצמחים ירוקים, באצות ובכמה חיידקים.

במהלך הפוטוסינתזה, אלקטרונים עוברים דרך אותה שרשרת הובלה של אלקטרונים, וכתוצאה מכך נוצר שיפוע פרוטונים. ריכוז הפרוטונים בצד אחד של הממברנה הוא המקור לסינתזת ATP. הרכבת המולקולות מתבצעת על ידי האנזים ATP synthase.

התא הממוצע מכיל 0.04% אדנוזין טריפוספט לפי משקל. עם זאת, הערך הגבוה ביותר נצפה בתאי שריר: 0.2-0.5%.

יש כמיליארד מולקולות ATP בתא.

כל מולקולה חיה לא יותר מדקה אחת.

מולקולה אחת של אדנוזין טריפוספט מתחדשת 2000-3000 פעמים ביום.

בסך הכל, גוף האדם מסנתז 40 ק"ג של אדנוזין טריפוספט ליום, ובכל זמן נתון עתודת ה-ATP היא 250 גרם.

סיכום

המבנה של ATP והתפקיד הביולוגי של המולקולות שלו קשורים קשר הדוק. החומר ממלא תפקיד מפתח בתהליכי החיים, מכיוון שהקשרים עתירי האנרגיה בין שאריות הפוספט מכילים כמות עצומה של אנרגיה. אדנוזין טריפוספט מבצע פונקציות רבות בתא, ולכן חשוב לשמור על ריכוז קבוע של החומר. ריקבון וסינתזה מתרחשים במהירות גבוהה, שכן האנרגיה של קשרים משמשת כל הזמן בתגובות ביוכימיות. זהו חומר חיוני לכל תא בגוף. זה כנראה כל מה שאפשר לומר על המבנה של ATP.