ജീവജാലങ്ങളുടെ കോശങ്ങളിലെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട പദാർത്ഥം അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് ആണ്. ഈ പേരിൻ്റെ ചുരുക്കെഴുത്ത് നൽകിയാൽ, നമുക്ക് ATP ലഭിക്കും. ഈ പദാർത്ഥം ന്യൂക്ലിയോസൈഡ് ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റുകളുടെ ഗ്രൂപ്പിൽ പെടുന്നു, കൂടാതെ ജീവനുള്ള കോശങ്ങളിലെ ഉപാപചയ പ്രക്രിയകളിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് പകരം വയ്ക്കാനാവാത്ത ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സാണ്.
ഹാർവാർഡ് സ്‌കൂൾ ഓഫ് ട്രോപ്പിക്കൽ മെഡിസിനിലെ ബയോകെമിസ്റ്റുകളാണ് എടിപി കണ്ടെത്തിയവർ - യെല്ലപ്രഗഡ സുബ്ബറാവു, കാൾ ലോഹ്മാൻ, സൈറസ് ഫിസ്‌കെ. 1929-ൽ ഈ കണ്ടുപിടിത്തം സംഭവിച്ചു, ഇത് ജീവശാസ്ത്രത്തിൻ്റെ ജീവശാസ്ത്രത്തിലെ ഒരു പ്രധാന നാഴികക്കല്ലായി മാറി. പിന്നീട്, 1941-ൽ ജർമ്മൻ ബയോകെമിസ്റ്റ് ഫ്രിറ്റ്സ് ലിപ്മാൻ കോശങ്ങളിലെ എടിപിയാണ് ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രധാന വാഹകമെന്ന് കണ്ടെത്തി.
ATP ഘടന
ഈ തന്മാത്രയ്ക്ക് ഒരു വ്യവസ്ഥാപിത നാമമുണ്ട്, അത് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ എഴുതിയിരിക്കുന്നു: 9-β-D-ribofuranosyladenine-5′-triphosphate, അല്ലെങ്കിൽ 9-β-D-ribofuranosyl-6-amino-purine-5′-triphosphate. എടിപി ഉണ്ടാക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങൾ ഏതാണ്? രാസപരമായി, ഇത് അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് ഈസ്റ്റർ ആണ് - അഡിനൈൻ, റൈബോസ് എന്നിവയുടെ ഡെറിവേറ്റീവ്. 1′-കാർബണിൻ്റെ റൈബോസുമായി β-N-ഗ്ലൈക്കോസിഡിക് ബോണ്ട് ഉപയോഗിച്ച് പ്യൂരിൻ നൈട്രജൻ അടിത്തറയായ അഡിനൈൻ സംയോജിപ്പിച്ചാണ് ഈ പദാർത്ഥം രൂപപ്പെടുന്നത്. α-, β-, γ-ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് തന്മാത്രകൾ റൈബോസിൻ്റെ 5′-കാർബണിലേക്ക് തുടർച്ചയായി ചേർക്കുന്നു.
അങ്ങനെ, എടിപി തന്മാത്രയിൽ അഡിനൈൻ, റൈബോസ്, മൂന്ന് ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ തുടങ്ങിയ സംയുക്തങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. വലിയ അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്ന ബോണ്ടുകൾ അടങ്ങിയ ഒരു പ്രത്യേക സംയുക്തമാണ് എടിപി. അത്തരം ബോണ്ടുകളും പദാർത്ഥങ്ങളും ഉയർന്ന ഊർജ്ജം എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നു. ATP തന്മാത്രയുടെ ഈ ബോണ്ടുകളുടെ ജലവിശ്ലേഷണ സമയത്ത്, 40 മുതൽ 60 kJ / mol വരെ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു, ഈ പ്രക്രിയ ഒന്നോ രണ്ടോ ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഇല്ലാതാക്കുന്നു.
ഈ രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾ എഴുതിയിരിക്കുന്നത് ഇങ്ങനെയാണ്:
- 1). ATP + വെള്ളം → ADP + ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് + ഊർജ്ജം;
- 2). ADP + വെള്ളം →AMP + ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് + ഊർജ്ജം.
ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സമയത്ത് പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ചില ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ടുകൾ ആവശ്യമുള്ള കൂടുതൽ ജൈവ രാസ പ്രക്രിയകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഒരു ജീവജാലത്തിൽ എടിപിയുടെ പങ്ക്. അതിൻ്റെ പ്രവർത്തനങ്ങൾ
ATP എന്ത് ഫംഗ്‌ഷൻ ചെയ്യുന്നു?ഒന്നാമതായി, ഊർജ്ജം. മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെ പ്രധാന പങ്ക് ഒരു ജീവജാലത്തിലെ ബയോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് ഊർജ്ജം നൽകുക എന്നതാണ്. രണ്ട് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ബോണ്ടുകളുടെ സാന്നിധ്യം കാരണം, വലിയ ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ടുകൾ ആവശ്യമുള്ള നിരവധി ഫിസിയോളജിക്കൽ, ബയോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്കുള്ള ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി ATP പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതാണ് ഈ പങ്ക്. അത്തരം പ്രക്രിയകൾ ശരീരത്തിലെ സങ്കീർണ്ണമായ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സമന്വയത്തിൻ്റെ എല്ലാ പ്രതികരണങ്ങളാണ്. ഇത്, ഒന്നാമതായി, തന്മാത്രകളുടെ സജീവമായ കൈമാറ്റമാണ് കോശ സ്തരങ്ങൾ, ഇൻ്റർമെംബ്രൺ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ പങ്കാളിത്തം ഉൾപ്പെടെ വൈദ്യുത സാധ്യത, പേശികളുടെ സങ്കോചം നടപ്പിലാക്കൽ.
മുകളിൽ പറഞ്ഞവ കൂടാതെ, ഞങ്ങൾ കുറച്ച് കൂടി പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നു: എടിപിയുടെ പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഒന്നുമില്ല, അതുപോലെ:
ശരീരത്തിൽ എടിപി രൂപപ്പെടുന്നത് എങ്ങനെയാണ്?
അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡിൻ്റെ സമന്വയം നടന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, കാരണം ശരീരത്തിന് എല്ലായ്പ്പോഴും സാധാരണ പ്രവർത്തനത്തിന് ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്. ഏത് നിമിഷവും, ഈ പദാർത്ഥത്തിൽ വളരെ കുറച്ച് മാത്രമേ ഉള്ളൂ - ഏകദേശം 250 ഗ്രാം, ഇത് "മഴയുള്ള ദിവസത്തിനുള്ള" "അടിയന്തര കരുതൽ" ആണ്. രോഗാവസ്ഥയിൽ, ഈ ആസിഡിൻ്റെ തീവ്രമായ സംശ്ലേഷണം നടക്കുന്നു, കാരണം രോഗപ്രതിരോധ ശേഷിയുടെ പ്രവർത്തനത്തിന് ധാരാളം ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്. വിസർജ്ജന സംവിധാനങ്ങൾ, അതുപോലെ ശരീരത്തിൻ്റെ തെർമോൺഗുലേഷൻ സിസ്റ്റം, അത് ആവശ്യമാണ് ഫലപ്രദമായ പോരാട്ടംഅസുഖത്തിൻ്റെ തുടക്കത്തോടെ.
ഏറ്റവും കൂടുതൽ എടിപി ഉള്ള സെല്ലുകൾ ഏതാണ്? ഇവ പേശികളുടെയും നാഡീ കലകളുടെയും കോശങ്ങളാണ്, കാരണം ഊർജ്ജ കൈമാറ്റ പ്രക്രിയകൾ അവയിൽ ഏറ്റവും തീവ്രമായി സംഭവിക്കുന്നു. ഇത് വ്യക്തമാണ്, കാരണം പേശി നാരുകളുടെ സങ്കോചം ആവശ്യമുള്ള ചലനത്തിൽ പേശികൾ പങ്കെടുക്കുന്നു, കൂടാതെ ന്യൂറോണുകൾ വൈദ്യുത പ്രേരണകൾ കൈമാറുന്നു, ഇത് കൂടാതെ എല്ലാ ശരീര സംവിധാനങ്ങളുടെയും പ്രവർത്തനം അസാധ്യമാണ്. അതിനാൽ, സെൽ മാറ്റമില്ലാതെ നിലനിർത്തുന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ് ഉയർന്ന തലംഅഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ്.
അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് തന്മാത്രകൾ ശരീരത്തിൽ എങ്ങനെ രൂപപ്പെടാം? അവർ വിളിക്കപ്പെടുന്നവയാണ് രൂപപ്പെടുന്നത് എഡിപിയുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ (അഡെനോസിൻ ഡിഫോസ്ഫേറ്റ്). ഈ രാസപ്രവർത്തനം ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു:
ADP + ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് + ഊർജ്ജം → ATP + വെള്ളം.
എൻസൈമുകൾ, പ്രകാശം തുടങ്ങിയ ഉൽപ്രേരകങ്ങളുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെയാണ് എഡിപിയുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ സംഭവിക്കുന്നത്. മൂന്ന് വഴികൾ:
ഓക്സിഡേറ്റീവ്, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്നിവ ഇത്തരം സിന്തസിസ് സമയത്ത് ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഉപസംഹാരം
അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ്- ശരീരത്തിലെ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പുതുക്കപ്പെടുന്ന പദാർത്ഥമാണിത്. ഒരു അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് തന്മാത്ര ശരാശരി എത്ര കാലം ജീവിക്കും? മനുഷ്യശരീരത്തിൽ, ഉദാഹരണത്തിന്, അതിൻ്റെ ആയുസ്സ് ഒരു മിനിറ്റിൽ താഴെയാണ്, അതിനാൽ അത്തരമൊരു പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഒരു തന്മാത്ര ജനിക്കുകയും പ്രതിദിനം 3000 തവണ വരെ ക്ഷയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അതിശയകരമെന്നു പറയട്ടെ, പകൽ സമയത്ത് മനുഷ്യ ശരീരംഈ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ ഏകദേശം 40 കിലോ സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു! ഈ "ആന്തരിക ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ" ആവശ്യം ഞങ്ങൾക്ക് വളരെ വലുതാണ്!
ഒരു ജീവിയുടെ ശരീരത്തിലെ ഉപാപചയ പ്രക്രിയകൾക്കുള്ള ഊർജ്ജ ഇന്ധനമായി എടിപിയുടെ സമന്വയത്തിൻ്റെ മുഴുവൻ ചക്രവും കൂടുതൽ ഉപയോഗവും ഈ ജീവിയിലെ ഊർജ്ജ ഉപാപചയത്തിൻ്റെ സത്തയെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ഒരു ജീവിയുടെ എല്ലാ കോശങ്ങളുടെയും സാധാരണ പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുന്ന ഒരുതരം "ബാറ്ററി" ആണ് അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ്.
കോശത്തിനുള്ള ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഉറവിടം പോഷകങ്ങളാണ്: കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ്, കൊഴുപ്പ്, പ്രോട്ടീനുകൾ, ഓക്സിജൻ്റെ സഹായത്തോടെ ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകളും, ശരീര കോശങ്ങളിൽ എത്തുന്നതിനുമുമ്പ്, ജോലി കാരണം ദഹനനാളംകരളിനെ ഗ്ലൂക്കോസാക്കി മാറ്റുന്നു. കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകൾക്കൊപ്പം, പ്രോട്ടീനുകളും അമിനോ ആസിഡുകളും ലിപിഡുകളും ഫാറ്റി ആസിഡുകളും ആയി വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. കോശത്തിൽ, പോഷകങ്ങൾ ഓക്സിജൻ്റെ സ്വാധീനത്തിലും ഊർജ്ജ പ്രകാശന പ്രതികരണങ്ങളെയും അതിൻ്റെ ഉപയോഗത്തെയും നിയന്ത്രിക്കുന്ന എൻസൈമുകളുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെയും ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. മിക്കവാറും എല്ലാ ഓക്സിഡേറ്റീവ് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയിൽ സംഭവിക്കുന്നു, കൂടാതെ പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സംയുക്തത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കുന്നു - എടിപി. തുടർന്ന്, ഇത് എടിപിയാണ്, പോഷകങ്ങളല്ല, ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ഇൻട്രാ സെല്ലുലാർ മെറ്റബോളിക് പ്രക്രിയകൾ നൽകാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ATP തന്മാത്രയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു: (1) നൈട്രജൻ ബേസ് അഡിനൈൻ; (2) പെൻ്റോസ് കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് റൈബോസ്, (3) മൂന്ന് ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ. അവസാനത്തെ രണ്ട് ഫോസ്ഫേറ്റുകൾ പരസ്പരം ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നതും ബാക്കിയുള്ള തന്മാത്രകളുമായി ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഫോസ്ഫേറ്റ് ബോണ്ടുകളാൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ATP ഫോർമുലയിൽ ~ എന്ന ചിഹ്നത്താൽ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ശരീരത്തിൻ്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾക്ക് വിധേയമായി, അത്തരം ഓരോ ബോണ്ടിൻ്റെയും ഊർജ്ജം എടിപിയുടെ 1 മോളിന് 12,000 കലോറിയാണ്, ഇത് ഒരു സാധാരണ കെമിക്കൽ ബോണ്ടിൻ്റെ ഊർജ്ജത്തേക്കാൾ പലമടങ്ങ് കൂടുതലാണ്, അതിനാലാണ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബോണ്ടുകളെ ഉയർന്നത് എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ഊർജ്ജം. മാത്രമല്ല, ഈ കണക്ഷനുകൾ എളുപ്പത്തിൽ നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ആവശ്യം വരുന്ന ഉടൻ തന്നെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് ഇൻട്രാ സെല്ലുലാർ പ്രക്രിയകൾ നൽകുന്നു.
ഊർജ്ജം പുറത്തുവരുമ്പോൾ, ATP ഒരു ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പ് ദാനം ചെയ്യുകയും അഡിനോസിൻ ഡിഫോസ്ഫേറ്റ് ആയി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. പുറത്തുവിട്ട ഊർജ്ജം മിക്കവാറും എല്ലാ സെല്ലുലാർ പ്രക്രിയകൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് ബയോസിന്തസിസ് പ്രതികരണങ്ങളിലും പേശികളുടെ സങ്കോചത്തിലും.
എടിപി കരുതൽ നികത്തൽ സംഭവിക്കുന്നത് എഡിപിയെ ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടവുമായി വീണ്ടും സംയോജിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയാണ്. പോഷകങ്ങൾ. ഈ പ്രക്രിയ വീണ്ടും വീണ്ടും ആവർത്തിക്കുന്നു. എടിപി നിരന്തരം ഉപയോഗിക്കുകയും സംഭരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിനാലാണ് ഇതിനെ സെല്ലിൻ്റെ ഊർജ്ജ കറൻസി എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. ATP വിറ്റുവരവ് സമയം കുറച്ച് മിനിറ്റുകൾ മാത്രമാണ്.
മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയുടെ പങ്ക് രാസപ്രവർത്തനങ്ങൾഎടിപി രൂപീകരണം. സെല്ലിലേക്ക് ഗ്ലൂക്കോസ് പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ, സൈറ്റോപ്ലാസ്മിക് എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ഇത് പൈറൂവിക് ആസിഡായി മാറുന്നു (ഈ പ്രക്രിയയെ ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു). ഈ പ്രക്രിയയിൽ പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം, എഡിപിയുടെ ഒരു ചെറിയ തുകയെ എടിപിയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നതിനായി ചെലവഴിക്കുന്നു, ഇത് മൊത്തം ഊർജ്ജ കരുതൽ ശേഖരത്തിൻ്റെ 5% ൽ താഴെയാണ്.
എടിപി സിന്തസിസ് 95% മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയിലാണ് നടക്കുന്നത്. പൈറൂവിക് ആസിഡ്, ഫാറ്റി ആസിഡ്കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകൾ, കൊഴുപ്പുകൾ, പ്രോട്ടീനുകൾ എന്നിവയിൽ നിന്ന് യഥാക്രമം രൂപപ്പെടുന്ന അമിനോ ആസിഡുകൾ, ഒടുവിൽ മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മാട്രിക്സിൽ "അസെറ്റൈൽ-കോഎ" എന്ന സംയുക്തമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഈ സംയുക്തം, അതാകട്ടെ, എൻസൈമാറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയ്ക്ക് വിധേയമാകുന്നു പൊതുവായ പേര്"ട്രൈകാർബോക്സിലിക് ആസിഡ് സൈക്കിൾ" അല്ലെങ്കിൽ "ക്രെബ്സ് സൈക്കിൾ" അതിൻ്റെ ഊർജ്ജം നൽകാൻ. ട്രൈകാർബോക്സിലിക് ആസിഡ് സൈക്കിളിൽ, അസറ്റൈൽ-കോഎ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളായും കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് തന്മാത്രകളായും വിഭജിക്കപ്പെടുന്നു. കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, തുടർന്ന് കോശത്തിൽ നിന്ന് വ്യാപിച്ച് ശ്വാസകോശത്തിലൂടെ ശരീരത്തിൽ നിന്ന് നീക്കംചെയ്യുന്നു.
ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ രാസപരമായി വളരെ സജീവമാണ്, അതിനാൽ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്ന ഓക്സിജനുമായി ഉടനടി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഈ പ്രതികരണത്തിൽ പുറത്തുവിടുന്ന വലിയ അളവിലുള്ള ഊർജ്ജം പല എഡിപി തന്മാത്രകളെയും എടിപി ആക്കി മാറ്റാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ വളരെ സങ്കീർണ്ണമാണ്, കൂടാതെ മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ ക്രിസ്റ്റയുടെ ഭാഗമായ ധാരാളം എൻസൈമുകളുടെ പങ്കാളിത്തം ആവശ്യമാണ്. പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിൽ, ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റത്തിൽ നിന്ന് ഒരു ഇലക്ട്രോൺ വിഭജിക്കപ്പെടുകയും ആറ്റം ഒരു ഹൈഡ്രജൻ അയോണായി മാറുകയും ചെയ്യുന്നു. ഓക്സിജനുമായി ഹൈഡ്രജൻ അയോണുകൾ ചേർക്കുന്നതോടെ പ്രക്രിയ അവസാനിക്കുന്നു. ഈ പ്രതികരണത്തിൻ്റെ ഫലമായി, വെള്ളവും വലിയ അളവിലുള്ള ഊർജ്ജവും രൂപം കൊള്ളുന്നു, ഇത് എടിപി സിന്തറ്റേസിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിന് ആവശ്യമാണ്, ഇത് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ ക്രിസ്റ്റയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ട്യൂബർക്കിളുകളുടെ രൂപത്തിൽ നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന ഒരു വലിയ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള പ്രോട്ടീനാണ്. ഹൈഡ്രജൻ അയോണുകളുടെ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഈ എൻസൈമിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ, എഡിപി എടിപിയായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയിൽ നിന്ന് ന്യൂക്ലിയസ് ഉൾപ്പെടെയുള്ള സെല്ലിൻ്റെ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളിലേക്കും പുതിയ എടിപി തന്മാത്രകൾ അയയ്ക്കപ്പെടുന്നു, അവിടെ ഈ സംയുക്തത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം വിവിധ പ്രവർത്തനങ്ങൾ നൽകാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. എടിപി സിന്തസിസിൻ്റെ ഈ പ്രക്രിയയെ പൊതുവെ എടിപി രൂപീകരണത്തിൻ്റെ കെമിയോസ്മോട്ടിക് മെക്കാനിസം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
പോഷകങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നിടത്തോളം കാലം ഏതൊരു ജീവിയും നിലനിൽക്കും ബാഹ്യ പരിസ്ഥിതിഅതിൻ്റെ സുപ്രധാന പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഉൽപന്നങ്ങൾ ഈ പരിതസ്ഥിതിയിൽ റിലീസ് ചെയ്യുമ്പോൾ. സെല്ലിനുള്ളിൽ, തുടർച്ചയായ, വളരെ സങ്കീർണ്ണമായ രാസ പരിവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു, ഇതിന് നന്ദി, സെൽ ബോഡിയുടെ ഘടകങ്ങൾ പോഷകങ്ങളിൽ നിന്ന് രൂപം കൊള്ളുന്നു. ഒരു ജീവജാലത്തിലെ പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ പരിവർത്തന പ്രക്രിയകളുടെ ഒരു കൂട്ടം, അതിൻ്റെ നിരന്തരമായ പുതുക്കലിനൊപ്പം, മെറ്റബോളിസം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
പോഷകങ്ങളുടെ ആഗിരണം, സ്വാംശീകരണം, സൃഷ്ടിക്കൽ എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന പൊതുവായ മെറ്റബോളിസത്തിൻ്റെ ഭാഗം ഘടനാപരമായ ഘടകങ്ങൾകോശങ്ങളെ സ്വാംശീകരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു - ഇതൊരു സൃഷ്ടിപരമായ കൈമാറ്റമാണ്. ജനറൽ എക്സ്ചേഞ്ചിൻ്റെ രണ്ടാം ഭാഗം ഡിസിമിലേഷൻ പ്രക്രിയകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അതായത്. വിഘടനവും ഓക്സീകരണ പ്രക്രിയകളും ജൈവവസ്തുക്കൾ, അതിൻ്റെ ഫലമായി കോശത്തിന് ഊർജ്ജം ലഭിക്കുന്നു, ഊർജ്ജ ഉപാപചയമാണ്. സൃഷ്ടിപരവും ഊർജ്ജ കൈമാറ്റവും ഒരൊറ്റ മൊത്തത്തിൽ രൂപം കൊള്ളുന്നു.
സൃഷ്ടിപരമായ മെറ്റബോളിസത്തിൻ്റെ പ്രക്രിയയിൽ, സെൽ അതിൻ്റെ ശരീരത്തിലെ ബയോപോളിമറുകൾ വളരെ പരിമിതമായ കുറഞ്ഞ തന്മാത്രാ സംയുക്തങ്ങളിൽ നിന്ന് സമന്വയിപ്പിക്കുന്നു. വിവിധ എൻസൈമുകളുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെ ബയോസിന്തറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ സംഭവിക്കുകയും ഊർജ്ജം ആവശ്യപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
ജീവജാലങ്ങൾക്ക് രാസബന്ധിത ഊർജ്ജം മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയൂ. ഓരോ പദാർത്ഥത്തിനും ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ഊർജ്ജം ഉണ്ട്. അതിൻ്റെ പ്രധാന മെറ്റീരിയൽ വാഹകർ കെമിക്കൽ ബോണ്ടുകളാണ്, അതിൻ്റെ വിള്ളൽ അല്ലെങ്കിൽ പരിവർത്തനം ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രകാശനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ നിലചില ബോണ്ടുകൾക്ക് 8-10 kJ മൂല്യമുണ്ട് - ഈ ബോണ്ടുകളെ സാധാരണ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മറ്റ് ബോണ്ടുകളിൽ ഗണ്യമായ കൂടുതൽ ഊർജ്ജം അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു - 25-40 kJ - ഇവയാണ് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ബോണ്ടുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നത്. അത്തരം ബോണ്ടുകളുള്ള അറിയപ്പെടുന്ന മിക്കവാറും എല്ലാ സംയുക്തങ്ങളിലും ഫോസ്ഫറസ് അല്ലെങ്കിൽ സൾഫർ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, തന്മാത്രയിൽ ഈ ബോണ്ടുകൾ പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ചിരിക്കുന്നു. കോശ ജീവിതത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്ന സംയുക്തങ്ങളിലൊന്നാണ് അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് (എടിപി).
അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് (എടിപി) ഓർഗാനിക് ബേസ് അഡിനൈൻ (I), കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് റൈബോസ് (II), മൂന്ന് ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ (III) എന്നിവ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. അഡിനൈൻ, റൈബോസ് എന്നിവയുടെ സംയോജനത്തെ അഡെനോസിൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. പൈറോഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകൾക്ക് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ബോണ്ടുകൾ ഉണ്ട്, ~ സൂചിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ജലത്തിൻ്റെ പങ്കാളിത്തത്തോടെയുള്ള ഒരു എടിപി തന്മാത്രയുടെ വിഘടനം, ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡിൻ്റെ ഒരു തന്മാത്രയുടെ ഉന്മൂലനം, 33-42 kJ / mol ന് തുല്യമായ സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രകാശനം എന്നിവയ്ക്കൊപ്പം ഉണ്ടാകുന്നു. എടിപി ഉൾപ്പെടുന്ന എല്ലാ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും എൻസൈം സംവിധാനങ്ങളാൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു.
ചിത്രം.1. അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് (എടിപി)
കോശത്തിലെ ഊർജ്ജ ഉപാപചയം. എടിപി സിന്തസിസ്
ശ്വസന സമയത്ത് മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മെംബ്രണുകളിൽ എടിപി സിന്തസിസ് സംഭവിക്കുന്നു, അതിനാൽ ശ്വസന ശൃംഖലയിലെ എല്ലാ എൻസൈമുകളും കോഫാക്ടറുകളും, എല്ലാ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എൻസൈമുകളും ഈ അവയവങ്ങളിൽ പ്രാദേശികവൽക്കരിച്ചിരിക്കുന്നു.
എഡിപിയിൽ നിന്നും ഫോസ്ഫേറ്റിൽ നിന്നും (പി) രണ്ട് എച്ച് + അയോണുകൾ വിഭജിക്കപ്പെടുന്ന വിധത്തിലാണ് എടിപി സിന്തസിസ് സംഭവിക്കുന്നത്. വലത് വശംമെംബ്രൻ, ബി പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ കുറവ് സമയത്ത് രണ്ട് H + നഷ്ടം നികത്തുന്നു. ഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെ ഓക്സിജൻ ആറ്റങ്ങളിലൊന്ന് മെംബ്രണിൻ്റെ മറുവശത്തേക്ക് മാറ്റുകയും ഇടത് കമ്പാർട്ടുമെൻ്റിൽ നിന്ന് രണ്ട് H + അയോണുകൾ ചേരുകയും H 2 O രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫോസ്‌ഫോറിലിൻ്റെ അവശിഷ്ടം എഡിപിയിൽ ചേരുകയും എടിപി രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
ചിത്രം.2. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ മെംബ്രണുകളിൽ എടിപിയുടെ ഓക്സീകരണത്തിൻ്റെയും സമന്വയത്തിൻ്റെയും പദ്ധതി
ജീവജാലങ്ങളുടെ കോശങ്ങളിൽ, എടിപിയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്ന നിരവധി ബയോസിന്തറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ പഠിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഈ സമയത്ത് കാർബോക്സൈലേഷൻ, ഡീകാർബോക്സിലേഷൻ, അമൈഡ് ബോണ്ടുകളുടെ സമന്വയം, എടിപിയിൽ നിന്ന് ഊർജ്ജം കൈമാറാൻ കഴിവുള്ള ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപീകരണം. പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സമന്വയത്തിൻ്റെ അനാബോളിക് പ്രതികരണങ്ങൾ സംഭവിക്കുന്നു. ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ കളിക്കുന്നു പ്രധാന പങ്ക്സസ്യ ജീവികളുടെ ഉപാപചയ പ്രക്രിയകളിൽ.
എടിപിയുടെയും മറ്റ് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ന്യൂക്ലിയോസൈഡ് പോളിഫോസ്ഫേറ്റുകളുടെയും (ജിടിപി, സിടിപി, യുജിപി) പങ്കാളിത്തത്തോടെ, മോണോസാക്രറൈഡുകൾ, അമിനോ ആസിഡുകൾ, നൈട്രജൻ ബേസുകൾ, അസൈൽഗ്ലിസറോളുകൾ എന്നിവയുടെ തന്മാത്രകളുടെ സജീവമാക്കൽ, ന്യൂക്ലിയോട്ടൈഡുകളുടെ സജീവ ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് സംയുക്തങ്ങളുടെ സമന്വയത്തിലൂടെ സംഭവിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, എഡിപി-ഗ്ലൂക്കോസ് പൈറോഫോസ്ഫോറിലേസ് എന്ന എൻസൈമിൻ്റെ പങ്കാളിത്തത്തോടെ അന്നജം സിന്തസിസ് പ്രക്രിയയിൽ, ഗ്ലൂക്കോസിൻ്റെ ഒരു സജീവമായ രൂപം രൂപം കൊള്ളുന്നു - അഡെനോസിൻ ഡിഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്ലൂക്കോസ്, ഇത് തന്മാത്രകളുടെ ഘടനയുടെ രൂപീകരണ സമയത്ത് ഗ്ലൂക്കോസ് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ ദാതാവായി മാറുന്നു. ഈ പോളിസാക്രറൈഡ്.
ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ എല്ലാ ജീവജാലങ്ങളുടെയും കോശങ്ങളിൽ എടിപി സിന്തസിസ് സംഭവിക്കുന്നു, അതായത്. എഡിപിയിലേക്ക് അജൈവ ഫോസ്ഫേറ്റ് ചേർക്കുന്നു. എഡിപിയുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷനുള്ള ഊർജ്ജം ഊർജ്ജ ഉപാപചയ സമയത്ത് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. എനർജി മെറ്റബോളിസം അല്ലെങ്കിൽ ഡിസിമിലേഷൻ എന്നത് ഓർഗാനിക് പദാർത്ഥങ്ങളുടെ തകർച്ചയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു കൂട്ടമാണ്, ഒപ്പം ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രകാശനവും. ആവാസ വ്യവസ്ഥയെ ആശ്രയിച്ച്, രണ്ടോ മൂന്നോ ഘട്ടങ്ങളിൽ ഭിന്നത സംഭവിക്കാം.
മിക്ക ജീവജാലങ്ങളിലും - ഓക്സിജൻ പരിതസ്ഥിതിയിൽ വസിക്കുന്ന എയറോബുകൾ - ഡിസിമിലേഷൻ സമയത്ത് മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങൾ നടത്തുന്നു: തയ്യാറെടുപ്പ്, ഓക്സിജൻ രഹിത, ഓക്സിജൻ, ഈ സമയത്ത് ജൈവവസ്തുക്കൾ അജൈവ സംയുക്തങ്ങളായി വിഘടിക്കുന്നു. ഓക്സിജൻ ഇല്ലാത്ത അന്തരീക്ഷത്തിൽ വസിക്കുന്ന അനറോബുകളിൽ, അല്ലെങ്കിൽ ഓക്സിജൻ്റെ അഭാവമുള്ള എയ്‌റോബുകളിൽ, ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് രൂപപ്പെടുന്ന ആദ്യ രണ്ട് ഘട്ടങ്ങളിൽ മാത്രമേ അസമത്വം സംഭവിക്കൂ. ജൈവ സംയുക്തങ്ങൾ, ഇപ്പോഴും ഊർജ്ജം കൊണ്ട് സമ്പന്നമാണ്.
ആദ്യ ഘട്ടം - തയ്യാറെടുപ്പ് - സങ്കീർണ്ണമായ ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ എൻസൈമാറ്റിക് തകർച്ച ഉൾക്കൊള്ളുന്നു (പ്രോട്ടീനുകൾ അമിനോ ആസിഡുകളായി, കൊഴുപ്പുകൾ ഗ്ലിസറോളിലേക്കും ഫാറ്റി ആസിഡുകളിലേക്കും, പോളിസാക്രറൈഡുകൾ മോണോസാക്രറൈഡുകളിലേക്കും ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകൾ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകളിലേക്കും). ഓർഗാനിക് ഫുഡ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ തകർച്ച നടത്തുന്നത് വ്യത്യസ്ത തലങ്ങൾമൾട്ടിസെല്ലുലാർ ജീവികളുടെ ദഹനനാളം. ലൈസോസോമുകളുടെ ഹൈഡ്രോലൈറ്റിക് എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിലാണ് ജൈവ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഇൻട്രാ സെല്ലുലാർ തകർച്ച സംഭവിക്കുന്നത്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം താപത്തിൻ്റെ രൂപത്തിൽ ചിതറിക്കിടക്കുന്നു, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ചെറിയ ജൈവ തന്മാത്രകൾ കൂടുതൽ തകർച്ചയ്ക്ക് വിധേയമാകാം അല്ലെങ്കിൽ സെല്ലിന് സ്വന്തം ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുടെ സമന്വയത്തിനായി "നിർമ്മാണ വസ്തു" ആയി ഉപയോഗിക്കാം.
രണ്ടാം ഘട്ടം - അപൂർണ്ണമായ ഓക്സിഡേഷൻ (ഓക്സിജൻ-ഫ്രീ) - സെല്ലിൻ്റെ സൈറ്റോപ്ലാസത്തിൽ നേരിട്ട് സംഭവിക്കുന്നു, ഓക്സിജൻ്റെ സാന്നിധ്യം ആവശ്യമില്ല, കൂടാതെ ഓർഗാനിക് അടിവസ്ത്രങ്ങളുടെ കൂടുതൽ തകർച്ചയും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. കോശത്തിലെ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ പ്രധാന ഉറവിടം ഗ്ലൂക്കോസാണ്. ഗ്ലൂക്കോസിൻ്റെ ഓക്സിജൻ രഹിത, അപൂർണ്ണമായ തകർച്ചയെ ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
ആറ്-കാർബൺ ഗ്ലൂക്കോസിനെ രണ്ട് മൂന്ന്-കാർബൺ തന്മാത്രകളായ പൈറുവിക് ആസിഡിൻ്റെ (പൈറുവേറ്റ്, പിവികെ) C3H4O3 ആക്കി മാറ്റുന്ന ഒരു മൾട്ടി-സ്റ്റേജ് എൻസൈമാറ്റിക് പ്രക്രിയയാണ് ഗ്ലൈക്കോളിസിസ്. ഗ്ലൈക്കോളിസിസ് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ, വലിയ അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവരുന്നു - 200 kJ / mol. ഈ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം (60%) താപമായി വിനിയോഗിക്കപ്പെടുന്നു, ബാക്കിയുള്ളത് (40%) എടിപി സിന്തസിസിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഒരു ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്രയുടെ ഗ്ലൈക്കോളിസിസിൻ്റെ ഫലമായി, പിവികെ, എടിപി, ജലം എന്നിവയുടെ രണ്ട് തന്മാത്രകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു, അതുപോലെ തന്നെ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും സെൽ NAD H രൂപത്തിൽ സംഭരിക്കുന്നു, അതായത്. ഒരു പ്രത്യേക കാരിയറിൻ്റെ ഭാഗമായി - നിക്കോട്ടിനാമൈഡ് അഡിനൈൻ ഡൈന്യൂക്ലിയോടൈഡ്. ഗ്ലൈക്കോളിസിസിൻ്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ കൂടുതൽ വിധി - പൈറുവേറ്റ്, NADH രൂപത്തിൽ ഹൈഡ്രജൻ - വ്യത്യസ്തമായി വികസിക്കാം. യീസ്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ സസ്യകോശങ്ങളിൽ, ഓക്സിജൻ്റെ അഭാവം ഉണ്ടാകുമ്പോൾ, ആൽക്കഹോൾ അഴുകൽ സംഭവിക്കുന്നു - പിവിഎ എഥൈൽ ആൽക്കഹോൾ ആയി കുറയുന്നു:
മൃഗകോശങ്ങളിൽ ഓക്സിജൻ്റെ താൽക്കാലിക അഭാവം അനുഭവപ്പെടുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന് അമിതമായ മനുഷ്യ പേശി കോശങ്ങളിൽ ശാരീരിക പ്രവർത്തനങ്ങൾ, കൂടാതെ ചില ബാക്ടീരിയകളിൽ, ലാക്റ്റിക് ആസിഡ് അഴുകൽ സംഭവിക്കുന്നു, അതിൽ പൈറുവേറ്റ് ലാക്റ്റിക് ആസിഡായി ചുരുങ്ങുന്നു. പരിസ്ഥിതിയിൽ ഓക്സിജൻ്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ, ഗ്ലൈക്കോളിസിസിൻ്റെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ അന്തിമ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിലേക്ക് കൂടുതൽ തകർച്ചയ്ക്ക് വിധേയമാകുന്നു.
മൂന്നാമത്തെ ഘട്ടം - പൂർണ്ണമായ ഓക്സിഡേഷൻ (ശ്വാസോച്ഛ്വാസം) - ഓക്സിജൻ്റെ നിർബന്ധിത പങ്കാളിത്തത്തോടെയാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയുടെ ആന്തരിക സ്തരത്തിലും മാട്രിക്സിലുമുള്ള എൻസൈമുകളാൽ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയാണ് എയ്റോബിക് ശ്വസനം. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയനിൽ ഒരിക്കൽ, പിവികെ മാട്രിക്സ് എൻസൈമുകളുമായും രൂപങ്ങളുമായും ഇടപഴകുന്നു: സെല്ലിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യുന്ന കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്; ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ, വാഹകരുടെ ഭാഗമായി, അകത്തെ മെംബ്രണിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു; ട്രൈകാർബോക്സിലിക് ആസിഡ് സൈക്കിളിൽ (ക്രെബ്സ് സൈക്കിൾ) ഉൾപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന അസറ്റൈൽ കോഎൻസൈം എ (അസെറ്റൈൽ-കോഎ). ക്രെബ്സ് സൈക്കിൾ തുടർച്ചയായ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു ശൃംഖലയാണ്, ഈ സമയത്ത് ഒരു അസറ്റൈൽ-കോഎ തന്മാത്ര രണ്ട് CO2 തന്മാത്രകളും ഒരു എടിപി തന്മാത്രയും നാല് ജോഡി ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളും ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അവ വാഹക തന്മാത്രകളിലേക്ക് മാറ്റുന്നു - NAD, FAD (ഫ്ലേവിൻ അഡിനൈൻ ഡൈന്യൂക്ലിയോടൈഡ്). ഗ്ലൈക്കോളിസിസിൻ്റെയും ക്രെബ്സ് ചക്രത്തിൻ്റെയും മൊത്തം പ്രതികരണം ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ പ്രതിനിധീകരിക്കാം:
അതിനാൽ, ഓക്സിജൻ രഹിത ഘട്ടത്തിൻ്റെയും ക്രെബ്സ് സൈക്കിളിൻ്റെയും ഫലമായി, ഗ്ലൂക്കോസ് തന്മാത്രയെ അജൈവ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡായി (CO2) വിഭജിക്കുന്നു, ഈ സാഹചര്യത്തിൽ പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ATP യുടെ സമന്വയത്തിനായി ഭാഗികമായി ചെലവഴിക്കുന്നു, പക്ഷേ പ്രധാനമായും ഇലക്ട്രോൺ-ലോഡഡ് കാരിയറുകളിൽ NAD H2, FAD H2 എന്നിവ സംഭരിക്കുന്നു. കാരിയർ പ്രോട്ടീനുകൾ ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളെ ആന്തരിക മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ മെംബ്രണിലേക്ക് കൊണ്ടുപോകുന്നു, അവിടെ അവ മെംബ്രണിൽ നിർമ്മിച്ച പ്രോട്ടീനുകളുടെ ഒരു ശൃംഖലയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ട്രാൻസ്പോർട്ട് ശൃംഖലയിലൂടെയുള്ള കണങ്ങളുടെ ഗതാഗതം നടത്തുന്നത് പ്രോട്ടോണുകൾ മെംബ്രണിൻ്റെ പുറംഭാഗത്ത് നിലനിൽക്കുകയും ഇൻ്റർമെംബ്രൺ സ്ഥലത്ത് അടിഞ്ഞുകൂടുകയും അതിനെ ഒരു എച്ച് + റിസർവോയറാക്കി മാറ്റുകയും ഇലക്ട്രോണുകൾ ആന്തരിക ഉപരിതലത്തിലേക്ക് മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു. മൈറ്റോകോണ്ട്രിയൽ മെംബ്രൺ, അവിടെ അവ ആത്യന്തികമായി ഓക്സിജനുമായി സംയോജിക്കുന്നു.
ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗത ശൃംഖലയിലെ എൻസൈമുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിൻ്റെ ഫലമായി, ആന്തരിക മൈറ്റോകോൺഡ്രിയൽ മെംബ്രൺ അകത്ത് നിന്ന് നെഗറ്റീവ് ആയും പുറത്ത് നിന്ന് പോസിറ്റീവായും (എച്ച് കാരണം) ചാർജ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അങ്ങനെ അതിൻ്റെ ഉപരിതലങ്ങൾക്കിടയിൽ ഒരു സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസം സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. അയോൺ ചാനൽ ഉള്ള എടിപി സിന്തറ്റേസ് എന്ന എൻസൈമിൻ്റെ തന്മാത്രകൾ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയുടെ ആന്തരിക സ്തരത്തിലാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്. മെംബ്രണിലുടനീളം സാധ്യതയുള്ള വ്യത്യാസം എത്തുമ്പോൾ നിർണായക നില(200 mV), പോസിറ്റീവ് ചാർജുള്ള H+ കണങ്ങൾ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിൻ്റെ ശക്തിയാൽ ATPase ചാനലിലൂടെ തള്ളപ്പെടാൻ തുടങ്ങുന്നു, ഒരിക്കൽ മെംബ്രണിൻ്റെ ആന്തരിക ഉപരിതലത്തിൽ ഓക്സിജനുമായി ഇടപഴകുകയും വെള്ളം രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
തന്മാത്രാ തലത്തിൽ ഉപാപചയ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ സാധാരണ ഗതിക്ക് കാരണം കാറ്റബോളിസത്തിൻ്റെയും അനാബോളിസത്തിൻ്റെയും പ്രക്രിയകളുടെ യോജിപ്പുള്ള സംയോജനമാണ്. കാറ്റബോളിക് പ്രക്രിയകൾ തടസ്സപ്പെടുമ്പോൾ, ഒന്നാമതായി, energy ർജ്ജ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു, എടിപി പുനരുജ്ജീവനം തടസ്സപ്പെടുന്നു, അതുപോലെ തന്നെ ബയോസിന്തറ്റിക് പ്രക്രിയകൾക്ക് ആവശ്യമായ പ്രാരംഭ അനാബോളിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളുടെ വിതരണവും. അതാകട്ടെ, അനാബോളിക് പ്രക്രിയകൾക്കുള്ള കേടുപാടുകൾ പ്രാഥമികമോ കാറ്റബോളിക് പ്രക്രിയകളിലെ മാറ്റങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതോ ആയ പ്രവർത്തനപരമായി പ്രധാനപ്പെട്ട സംയുക്തങ്ങളുടെ പുനരുൽപാദനത്തെ തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു - എൻസൈമുകൾ, ഹോർമോണുകൾ മുതലായവ.
ഉപാപചയ ശൃംഖലകളിലെ വിവിധ ലിങ്കുകളുടെ തടസ്സം അസമമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടത്, ആഴത്തിലുള്ളത് പാത്തോളജിക്കൽ മാറ്റങ്ങൾടിഷ്യു ശ്വസന എൻസൈമുകളുടെ തടസ്സം, ഹൈപ്പോക്സിയ മുതലായവ അല്ലെങ്കിൽ ടിഷ്യു ശ്വസനം, ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്നിവയെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സംവിധാനങ്ങൾക്ക് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുമ്പോൾ ബയോളജിക്കൽ ഓക്സിഡേഷൻ സിസ്റ്റത്തിന് കേടുപാടുകൾ സംഭവിക്കുമ്പോൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, ടിഷ്യു ശ്വസനവും ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനും തൈറോടോക്സിസോസിസിൽ വേർതിരിക്കുക). ഈ സന്ദർഭങ്ങളിൽ, കോശങ്ങൾക്ക് അവയുടെ പ്രധാന ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് നഷ്ടപ്പെടുന്നു, കാറ്റബോളിസത്തിൻ്റെ മിക്കവാറും എല്ലാ ഓക്സിഡേറ്റീവ് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളും തടയപ്പെടുന്നു അല്ലെങ്കിൽ എടിപി തന്മാത്രകളിൽ പുറത്തുവിടുന്ന ഊർജ്ജം ശേഖരിക്കാനുള്ള കഴിവ് നഷ്ടപ്പെടുന്നു. ട്രൈകാർബോക്സിലിക് ആസിഡ് സൈക്കിളിലെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ തടയപ്പെടുമ്പോൾ, കാറ്റബോളിസത്തിലൂടെയുള്ള ഊർജ്ജ ഉൽപ്പാദനം ഏകദേശം മൂന്നിൽ രണ്ട് കുറയുന്നു.
ശരീരത്തിലെ എടിപിയുടെ പ്രധാന പങ്ക് നിരവധി ബയോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് ഊർജ്ജം നൽകുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. രണ്ട് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ ബോണ്ടുകളുടെ കാരിയർ എന്ന നിലയിൽ, എടിപി ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്ന നിരവധി ബയോകെമിക്കൽ, ഫിസിയോളജിക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ നേരിട്ടുള്ള ഉറവിടമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഇവയെല്ലാം ശരീരത്തിലെ സങ്കീർണ്ണമായ പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സമന്വയത്തിൻ്റെ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളാണ്: ജൈവ സ്തരങ്ങളിലൂടെ തന്മാത്രകളുടെ സജീവ കൈമാറ്റം നടപ്പിലാക്കൽ, ഒരു ട്രാൻസ്മെംബ്രൺ വൈദ്യുത സാധ്യത സൃഷ്ടിക്കൽ ഉൾപ്പെടെ; പേശികളുടെ സങ്കോചം നടപ്പിലാക്കൽ.
ജീവജാലങ്ങളുടെ ബയോ എനർജിയിൽ അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, രണ്ട് പ്രധാന പോയിൻ്റുകൾ പ്രധാനമാണ്:
- a) രാസ ഊർജ്ജം സംഭരിക്കുന്നത് ATP യുടെ രൂപീകരണത്തിലൂടെയും ഓർഗാനിക് അടിവസ്ത്രങ്ങളുടെ ഓക്സീകരണത്തിൻ്റെ എക്സർഗോണിക് കാറ്റബോളിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെയും;
- ബി) എടിപിയുടെ തകർച്ചയിലൂടെയും അനാബോളിസത്തിൻ്റെ എൻഡർഗോണിക് പ്രതികരണങ്ങളുമായും ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ള മറ്റ് പ്രക്രിയകളുമായും രാസ ഊർജ്ജം ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു.
എന്തുകൊണ്ടാണ് എടിപി തന്മാത്ര അതിനോട് യോജിക്കുന്നത് എന്ന ചോദ്യം ഉയരുന്നു കേന്ദ്ര പങ്ക്ജൈവ ഊർജ്ജത്തിൽ. അത് പരിഹരിക്കാൻ, ATP യുടെ ഘടന പരിഗണിക്കുക ATP ഘടന - (അയോണിൻ്റെ pH 7.0 ടെട്രാചാർജിൽ).
എടിപി ഒരു തെർമോഡൈനാമിക് അസ്ഥിര സംയുക്തമാണ്. എടിപിയുടെ അസ്ഥിരത നിർണ്ണയിക്കുന്നത്, ഒന്നാമതായി, അതേ പേരിലുള്ള നെഗറ്റീവ് ചാർജുകളുടെ ഒരു ക്ലസ്റ്ററിലെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് വികർഷണത്തിലൂടെയാണ്, ഇത് മുഴുവൻ തന്മാത്രയിലും പിരിമുറുക്കത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, പക്ഷേ ബോണ്ട് ഏറ്റവും ശക്തമാണ് - പി - ഒ - പി, രണ്ടാമതായി, ഒരു പ്രത്യേക അനുരണനം വഴി. അവസാന ഘടകത്തിന് അനുസൃതമായി, അവയ്ക്കിടയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഓക്സിജൻ ആറ്റത്തിൻ്റെ പങ്കിടാത്ത മൊബൈൽ ഇലക്ട്രോണുകൾക്കായി ഫോസ്ഫറസ് ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ മത്സരമുണ്ട്, കാരണം P=O, P എന്നിവയുടെ ഗണ്യമായ ഇലക്ട്രോൺ-സ്വീകാര്യ സ്വാധീനം കാരണം ഓരോ ഫോസ്ഫറസ് ആറ്റത്തിനും ഭാഗിക പോസിറ്റീവ് ചാർജ് ഉണ്ട്. - ഒ- ഗ്രൂപ്പുകൾ. അതിനാൽ, എടിപിയുടെ നിലനിൽപ്പിൻ്റെ സാധ്യത നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഈ ഫിസിക്കോകെമിക്കൽ സമ്മർദ്ദങ്ങൾ നികത്താൻ തന്മാത്രയിൽ മതിയായ അളവിൽ രാസ energy ർജ്ജത്തിൻ്റെ സാന്നിധ്യമാണ്. എടിപി തന്മാത്രയിൽ രണ്ട് ഫോസ്ഫോൻഹൈഡ്രൈഡ് (പൈറോഫോസ്ഫേറ്റ്) ബോണ്ടുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇതിൻ്റെ ജലവിശ്ലേഷണം സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജത്തിൽ (pH 7.0, 37 o C എന്നിവയിൽ) ഗണ്യമായ കുറവുണ്ടായി.
ATP + H 2 O = ADP + H 3 PO 4 G0I = - 31.0 KJ/mol.
ADP + H 2 O = AMP + H 3 PO 4 G0I = - 31.9 KJ/mol.
എടിപിയുടെ ബയോസിന്തസിസ് ആണ് ബയോ എനർജിയുടെ പ്രധാന പ്രശ്‌നങ്ങളിലൊന്ന്, ഇത് എഡിപിയുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ വഴിയാണ് ജീവിക്കുന്നത്.
എഡിപിയുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ ഒരു എൻഡർഗോണിക് പ്രക്രിയയാണ്, ഇതിന് ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് ആവശ്യമാണ്. നേരത്തെ സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, അത്തരം രണ്ട് ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ പ്രകൃതിയിൽ പ്രബലമാണ് - സൗരോർജ്ജവും കുറഞ്ഞ ജൈവ സംയുക്തങ്ങളുടെ രാസ ഊർജ്ജവും. ഹരിത സസ്യങ്ങളും ചില സൂക്ഷ്മാണുക്കളും ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ലൈറ്റ് ക്വാണ്ടയുടെ ഊർജ്ജത്തെ രാസ ഊർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിവുള്ളവയാണ്, ഇത് ഫോട്ടോസിന്തസിസിൻ്റെ പ്രകാശ ഘട്ടത്തിൽ എഡിപിയുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷനിൽ ചെലവഴിക്കുന്നു. എടിപി പുനരുജ്ജീവനത്തിൻ്റെ ഈ പ്രക്രിയയെ ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഓർഗാനിക് സംയുക്തങ്ങളുടെ ഓക്സീകരണത്തിൻ്റെ ഊർജ്ജം എയറോബിക് സാഹചര്യങ്ങളിൽ എടിപിയുടെ മാക്രോ എനർജറ്റിക് ബോണ്ടുകളാക്കി മാറ്റുന്നത് പ്രധാനമായും ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനിലൂടെയാണ്. എടിപിയുടെ രൂപീകരണത്തിന് ആവശ്യമായ സ്വതന്ത്ര ഊർജ്ജം മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയുടെ ശ്വസന ഓക്സിഡേറ്റീവ് ശൃംഖലയിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.
മറ്റൊരു തരം എടിപി സിന്തസിസ് അറിയപ്പെടുന്നു, അതിനെ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഇലക്ട്രോൺ കൈമാറ്റവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, എടിപി പുനരുജ്ജീവനത്തിന് ആവശ്യമായ സജീവമാക്കിയ ഫോസ്ഫോറൈൽ ഗ്രൂപ്പിൻ്റെ (- PO3 H2) ദാതാവ്, ഗ്ലൈക്കോളിസിസിൻ്റെയും ട്രൈകാർബോക്സിലിക് ആസിഡ് ചക്രത്തിൻ്റെയും പ്രക്രിയകളുടെ ഇടനിലക്കാരാണ്. ഈ സാഹചര്യങ്ങളിലെല്ലാം, ഓക്സിഡേറ്റീവ് പ്രക്രിയകൾ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സംയുക്തങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു: 1,3-ഡിഫോസ്ഫോഗ്ലിസറേറ്റ് (ഗ്ലൈക്കോളിസിസ്), സുക്സിനൈൽ-കോഎ (ട്രൈകാർബോക്സിലിക് ആസിഡ് സൈക്കിൾ), ഇത് ഉചിതമായ എൻസൈമുകളുടെ പങ്കാളിത്തത്തോടെ, എഡിപിയെ ഫോളിലേറ്റ് ചെയ്യാൻ പ്രാപ്തമാണ്. ATP രൂപീകരിക്കുന്നു. വായുരഹിത ജീവികളിൽ എടിപി സിന്തസിസിൻ്റെ ഏക മാർഗം അടിവസ്ത്ര തലത്തിലുള്ള ഊർജ്ജ പരിവർത്തനമാണ്. എടിപി സിന്തസിസിൻ്റെ ഈ പ്രക്രിയ നിലനിർത്താൻ സഹായിക്കുന്നു തീവ്രമായ ജോലി എല്ലിൻറെ പേശികൾകാലഘട്ടങ്ങളിൽ ഓക്സിജൻ പട്ടിണി. മൈറ്റോകോൺഡ്രിയ ഇല്ലാത്ത പക്വമായ ചുവന്ന രക്താണുക്കളിൽ എടിപി സിന്തസിസിനുള്ള ഒരേയൊരു വഴിയാണിത് എന്ന് ഓർമ്മിക്കേണ്ടതാണ്.
സെല്ലിൻ്റെ ബയോ എനർജറ്റിക്സിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നത് അഡിനൈൽ ന്യൂക്ലിയോടൈഡാണ്, അതിൽ രണ്ട് ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ പദാർത്ഥത്തെ അഡെനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് (എടിപി) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. IN കെമിക്കൽ ബോണ്ടുകൾഎടിപി തന്മാത്രയുടെ ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾക്കിടയിലാണ് ഊർജ്ജം സംഭരിക്കപ്പെടുന്നത്, ഓർഗാനിക് ഫോസ്ഫോറൈറ്റ് വേർതിരിക്കുമ്പോൾ ഇത് പുറത്തുവരുന്നു:
ATP= ADP+P+E,
ഇവിടെ F ഒരു എൻസൈം ആണ്, E എന്നത് ഊർജ്ജത്തെ സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നു. ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ, അഡിനോസിൻ ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് (എഡിപി) രൂപം കൊള്ളുന്നു - എടിപി തന്മാത്രയുടെയും ഓർഗാനിക് ഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെയും ബാക്കി. എല്ലാ കോശങ്ങളും ബയോസിന്തസിസ് പ്രക്രിയകൾ, ചലനം, താപത്തിൻ്റെ ഉത്പാദനം, നാഡീ പ്രേരണകൾ, പ്രകാശം (ഉദാഹരണത്തിന്, ലുമിനസെൻ്റ് ബാക്ടീരിയ), അതായത് എല്ലാ സുപ്രധാന പ്രക്രിയകൾക്കും ATP ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നു.
എടിപി ഒരു സാർവത്രിക ബയോളജിക്കൽ എനർജി അക്യുമുലേറ്ററാണ്. കഴിക്കുന്ന ഭക്ഷണത്തിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന പ്രകാശ ഊർജം എടിപി തന്മാത്രകളിൽ സംഭരിക്കപ്പെടും.
സെല്ലിലെ എടിപിയുടെ വിതരണം ചെറുതാണ്. അതിനാൽ, പേശികളിലെ എടിപി റിസർവ് 20 - 30 സങ്കോചങ്ങൾക്ക് മതിയാകും. തീവ്രവും എന്നാൽ ഹ്രസ്വകാലവുമായ ജോലിയിൽ, പേശികൾ അവയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന എടിപിയുടെ തകർച്ച കാരണം മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ജോലി പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം, ഒരു വ്യക്തി ശക്തമായി ശ്വസിക്കുന്നു - ഈ കാലയളവിൽ, കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകളും മറ്റ് വസ്തുക്കളും തകരുന്നു (ഊർജ്ജം ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു) കോശങ്ങളിലെ എടിപി വിതരണം പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നു.
ഊർജ്ജം കൂടാതെ, ATP ശരീരത്തിൽ മറ്റ് നിരവധി പ്രവർത്തനങ്ങൾ ചെയ്യുന്നു, അതിൽ കുറവില്ല പ്രധാന പ്രവർത്തനങ്ങൾ:
- മറ്റ് ന്യൂക്ലിയോസൈഡ് ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റുകൾക്കൊപ്പം, ന്യൂക്ലിക് ആസിഡുകളുടെ സമന്വയത്തിലെ ആരംഭ ഉൽപ്പന്നമാണ് ATP.
- കൂടാതെ, പല ബയോകെമിക്കൽ പ്രക്രിയകളുടെയും നിയന്ത്രണത്തിൽ ATP ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. അനേകം എൻസൈമുകളുടെ ഒരു അലോസ്റ്റെറിക് ഇഫക്റ്ററായതിനാൽ, ATP, അവയുടെ നിയന്ത്രണ കേന്ദ്രങ്ങളിൽ ചേരുന്നു, അവയുടെ പ്രവർത്തനം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയോ അടിച്ചമർത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു.
- കോശത്തിലേക്കുള്ള ഹോർമോൺ സിഗ്നൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ്റെ ദ്വിതീയ സന്ദേശവാഹകനായ സൈക്ലിക് അഡെനോസിൻ മോണോഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെ സമന്വയത്തിൻ്റെ നേരിട്ടുള്ള മുൻഗാമി കൂടിയാണ് എടിപി.
സിനാപ്സുകളിൽ ഒരു ട്രാൻസ്മിറ്റർ എന്ന നിലയിൽ എടിപിയുടെ പങ്ക് അറിയപ്പെടുന്നു.
ചിത്രം രണ്ട് രീതികൾ കാണിക്കുന്നു ATP ഘടന ചിത്രങ്ങൾ. അഡെനോസിൻ മോണോഫോസ്ഫേറ്റ് (എഎംപി), അഡിനോസിൻ ഡിഫോസ്ഫേറ്റ് (എഡിപി), അഡിനോസിൻ ട്രൈഫോസ്ഫേറ്റ് (എടിപി) എന്നിവ ന്യൂക്ലിയോടൈഡുകൾ എന്നറിയപ്പെടുന്ന സംയുക്തങ്ങളുടെ ഒരു വിഭാഗത്തിൽ പെടുന്നു. ന്യൂക്ലിയോടൈഡ് തന്മാത്രയിൽ അഞ്ച് കാർബൺ പഞ്ചസാര, നൈട്രജൻ ബേസ്, ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. എഎംപി തന്മാത്രയിൽ, പഞ്ചസാരയെ റൈബോസ് പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അടിസ്ഥാനം അഡിനൈൻ ആണ്. എഡിപി തന്മാത്രയിൽ രണ്ട് ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പുകളും എടിപി തന്മാത്രയിൽ മൂന്ന് ഗ്രൂപ്പുകളുമുണ്ട്.
ATP മൂല്യം
എടിപിയെ എഡിപിയായി വിഭജിക്കുമ്പോൾഅജൈവ ഫോസ്ഫേറ്റ് (Pn) ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു:
വെള്ളം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെയാണ് പ്രതികരണം സംഭവിക്കുന്നത്, അതായത്, ഇത് ജലവിശ്ലേഷണത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു (ഞങ്ങളുടെ ലേഖനത്തിൽ ഈ വളരെ സാധാരണമായ ബയോകെമിക്കൽ പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ ഞങ്ങൾ പലതവണ നേരിട്ടിട്ടുണ്ട്). എടിപിയിൽ നിന്ന് പിളർന്ന മൂന്നാമത്തെ ഫോസ്ഫേറ്റ് ഗ്രൂപ്പ് അജൈവ ഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെ (പിഎൻ) രൂപത്തിൽ സെല്ലിൽ അവശേഷിക്കുന്നു. എടിപിയുടെ 1 മോളിന് 30.6 kJ ആണ് ഈ പ്രതികരണത്തിനുള്ള സൗജന്യ ഊർജ്ജ വിളവ്.
എഡിഎഫിൽ നിന്ന്കൂടാതെ ഫോസ്ഫേറ്റ്, എടിപി വീണ്ടും സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഇതിന് പുതുതായി രൂപംകൊണ്ട എടിപിയുടെ 1 മോളിന് 30.6 kJ ഊർജ്ജം ചെലവഴിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
ഈ പ്രതികരണത്തിൽ, ഒരു കണ്ടൻസേഷൻ റിയാക്ഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന, വെള്ളം പുറത്തുവിടുന്നു. എഡിപിയിൽ ഫോസ്ഫേറ്റ് ചേർക്കുന്നതിനെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ പ്രതികരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മുകളിലുള്ള രണ്ട് സമവാക്യങ്ങളും സംയോജിപ്പിക്കാം:
ഈ റിവേഴ്സിബിൾ പ്രതികരണം എന്ന എൻസൈം ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു ATPase.
എല്ലാ കോശങ്ങൾക്കും, ഇതിനകം സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, അവരുടെ ജോലി നിർവഹിക്കാൻ ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്, ഏതൊരു ജീവിയുടെ എല്ലാ കോശങ്ങൾക്കും ഈ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഉറവിടം ATP ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. അതിനാൽ, എടിപിയെ കോശങ്ങളുടെ "സാർവത്രിക ഊർജ്ജ കാരിയർ" അല്ലെങ്കിൽ "ഊർജ്ജ കറൻസി" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അനുയോജ്യമായ ഒരു സാമ്യം വൈദ്യുത ബാറ്ററികൾ. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഞങ്ങൾ അവ ഉപയോഗിക്കാത്തതെന്ന് ഓർക്കുക. അവരുടെ സഹായത്തോടെ നമുക്ക് ഒരു സന്ദർഭത്തിൽ പ്രകാശം, മറ്റൊന്നിൽ ശബ്ദം, ചിലപ്പോൾ മെക്കാനിക്കൽ ചലനം, ചിലപ്പോൾ നമുക്ക് അവയിൽ നിന്ന് യഥാർത്ഥത്തിൽ ആവശ്യമായി വരും. ഇലക്ട്രിക് എനർജി. നമ്മൾ എവിടെ വയ്ക്കുന്നു എന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് ഒരേ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സ് - ഒരു ബാറ്ററി - വിവിധ ആവശ്യങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാം എന്നതാണ് ബാറ്ററികളുടെ സൗകര്യം. സെല്ലുകളിൽ എടിപി ഒരേ പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. പേശികളുടെ സങ്കോചം, നാഡീ പ്രേരണകളുടെ സംപ്രേക്ഷണം, പദാർത്ഥങ്ങളുടെ സജീവ ഗതാഗതം അല്ലെങ്കിൽ പ്രോട്ടീൻ സിന്തസിസ്, മറ്റെല്ലാ തരം സെല്ലുലാർ പ്രവർത്തനം തുടങ്ങിയ വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രക്രിയകൾക്ക് ഇത് ഊർജ്ജം നൽകുന്നു. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, അത് സെൽ ഉപകരണത്തിൻ്റെ അനുബന്ധ ഭാഗവുമായി "ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കണം".
സാമ്യം തുടരാം. ബാറ്ററികൾ ആദ്യം നിർമ്മിക്കണം, അവയിൽ ചിലത് (റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്നവ) പോലെ, റീചാർജ് ചെയ്യാം. ഒരു ഫാക്ടറിയിൽ ബാറ്ററികൾ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ, ഒരു നിശ്ചിത അളവ് ഊർജ്ജം അവയിൽ സംഭരിച്ചിരിക്കണം (അതുവഴി ഫാക്ടറി ഉപഭോഗം ചെയ്യുന്നു). എടിപി സിന്തസിസിനും ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്; ശ്വസനസമയത്ത് ജൈവവസ്തുക്കളുടെ ഓക്സീകരണമാണ് അതിൻ്റെ ഉറവിടം. ഫോസ്ഫോറിലേറ്റ് എഡിപിയിലേക്കുള്ള ഓക്സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നതിനാൽ, അത്തരം ഫോസ്ഫോറിലേഷനെ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഫോട്ടോസിന്തസിസ് സമയത്ത്, എടിപി പ്രകാശ ഊർജ്ജത്തിൽ നിന്ന് ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ ഫോട്ടോഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു (വിഭാഗം 7.6.2 കാണുക). എടിപിയുടെ ഭൂരിഭാഗവും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന "ഫാക്ടറികൾ" സെല്ലിൽ ഉണ്ട്. ഇവ മൈറ്റോകോണ്ട്രിയയാണ്; അവയിൽ രാസ "അസംബ്ലി ലൈനുകൾ" അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവയിൽ എടിപി രൂപം കൊള്ളുന്നു എയറോബിക് ശ്വസനം. അവസാനമായി, ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്ത "ബാറ്ററികളും" സെല്ലിൽ റീചാർജ് ചെയ്യുന്നു: എടിപി, അതിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഊർജ്ജം പുറത്തുവിട്ട ശേഷം, എഡിപി, എഫ്എൻ എന്നിവയിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്ത ശേഷം, പ്രക്രിയയിൽ ലഭിച്ച ഊർജ്ജം കാരണം എഡിപി, എഫ്എൻ എന്നിവയിൽ നിന്ന് ഇത് വീണ്ടും സമന്വയിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഓർഗാനിക് പദാർത്ഥത്തിൻ്റെ പുതിയ ഭാഗങ്ങളുടെ ഓക്സീകരണത്തിൽ നിന്നുള്ള ശ്വസനം.
ATP തുകഎവിടെയും ഒരു കൂട്ടിൽ ഈ നിമിഷംവളരെ ചെറിയ. അതിനാൽ, എടിഎഫിൽഊർജ്ജത്തിൻ്റെ വാഹകനെ മാത്രമേ ഒരാൾ കാണാവൂ, അതിൻ്റെ ഡിപ്പോയല്ല. കൊഴുപ്പ് അല്ലെങ്കിൽ ഗ്ലൈക്കോജൻ പോലുള്ള പദാർത്ഥങ്ങൾ ദീർഘകാല ഊർജ്ജ സംഭരണത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സെല്ലുകൾ എടിപി ലെവലിനോട് വളരെ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്. ഇതിൻ്റെ ഉപയോഗത്തിൻ്റെ തോത് കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, ഈ നില നിലനിർത്തുന്ന ശ്വസന പ്രക്രിയയുടെ നിരക്കും വർദ്ധിക്കുന്നു.
എടിപിയുടെ പങ്ക്സെല്ലുലാർ ശ്വസനവും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഉൾപ്പെടുന്ന പ്രക്രിയകളും തമ്മിലുള്ള ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന ലിങ്ക് എന്ന നിലയിൽ, ഈ ഡയഗ്രം ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് ദൃശ്യമാണ്, പക്ഷേ ഇത് വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒരു പാറ്റേൺ ചിത്രീകരിക്കുന്നു.
അതിനാൽ, പൊതുവേ, ശ്വസനത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനം എന്ന് പറയാം എടിപി നിർമ്മിക്കുക.
മുകളിൽ പറഞ്ഞ കാര്യങ്ങൾ നമുക്ക് ചുരുക്കി പറയാം.
1. എഡിപി, അജൈവ ഫോസ്ഫേറ്റ് എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള എടിപിയുടെ സമന്വയത്തിന് എടിപിയുടെ 1 മോളിന് 30.6 കെജെ ഊർജ്ജം ആവശ്യമാണ്.
2. എല്ലാ ജീവനുള്ള കോശങ്ങളിലും ATP ഉണ്ട്, അതിനാൽ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഒരു സാർവത്രിക വാഹകമാണ്. മറ്റ് ഊർജ്ജ വാഹകരൊന്നും ഉപയോഗിക്കുന്നില്ല. ഇത് കാര്യം ലളിതമാക്കുന്നു - ആവശ്യമായ സെല്ലുലാർ ഉപകരണം ലളിതവും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായും സാമ്പത്തികമായും പ്രവർത്തിക്കും.
3. എടിപി കോശത്തിൻ്റെ ഏത് ഭാഗത്തേയ്ക്കും ഊർജ്ജം ആവശ്യമുള്ള ഏത് പ്രക്രിയയിലേക്കും എളുപ്പത്തിൽ ഊർജ്ജം എത്തിക്കുന്നു.
4. എടിപി വേഗത്തിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുന്നു. ഇതിന് ഒരു പ്രതികരണം മാത്രമേ ആവശ്യമുള്ളൂ - ജലവിശ്ലേഷണം.
5. എഡിപിയിൽ നിന്നുള്ള എടിപി ഉൽപ്പാദന നിരക്ക്, അജൈവ ഫോസ്ഫേറ്റ് (ശ്വാസോച്ഛ്വാസ പ്രക്രിയ നിരക്ക്) ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് എളുപ്പത്തിൽ ക്രമീകരിക്കപ്പെടുന്നു.
6. ഗ്ലൂക്കോസ് പോലെയുള്ള ഓർഗാനിക് പദാർത്ഥങ്ങളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ സമയത്ത് പുറത്തുവിടുന്ന രാസ ഊർജ്ജം മൂലവും സൗരോർജ്ജം മൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രകാശസംശ്ലേഷണ സമയത്തും എടിപി ശ്വസിക്കുന്ന സമയത്ത് സമന്വയിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു. എഡിപിയിൽ നിന്നും അജൈവ ഫോസ്ഫേറ്റിൽ നിന്നും എടിപി രൂപപ്പെടുന്നതിനെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ പ്രതികരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ഫോസ്ഫോറിലേഷനു വേണ്ടിയുള്ള ഊർജ്ജം ഓക്സിഡേഷൻ വഴിയാണ് വിതരണം ചെയ്യുന്നതെങ്കിൽ, നമ്മൾ ഓക്സിഡേറ്റീവ് ഫോസ്ഫോറിലേഷനെക്കുറിച്ചാണ് സംസാരിക്കുന്നത് (ശ്വാസോച്ഛ്വാസ സമയത്ത് ഈ പ്രക്രിയ സംഭവിക്കുന്നു), എന്നാൽ ഫോസ്ഫോറിലേഷനായി പ്രകാശ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഈ പ്രക്രിയയെ ഫോട്ടോഫോസ്ഫോറിലേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു (ഇത് ഫോട്ടോസിന്തസിസ് സമയത്ത് സംഭവിക്കുന്നു).
