ما تخزنه الخلايا وتطلقه كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية ؟ هو السؤال الذي سنجيب عليه في هذا المقال ، حيث أن جميع الكائنات الحية بما في ذلك النباتات والحيوانات والطيور والحشرات والبشر تحتاج إلى طاقة من أجل حسن سير الخلايا والأنسجة وأنظمة الأعضاء الأخرى ، تحصل النباتات الخضراء على طاقتها من أشعة الشمس والحيوانات. الحصول على طاقتهم من خلال التغذية في هذه النباتات ، تعمل الطاقة كمصدر للوقود ، بينما يكتسب البشر الطاقة من الطعام الذي يتم تناوله ، ولكن ما سنتعرف عليه لاحقًا هو ما تخزنه الخلايا وتطلقه كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية.
ما تخزنه الخلايا وتطلقه كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية
يتم تخزينه وإطلاقه بواسطة الخلايا كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية ATP ، وهو مركب عضوي يتكون من مجموعات الفوسفات والأدينين وسكر الريبوز ، حيث توفر هذه الجزيئات الطاقة لمختلف العمليات الكيميائية الحيوية في الجسم ، لذلك يطلق عليها “عملة الطاقة في الخلية” ، ويتم تصنيع جزيئات ATP بواسطة الميتوكوندريا لذلك سميت بقوة الخلية ، واكتشف جزيء ATP في عام 1929 بواسطة الكيميائي الألماني كارل ليمان. في وقت لاحق من عام 1948 ، كان عالم الكيمياء الحيوية الاسكتلندي ألكسندر تود أول شخص يصنع ATP ، وهي جزيئات تحمل الطاقة موجودة في خلايا جميع الكائنات الحية ، حيث تعمل هذه الجزيئات العضوية عن طريق التقاط الطاقة الكيميائية التي يتم الحصول عليها من جزيئات الطعام المهضومة ويتم إطلاقها لاحقًا من أجل العمليات الخلوية المختلفة.
كيف ينتج ATP الطاقة؟
يكمن مفتاح إنتاج الطاقة في مجموعات الفوسفات ، حيث أن كسر رابطة الفوسفات هو تفاعل طارد للحرارة ، لذلك عندما يفقد ATP مجموعة أو مجموعتين من الفوسفات ، يتم إطلاق الطاقة ، ويتم إطلاق المزيد من الطاقة في كسر رابطة الفوسفات الأولى أكثر من الثانية.
ATP + H.2O → ADP + Pi + الطاقة (ΔG = -30.5 كيلوجول / مول-1)
ATP + H.2O → AMP + PPi + الطاقة (ΔG = -45.6 كيلوجول / مول-1)
ترتبط الطاقة المنبعثة بتفاعل ماص للحرارة لمنحها طاقة التنشيط اللازمة لتنفيذ العمليات المختلفة.
تخليق ATP
يحتوي ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) على ثلاث مجموعات فوسفات يمكن إزالتها عن طريق التحلل المائي لتكوين ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين) أو AMP (أدينوسين أحادي الفوسفات) ، والشحنات السالبة على مجموعة الفوسفات تتنافر بشكل طبيعي ، مما يتطلب طاقة لربطها معًا وإطلاقها الطاقة عندما تنكسر هذه الروابط. يوجد في قلب ATP جزيء من أدينوزين أحادي الفوسفات (AMP) ، والذي يتكون من جزيء أدينين مرتبط بجزيء ريبوز ومجموعة فوسفات واحدة. الريبوز هو سكر خماسي الكربون موجود في الحمض النووي الريبي. AMP هو أحد النيوكليوتيدات في RNA. تؤدي إضافة مجموعة فوسفات ثانية إلى هذا الجزيء الأساسي إلى تكوين ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) ؛ تشكل إضافة مجموعة فوسفات ثالثة أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).
وفي ختام هذا المقال نلخص أهم ما ورد فيه ما تخزنه الخلايا وتطلقه كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية كما تم تعلم كيفية إنتاج ATP للطاقة ، كما تم تعلم بنية وتوليف ATP.