Adenosiinitrifosfaatti eli ATP on runsasenergiainen yhdiste, jota tuottavat mitokondriot soluhengityksellä,solulimassa glykolyysi ja viherhiukkaset fotosynteesin valoreaktioissa. ATP:llä on tärkeä osa solun energiataloudessa. ATP:tä käytetään energian siirtoon ja lyhytaikaiseen varastointiin. Elimistön solujen tarvitessa ATP-molekyyleihin sitoutunutta energiaa ATPaasi-niminen entsyymi pilkkoo runsasenergisiä sidoksia fosfaattiryhmien väliltä.
ATP:ssä on emäsosa (adeniini), sokeriosa (riboosi) ja 3 fosfaattiosaa. Kun ATP:stä irtoaa yksi fosfaattiosa, siitä tulee adenosiinidifosfaattia eli ADP ja kun ADP:stä irtoaa vielä yksi fosfaattiosa, syntyy adenosiinimonofosfaattia eli AMP.
Yhteyttäminen:
Yhteyttäminen eli fotosynteesi on prosessi, jossa kasvit ja jotkin muut eliöt, kuten levät ja jotkin bakteerit, sitovat auringonvaloa kemialliseksi energiaksi. Eliö tuottaa yhteyttämisen avulla itselleen hyödyntämiskelpoista energiaa. Yhteyttäminen tapahtuu viherhiukkasissa eli kloroplasteissa.
Yhteyttämisessä hyödynnetään vettä ja ilmakehän hiilidioksidia ja yhteyttämistuotteita ovat glukoosi ja ilmakehään vapautuva happi. Yhteyttämisreaktion käyttövoimana on valoenergia. Tärkeimpänä yhteyttämisreaktion tuloksena on, että valoenergia saadaan sidotuksi pysyvään, varastoitavaan muotoon glukoosiksi myöhempää käyttöä varten.
Yhteyttämisreaktion kuvaus:
6H2O + 6CO2 + valo → C6H12O6 (glukoosi) + 6O2
Fotosynteesi tapahtuu kahdessa jaksossa. Ensimmäisen vaiheen muodostavat viherhiukkasen yhteyttämiskalvostolla tapahtuvat valoreaktiot,[1] joissa osa muunnetusta valoenergiasta sitoutuu ATP-molekyyleihin, NADPH-molekyyleihin ja osa käytetään veden hajottamiseen vedyksi ja hapeksi. Happi pääosin vapautuu pois solusta O2 -molekyyleinä. Osa siitä käytetään solun omaan soluhengitykseen. Valoreaktioissa syntyy ATP- ja NADPH-molekyyleihin sitoutunutta kemiallista energiaa, ja vetyä, jota kasvi tarvitsee pelkistysreaktioihin seuraavassa vaiheessa.
Toista vaihetta kutsutaan pimeäreaktioiksi eli Calvinin kierroksi. Viherhiukkasten nestemäisessä välitilassa tapahtuvissa pimeäreaktioissa ei enää tarvita valoenergiaa, sillä energiaa saadaan valoreaktion puolelta siirtyneistä ATP-molekyyleistä- Pimeäreaktioissa fosforihappoon sitoutuneet sokerityyppiset yhdisteet muuttuvat toisiksi monien entsyymien avulla, jolloin lopputuotteena syntyy sokereita, joita kasvi varastoi tai käyttää erilaisina rakennusaineina. Pimeäreaktioissa kasvi tarvitsee hiilidioksidia ja valoreaktioista saatua energiaa (ATP ja NADPH). Calvinin kierrosta palaa valoreaktioihin NADP+- ja ADP-molekyylejä, jotka muutetaan valoreaktioiden seurauksena taas uudelleen ATP- ja NADPH-molekyyleiksi. Valoreaktiot ja pimeäreaktiot siis tarvitsevat toinen toisiaan, eivätkä ne tapahdu toisistaan riippumatta.
VIherhiukkanen:
Kloroplasti eli viherhiukkanen on yksi kasvisoluissa ja eräissä levissä tavattavista soluorganelleista, joissa tapahtuu eliölle energiaa tuottava yhteyttäminen eli fotosynteesi. Kloroplastit absorboivat valoa ja tuottavat sen energian avulla vedestä ja hiilidioksidista sokeria, jota käytetään eliön energianlähteenä ja biomassan rakennusaineena. Kasvin yhteyttävässä pintasolussa on tyypillisesti 10 - 100 kloroplastia. Kloroplastien ansiosta kasvit ovatkin lähes ainoita autotrofisia elämänmuotoja maapallolla.
Kemosynteesi:
Kemosynteesi on tapahtuma, jossa eliö tuottaa orgaanisia yhdisteitä käyttäen epäorgaanisten yhdisteiden hapettamisesta saamaansa energiaa. Nämä kemialliset hapettumisreaktiot vapauttavat energiaa. Kemosynteesissä ei siis fotosynteesistä poiketen tarvita energianlähteenä auringon valoa.Kemosynteesissä hapettuvia erilaisia rikki-, typpi- ja rautayhdisteitä ovat eliöryhmästä riippuen esimerkiksi vetysulfidi (H2S), ammoniakki (NH3) sekä rautaionit (Fe2+). Kemosynteesin seurauksena syntyy pelkistyneitä hiiliyhdisteitä. Kemosynteesi on tapa tuottaa hiilihydraatteja.
Hiilihydraatit:
Hiilihydraatit ovat ryhmä orgaanisia yhdisteitä, jotka koostuvat hiilestä, vedystä ja hapesta. Niitä ovat esimerkiksi sokerit, tärkkelys ja selluloosa. Hiilihydraatti on yksi kolmesta perusravintoaineesta. Hiilihydraattien empiirinen kaava on Cm(H2O)n. Sana hiilihydraatti tuleekin suoraan sen rakennekaavasta, hiilen hydraatti.
Yksinkertaisimmat hiilihydraatit, mono- ja disakkaridit toimivat elimistössä energiaravintoaineina. Niiden varastomuodot, joka kasveissa on tärkkelys ja eläimissä glykogeeni, varastoivat elimistössä energiaa. Tärkeimmät elintarvikkeiden disakkaridit ovat sakkaroosi, laktoosi ja maltoosi. Monimutkaisemmat hiilihydraatit kuten selluloosa toimivat rakennusaineina kasveissa.
Soluhengitys:
Toimiakseen solu tarvitsee energiaa. Toisenvaraiset eliöt ovat riippuvaisia orgaanisten yhdisteiden kemiallisesta energiasta. Näiden yhdisteiden energia siirretään ATP-molekyylien kemialliseksi energiaksi soluhengityksessä.
Ruoan sisältämät ravintoaineet ovat solujen polttoainetta. Solujen mitokondrioissa ravintoaineet "palavat" hallitussa reaktioiden sarjassa, jossa syntyy adenosiinitrifosfaattia eli ATP-molekyylejä. Reaktioita kutsutaan soluhengitykseksi. ATP-molekyylit ovat solun energiavaluuttaa, jota tarvitaan kaikissa toiminnoissa.
Soluhengitystä voi tapahtua vain, jos saatavilla on happea. Jos solulla ei ole happea, ATP:ia voidaan tuottaa käymisen kautta. Hapeton käyminen on kuitenkin tehottomampaa. Soluhengityksessä yksi glukoosimolekyyli tuottaa 30 ATP-molekyyliä. Käyminen tuottaa kaksi. Lisäksi käymisen sivutuotteena syntyvä maitohappo on myrkyllistä liian korkeina pitoisuuksina.
Energian vapauttamisen kolme vaihetta:
Glykolyysi
Glykolyysi tapahtuu solulimassa. Glykolyysivaiheessa glukoosimolekyyli pilkotaan kahdeksi pyruvaattimolekyyliksi, minkä seurauksena vapautuu pieni määrä energiaa (2 ATP). Koska glykolyysi ei vaadi happea, se voi tapahtua myös anaerobisissa oloissa.
C6H12O6 (glukoosi) + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3COCOOH (pyruvaatti) + 2 NADH + 2 ATP + 2 H+ + 2 H2O
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti