TITLUL: ATP:Adenozin Trifosfat

Introduction to ATP or Adenosine Triphosphate

Fără îndoială, cea mai importantă moleculă din toată biologia

este molecula de ATP. ATP, ce înseamnă Adenozintrifosfat.

Ce sună foarte complex dar tot ce trebuie să vă amintiţi

sau de fiecare dată când vedeţi un ATP într-o reacţie bio-chimică

ar trebui să realizaţi că aveţi de-a face cu energie biologică.

Sau puteţi să vă gândiţi la ATP la ca moneda de schimb a energiei biologice.

Dar de ce este o modedă a energiei?

Păi, ATP-ul înmagazinează energie in legăturile lui. Şi o să explic ce înseamnă într-o secundă

Şi înainte să învăţăm cum arată un grup de adenozină sau unul de trei-fosfat,

puteţi sa aveţi încredere şi să vă imaginaţi ATP-ul ca fiind format din ceva de genul:

Un grup adenozină ataşat la 3 fosfaţi. Şi ăsta e ATP-ul. Adenozin-tri-fosfat.

Tri, adică 3 grupe de fosfaţi.

Iar dacă luăm Adenozintrifosfatul şi hidrolizăm legătura aceasta,

Adică punem legătura asta în prezenţa apei. Hai să aruncăm nişte apă aici.

Deci avem nişte H2O. Atunci, una dintre aceste grupe de fosfat se va detaşa

adică o parte a apei se va ataşa fosfatului de aici şi cealaltă parte se alătura acestui fosfat

Şi o să vă arăt mai detaliat dar vreau să vă ofer imaginea de ansamblu prima dată.

Ceea cu rămânem este un Adenozin care are 2 fosfaţi ataşaţi. Şi se numeşte Adenozindifosfat.

Sau ADP. Înainte am avut trifosfat adica 3 fosfaţi şi acum avem difosfat adică avem 2 fosfaţi.

Deci ATP-ul a fost hidrolizat adică am rupt un fosfat şi acum am ramas cu ADP

şi o grupă de fosfat şi, şi aceasta este esenţial când vorbim de ATP,

şi avem nişte energie. Deci de aceea vorbim despre ATP drept

moneda de schimb al energiei biologice. Dacă ai ATP şi printr-o reacţie chimică

extragi fosfatul de aici, o sa genereze energie. Şi poate fi folosită

pt simplă căldură ori putem sa cuplăm reacţia cu alte reacţii care necesită energie

şi acele reacţii vor putea sa continue.

Deci am desenat aceste cercuri de adenozina şi fosfaţi dar tot ce trebuie sa ştiţi

este doar imaginea operaţională a ATP-ului. Cum operează în majoritatea

sistemelor biologice. Şi putem sa o luăm şi invers, dacă avem energie

şi vrem sa generăm ATP, reacţia o să meargă în sensul ăsta:

Energie + un grup fosfat + un ADP şi putem să ajungem înapoi la ATP adică la energie înmagazinată.

Deci în partea asta a ecuaţiei avem energie înmagazinată şi în partea asta a ecuaţiei

avem energie folosită. Şi asta e poate 95% din ceea ce trebuie sa ştiţi

ca să înţelegeţi funcţia ATP-ului în sistemele biologice.

E doar energie în ATP. Când se rupe un fosfat, se eliberează energie

şi dacă vrem sa ajungem de la ADP şi un fosfat înapoi la ATP,

trebuie sa folosim energie din nou.

Deci, dacă avem ATP, atunci e o sursă de energie.

Dacă avem ADP şi vrem ATP, trebuie să folosim energie.

Până acum am desenat un cerc si am zis ca e adenozin.

Dar câteodată e satisfăcător sa vedem cum o moleculă arată în realitate

Deci am copiat diagrama asta de pe wikipedia.

Şi motivul pentru care nu v-am arătat asta până acum,

este că arată foarte complicat, în timp ce ideea că ATP-ul e moneda energiei

este foarte simplă. Când are 3 fosfaţi, un fosfat se rupe şi o sa rezulte energie

Sau dacă vrem să ataşăm acel fosfat, trebuie să folosim energie.

Acesta este principiul de bază al ATP-ului.

Dar aceasta este defapt structura sa. Şi chiar şi aici putem sa o fragmentăm

şi să ne dăm seama că nu e prea complicat.

Am zis adenozină. Haide să desenăm grupul de adenozină.

Asta de aici e adenozină. Partea aceasta a moleculei e adenozină.

Şi pentru cei dintre voi care chiar au fost atenţi la celelalte video-uri,

poate recunoasteţi ca parte aceasta a adenozinei e adenină.

Care este aceeaşi adenină care face parte din nucleotidele

care sunt bazele ADN-ului. Deci unele molecule din sistemele biologice

au mai mult decat o funcţie. E aceeaşi adenină atunci când vorbim despre

adenină si guanină şi este o bază purinică. Şi mai există şi pirimidinicele.

Dar nu o sa discut despre acestea.

Dar este aceeaşi moleculă. Şi este un lucru interesant.

Acelaşi lucru care face parte din ADN, este in acelaşi timp o parte

din aceste molecule/monede de energie. Deci adenina face parte din

adenozina care face parte din ATP. Şi cealalta parte de aici este

o riboză. Riboză. Pe care aţi putea să o recunoaşteţi din ARN.

Acid-ribonucleic. Pentru că există riboză în ARN. Dar nu o sa discutăm despre asta.

Dar riboza este doar un zahar cu 5 atomi de carbon. Când molecula nu este

desenată, defapt este un atom de carbon. Aşa că aici este un atom de carbon,

al doilea, al treilea, al patrulea, al cincilea. Şi este doar bine

să se ştie că împart părţi din molecula cu ADN şi acestea sunt

pietre de temelie întalnite iar şi iar. Dar vreau să atrag atenţia:

Prin memorizarea acestor lucruri nu va ajuta deloc înţelegerea ATP-ului

ca fiind doar molecula care antrenează reacţiile biologice.

Şi aici am desenat cele 3 grupe de fosfaţi. Şi aceasta este defapt

structura moleculară a lor. Şi aici e prima grupă de fosfat,

a doua grupa, şi aceasta este a treia grupa de fosfaţi.

Iar cand am învăţat eu prima dată asta, prima mea întrebare a fost:

Ok, pot să am încredere că dacă se ia unul dintre aceşti fosfaţi

sau dacă această legătură este hidrolizată, atunci, cumva se eliberează

energie şi am trecut mai departe. Dar de ce eliberează energie?

Ce are această legatură special de se eliberează energie?

Amintiţi-vă, toate legăturile sunt electroni puşi ca comun între atomi diferiţi.

Deci cel mai bine e să vă gândiţi că aici, aceşti electroni care sunt

înpărtaşiţi în această legătură sau acest electron care vine de la fosfat.

Nu o să desenez tabelul periodic acum dar ştiţi că fosfatul are

cinci electroni de împărtaşit. Este mai puţin electronegativ decât oxigenul.

Deci oxigenul va ţine electronul. Dar acest electron este foarte incomod.

Există câteva motive pentru care este inconfortabil. Este într-o stare

de energie mare. Un motiv este că există toţi aceşti atomi de oxigen

încărcaţi negativ care se resping. Deci aceşti electroni din legătură

nu se pot apropia de nucleu şi nu pot trece într-o stare de energie mică.

Deşi că tot ce spun este mai mult o analogie decât realitatea.

Cu toţii ştim că electronii sunt complecşi. Împreuna cu toată lumea mecanicii cuantice.

Dar este o bună modalitate de a ne imagina. Că aceste molecule vor să

fie departe una de alta dar există aceste legături deci acest electron

este într-o stare de energie mai mare. Este mai departe de nucleul acestori

doi atomi decât ar vrea să fie. Şi când rupem acest fosfat, aceşti

electroni pot ajunge într-o stare de energie mai mică şi asta generează energie.

Deci această energie de aici, este întotdeauna, în orice reacţie chimică

unde se zice că se generează energie, este întotdeauna de la electroni

care trec la o stare de energie mai mică. Totul este despre asta.

Şi mai târziu, în videoclipurile viitoare unde vom discuta despre

respiraţia celulară şi glicoliză şi toate celelalte. Oricând apare energie,

este de la electroni care trec de la stari inconfortabile la stări mai confortabile

şi procedând astfel, ei generează energie. Când sunt într-un avion

sau când sar dintr-un avion am o energie potenţială mare chiar când sar,

şi puteţi să vă gândiţi la asta ca la o stare inconfortabilă.

Şi când stau pe canapea, uitându-mă la fotbal, am mai puţină energie potenţială

Deci este o stare foarte confortabilă. Şi aş fi putut genera multă energie

căzând pe canapeaua mea. Ştiu şi eu...analogiile mele întotdeauna

dau greşi la un moment dat. Dar ultimul lucru despre care vreau să vă vorbesc

este cum se întâmplă reacţia asta, mai exact. Pâna acum puteţi să opriţi

video-ul şi deja să înţelegeţi ATP-ul aşa cum este folosit în 95% din biologie.

Dar vreau să vă fac să înţelegeţi cum se produce defapt reacţia asta.

Deci pentru a face asta, o să copiez părţi de aici. Deci v-am spus deja că

acesta se va despărţi de ATP. Staţi să-l copiez aici, jos.

Deci acesta este fosfatul care se va rupe. Şi am rămas cu restul, cu ADP-ul.

Nici nu trebuie să copiez totul. Puteţi doar să acceptaţi că aceasta este adenozina.

Copiere şi lipire.

Deci am zis deja că acesta este hidrolizat sau este detaşat şi procesul generează energie.

Ce vreau să vă arăt este mecanismul acestui proces. Deci am zis că

această reacţie se produce în prezenţa apei. Să desenez nişte apă aici.

Un oxigen, un hidrogen şi încă unul. Deci asta de aici e apă.

Hidroliza este doar o reacţie unde acesta vrea să împartă electronul altuia

deci poate că acest hidrogen pune la comun electronul lui cu acest oxigen de aici

şi acest fosfor are un electron în plus pe care vrea să-l împartă

Amintiţi-vă, are cinci electroni de valenţă puşi la comun cu oxigenul.

Acum are patru electroni puşi la comun şi dacă aces hidrogen merge aici,

rămânem cu aces OH aici şi acesta poate să împartă electronul în plus al fosfatului.

Deci acesta este defapt procesul. Şi poate să meargă în sens opus.

Aş fi putut tăia diagrama aici, şi acesta ar fi păstrat oxigenul

şi hidrogenul ar fi mers la el şi acesta ar fi putut să ia hidroxidul.

S-ar fi putut întâmpla în orice ordine şi ar fi fost la fel de bine.

Şi mai am o idee de împărtaşit. Şi este puţin mai complexă.

Chiar mă întrebam dacă o să mai discut despre asta. Motivul meu pentru care

electronii sunt într-o stare de energie mică este pentru că acest electron

care a fost parte din fosfat este mai fericit acum. Este într-o stare de energie mai mică.

Pentru că nu trebuie să îşi petreacă timpul între aceşti atomi.

Pentru că această moleculă şi aceasta vor să se despartă fiindcă sunt încărcate negativ.

Asta este parte din motiv. Despre cealaltă parte o să vorbim mai detaliat

când o să vorbim mai mult despre chimie organică. Motivul este că

acesta are mai mai multe structuri de rezonanţă. Şi tot ceea ce înseamnă este că

aceşi electroni în plus de aici se pot deplasa între atomi diferiţi.

Şi asta o face chiar mai stabilă. Dacă vă imaginaţi că acest oxigen

are un electron în plus poate să coboare aici şi să formeze o legatură dublă

cu fosfatul şi apoi aces electron de aici poate să sară înapoi la oxigen

şi apoi asta se poate întâmpla pe partea asta sau aia dar nu o să intru în detalii.

Dar acesta este un alt motiv pentru care îl face mai stabil. Dacă aţi început

deja chimia organică puteţi să înţelegeţi mai bine asta. Dar nu vreau sa ma adâncesc

în detalii. Cel mai important lucru pe care sa vi-l amintiţi despre ATP

este că atunci când rupem un fosfat, se generează energie care poate să

angreneze tot felul de funcţii biologice. Ca de exemplu creşterea, mişcarea,

mişcarea musculară, contracţia musculară, impulsurile electrice în nervi şi creier

Deci aceasta este principala baterie sau monedă de energie în sistemele biologice

Acesta este cel mai important lucru pe care trebuie să vi-l amintiţi despre ATP.