ATP: Adenosine Triphosphate

Introduction to ATP or Adenosine Triphosphate

Utan tvekan, en av de viktigaste molekylerna inom

Biologi är ATP.

ATP, som står för adenosintrifosfat.

Vilket låter väldigt tjusigt.

Men det enda du måste komma ihåg, eller när helst du ser ATP

hänga runt i någon typ av biokemisk reaktion,

något i din hjärna borde säga hej, vi har att göra med

biologisk energi.

Eller ett annat sätt att tänka på ATP är valuta---jag sätter

det inom citattecken--biologisk energi.

Så hur är det en valuta av energi?

Alltså ATP lagrar energi i sina bindningar.

Och jag ska förklara vad det innebär alldeles snart.

Och innan vi lär oss vad en adenosin grupp eller en

3-fosfat grupp ser ut kan du bara ta en bit av en

Leap of faith, som ni kan föreställa er ATP som görs

av något som kallas--Låt mig göra det i en trevlig färg--en

adenosin gruppen direkt.

Och sedan kopplat till det behöver du tre fosfater.

Inte kan, du kommer.

Du har tre fosfater fäst vid den bara sådär.

Och ATP.

Adenosintrifosfat.

Tri-begrepp tre fosfat grupper.

Nu om du tar adenosintrifosfat och du hydrolyze

denna bond, vilket innebär att om du tar detta

förekomst av vatten.

Så låt mig bara kasta vatten här.

Låt oss säga har H2O.

En av dessa fosfat grupper kommer sedan bryta.

I huvudsak del av detta vatten ansluter sig till fosfat gruppen.

och sedan del av det ansluter sig till detta

fosfat grupp direkt.

Och jag ska visa er som lite mer i detalj.

Men jag vill ge er helheten först.

Vad du är kvar med är en adenosin grupp som nu har

två fosfater på den.

Och detta kallas adenosin järndifosfat eller ADP.

Innan vi hade triphosphate, vilket innebär tre fosfater.

Nu har vi järndifosfat, adenosintrifosfat, så

i stället för en tri här skriva vi bara en di.

Vilket innebär att du har två fosfat grupper.

Och så ATP har varit hydrolyserat, eller du har brutit

utanför en av grupperna fosfat.

Och så nu du är kvar med ADP och sedan en extra

fosfat grupp just här.

Och-- och det är hela nyckeln till allt det som vi talar

om när vi göra med ATP-- och

har du några energi.

Och så när jag talar om ATP som valuta

biologisk energi, därför.

Är som om du har ATP, och om du skulle--genom några

kemisk reaktion--du pop utanför denna fosfat just här.

Det kommer att generera energi.

Denna energi kan användas för bara allmänna värme.

Eller du kan par denna reaktion med andra reaktioner

som kräver energi.

Och sedan dessa reaktioner kommer att kunna gå framåt.

Så, jag fästa dessa cirklar.

Adenosin och fosfater.

Och egentligen, det är allt du behöver veta.

Redan, vad jag har visat du rätt här är verkligen allt du

behöver veta för att operativt tänka på hur ATP fungerar i

de flesta biologiska system. Och om du vill

gå på andra sätt.

Om du har energi och du vill generera ATP, den

reaktion kommer bara gå denna väg.

Energi plus en fosfat grupp plus några ADP, du

kan gå tillbaka till ATP.

Och så detta är lagrad energi.

Så denna sida av ekvationen är lagrad energi.

Och denna sida av ekvationen är energi som används.

Och detta är verkligen allt du--väl det är 95% av vad du

behöver veta för att verkligen förstå funktionen av ATP

i biologiska system. Det är bara en butik energi när

du--ATP har energi.

När du avbryter ett fosfat, genererar energi.

Och sedan om du vill gå från ADP och en fosfat tillbaka

till ATP måste du använda energi igen.

Så om du har ATP, är som en energikälla.

Om du har ADP och du vill att ATP, måste du använda energi.

Och hittills har jag bara ritat en cirkel med en a runt och

sade är en adenosin.

Men ibland tror jag det är tillfredsställande att se vad den

molekyl ser faktiskt ut.

Så jag klippa ut och klistra in detta från Wikipedia.

Och anledningen till varför jag inte visa detta du inledningsvis är

eftersom detta verkar mycket komplicerad.

Medan den begreppsmässiga anledningen till ATP är valuta

energi, jag tror det är ganska enkelt.

När det har tre fosfater, kan en fosfat bryta.

Och sedan som ska leda med vissa energi

lägger in i systemet.

Eller om du vill koppla den fosfat du

har du använder energi.

Det är bara den grundläggande principen om ATP.

Men detta är dess faktiska struktur.

Men även här kan vi bryta ned och se att det är verkligen

inte alltför illa.

Vi sade adenosin.

Låt mig göra gruppen adenosin.

Vi har adenosin.

Detta är just här adenosin.

Denna del av molekylen direkt.

Det är adenosin.

Och för dig som verkligen har ägnat uppmärksamhet åt vissa

andra videor, kan du inse att denna del av

adenosin--så detta kallas adenosin, men denna del rätt

här--är adenin.

Vilket är det samma adenin som utgör nukleotider som

är ryggraden i DNA.

Så vissa av dessa molekyler i biologiska system har mer

än en användning.

Detta är samma adenin där vi talar

om adenin och guanin.

Detta är en pudding.

Och det finns också en pyrimidines, men jag kommer inte gå

till så mycket.

Men det är samma molekyl.

Så det är bara en intressant sak.

Samma sak som gör upp DNA är också en del av det som gör

upp dessa energi valuta molekyler.

Så gör adenin delvis adenosin del av ATP.

Och sedan den andra delen just här är ribos.

Som du kanske också känner igen från RNA, ribonukleinsyra.

Det beror på att du har ribos hanteringen

i hela situationen.

Men jag kommer inte gå in på mycket.

Men ribos är bara en 5-kol socker.

När de inte ritar molekylen, har det antytt att

Det är en koldioxidutsläpp.

Det är alltså en kol direkt, två kol, tre

kol, fyra kol, fem kol.

Och det är bara trevligt att veta.

Det är trevligt att veta att de delar delar av sina

molekyler med DNA.

Och dessa är bekant byggstenar som vi ser

om och om igen.

Men jag vill understryka att veta detta, eller ihåg

detta, hjälper inte på något sätt dig att förstå den enklare

förståelse av ATP bara vara vad

enheter biologiska reaktioner.

Och sedan jag ritade här 3-fosfat grupper, och detta

är deras faktiska molekylstruktur.

Deras Lewis strukturer just här.

Det är en fosfat grupp.

Detta är den andra fosfat-gruppen.

Och det är en tredje fosfat grupp.

Bara sådär.

När jag först lärde mig detta var min första fråga, OK jag kan

ta detta som en leap of faith som om du tar en av dessa

fosfat grupper utanför eller om hydrolyserat denna obligation, som

på något sätt frigör som energi.

Sedan jag och typ av gick på besvarade alla frågor

att jag var tvungen att svara.

Men varför befriar det energi?

Vad handlar det om denna obligation som frigör energi?

Kom ihåg alla obligationer är är elektroner som delas med

olika atomer.

Så är det bästa sättet du kan tänka på det här.

Dessa elektroner som delas tvärs över denna bond,

eller denna elektron som delas tvärs över denna bond,

och det kommer från fosfat.

Jag kommer inte göra periodiska just nu.

Men ni vet fosfat har fem elektroner att dela.

Det är mindre elektronegativa än syre, så syre kommer typ av

Hog elektronen.

Men denna elektron är mycket obehagligt.

Det finns några anledningar till varför det är obekvämt.

Det är en hög energi.

En anledning till varför är, du har alla dessa

negativa oxygens här.

Så vill de slags driva bort från varandra.

Så får dessa elektroner i denna bond verkligen inte typ av

nära kärnan.

De ska gå in typ av en stat som låg energiförbrukning.

Allt detta är mer av en analogi än verkligheten.

Vi vet alla att elektroner kan få ganska komplext.

Och det finns en hel quantum mekaniska värld.

Men det är ett bra sätt att tänka på det.

Att dessa molekyler vill bort från varandra.

Men du har dessa obligationer, så denna elektron, det är typ av i

en hög energitillstånd.

Det är längre från nucleuses av dessa två atomer

än man kanske vill vara.

Och när du pop denna fosfat grupp utanför alla en

plötslig dessa elektroner kan träda i en

lägre energitillstånd.

Och som genererar energi.

Så är denna energi här alltid--faktiskt i någon

kemisk reaktion där de säger energi genereras, det är

alltid från elektroner kommer att ett lägre energitillstånd.

Det är vad det handlar om.

Och senare i framtida videor när vi gör mobil

andning och glykolys och allt detta när vi visar

energi, det är verkligen från elektroner från

obekväma staterna mer bekväm staterna.

Och i processen de genererar energi.

Om jag är i ett plan eller jag hoppa ut ur ett flygplan, har jag

en mängd potentiella energin rätt när jag

hoppa ut ur planet.

Och du kan visa det som en obekväm stat.

Och sedan när jag sitter på min soffa titta på fotboll, jag

har mycket mindre potentiell energi, så det är en mycket

bekväma staten.

Och jag kunde ha genererat mycket energi

faller min soffa.

Men jag vet inte.

Min analogierna bryta alltid ned någon gång.

Nu är det sista som jag vill gå du exakt hur

Denna reaktion sker.

Så långt kan du inaktivera denna video och du kan redan

ta itu med ATP som det används i 95% av biologi,

särskilt AP Bio.

Men jag vill att du ska förstå hur detta

reaktionen faktiskt sker.

Så för att göra det, vad jag tänker göra är kopia och

Klistra in delar av dessa.

Så sagt jag redan att den här killen här kommer

att bryta av ATP.

Så det är gruppen fosfat som bryter ut.

Och sedan har du resten av den.

Du har ADP som är kvar.

Det är alltså ADP.

Jag har inte ens att kopiera och klistra in alla här grejer.

Du kan bara acceptera att det är gruppen adenosin.

Bara sådär.

Så har vi redan sagt att denna sak blir hydrolyserat

av, eller blir avskurna och som genererar energi.

Men vad jag vill göra är faktiskt

Visa mekanismen.

En liten bit av hand-vågiga mekanism för hur

Detta har faktiskt händer.

Så jag sa sker denna reaktion i närvaro av vatten.

Så låt mig här göra vissa vatten.

Så har jag en syre och en väte.

Och sedan har jag en annan väte.

Det är vatten rätt där.

Så är hydrolys bara en reaktion där du säga hej,

den här killen här, han vill bond med något eller han

vill dela någon annans elektroner.

Så kanske detta väte här går ner här och aktier

dess elektron denna syrgas just här.

Och sedan denna fosfor, den har en extra elektron att det

behov att dela.

Kom ihåg det har fem valenselektroner, det vill dela

dem med syre.

Det har en, två, tre, fyra delas just nu.

Tja, om detta väte går till den här killen, är sedan du kvar

med denna blå OH just här.

Och den här killen kan dela en av de

fosfor extra elektroner.

Så får du OH bara sådär.

Det är så den faktiska processen som sker.

Och det kunde gå på andra sätt.

Jag kunde har cleaved det här.

Jag kunde ha cleaved hela här.

Och så här killen skulle ha hållit syret och den

väte skulle ha gått till honom.

Och sedan den här killen skulle ha tagit OH.

Det skulle kunna hända i antingen ordning.

Och så antingen ordning skulle vara fina.

Och det finns en andra punkt som jag vill göra.

Och det är lite mer komplicerat.

Och jag undrar även om jag ville göra.

Mitt hela skäl varför du är typ av i en lägre energi

staten är, när du dela upp--faktiskt Låt mig gå

down here--är eftersom jag sade, Hej, här elektron är lyckligare

När den har--så låt oss säga detta elektron som var en del av detta

fosfor är gladare nu.

Det är en lägre energi eftersom

Det är inte sträcks.

Det inte behöva tillbringa tid mellan att killen och att killen

eftersom denna molekyl och denna molekyl vill sprida sönder

eftersom de inte har negativa avgifter.

Som är en del av orsaken.

Den andra orsaken varför, och vi ska tala om detta i ett parti

mer i detalj när vi lär dig mer om organisk kemi är

att detta har mer resonans.

Mer resonans strukturer eller resonans konfigurationer.

Och allt som innebär är att dessa elektroner, dessa extra

elektroner här, de kan flytta om mellan de

olika atomer. Och det gör det ännu mer stabil.

Så om ni föreställa er att detta syre just här har en extra

elektron med den.

Så att extra elektron rätt, det kan komma här nere

och sedan utgöra en dubbelbindning med fosfor.

Och sedan denna elektron här kan sedan hoppa tillbaka upp till

att syre.

Och sedan som kan hända på den här sidan och på den sidan.

Och jag gå inte in på detaljer, men det är en annan

anledningen varför det gör det mer stabilt.

Om du har redan tagit organisk kemi, kan du

typ av uppskatta att mer.

Men jag vill inte få alla i ogräs.

Viktigast att komma ihåg om ATP är att

När du cleave utanför en fosfat grupp genererar

energi som kan driva på alla typer av biologiska funktioner,

som tillväxt och rörlighet, muskel rörelse, muskel

kontraktion, elektriska impulser i

nerver och hjärnan.

Så det här är den viktigaste batteri eller valuta av energi i

biologiska system. Det är viktigast att du verkligen

behöver bara att komma ihåg om ATP.