0:00:00.610,0:00:03.360
Безспорно една от най-важните молекули в цялата

0:00:03.360,0:00:06.150
биология е АТФ.

0:00:06.150,0:00:14.235
АТФ, което е съкращение на аденозин трифосфат.

0:00:18.690,0:00:20.340
Това звучи много сложно,

0:00:20.340,0:00:24.270
но всичко, което трябва да запомните и всеки път, виждайки АТФ

0:00:24.270,0:00:28.180
да се появява в дадена биохимична реакция,

0:00:28.180,0:00:30.940
нещо вътре в мозъка ви трябва да казва "Хей, става дума за

0:00:30.940,0:00:32.360
биологична енергия."

0:00:32.360,0:00:38.690
Друг начин за възприятие на АТФ е като единица - поставям

0:00:38.690,0:00:42.645
това в кавички - за биологична енергия.

0:00:46.820,0:00:49.000
Е, как точно е единица за енергия?

0:00:49.000,0:00:51.820
АТФ складира енергия във връзките си.

0:00:51.820,0:00:54.040
Ще обясня какво значи това след малко.

0:00:54.040,0:00:56.220
И преди да научим как изглежда аденозинната група или

0:00:56.220,0:00:58.870
3-фосфатната група, имайте ми малко

0:00:58.870,0:01:03.010
вяра, и си представете, че АТФ е направен

0:01:03.010,0:01:06.160
от нещо, наречено - само да избера хубав цвят -

0:01:06.160,0:01:08.950
аденозинна група.

0:01:08.950,0:01:12.020
И към тази група има прикачени 3 фосфата.

0:01:12.020,0:01:13.320
Не може, ще си представите вие.

0:01:13.320,0:01:18.150
Има 3 фосфата, закачени към групата просто така.

0:01:18.150,0:01:21.970
Това е АТФ.

0:01:21.970,0:01:24.450
Aденозин трифосфат.

0:01:24.450,0:01:27.850
три- означава 3 фосфатни групи.

0:01:27.850,0:01:31.235
Ако вземем аденозин трифосфат и хидролизираме

0:01:31.235,0:01:33.460
връзките му, което значи да го поставим някъде в

0:01:33.460,0:01:34.610
присъствието на вода

0:01:34.610,0:01:37.250
Нека добавя малко вода тук.

0:01:37.250,0:01:41.610
Нека кажем, че тук има Н2О.

0:01:41.610,0:01:44.450
Тогава една от тези фосфатни групи ще се отдели.

0:01:44.450,0:01:47.100
Естествено част от водата се свързва с фосфатната група

0:01:47.100,0:01:48.900
и част от нея се свързва с тази

0:01:48.900,0:01:49.900
фосфатна група ето тук.

0:01:49.900,0:01:51.590
Сега ще ви покажа това малко по-подробно.

0:01:51.590,0:01:53.960
Но най-напред искам да ви покажа голямата картина.

0:01:53.960,0:01:57.430
Това, което е останало е аденозинна група, която сега съдържа

0:01:57.430,0:01:58.680
два фосфата.

0:02:01.460,0:02:07.520
Това съединение се нарича аденозин дифосфат, или АДФ.

0:02:07.520,0:02:11.860
Преди имахме трифосфат, което означава три фосфата.

0:02:11.860,0:02:14.330
Сега имаме дифосфат, аденозин трифосфат, така че

0:02:14.330,0:02:16.650
вместо "три-", тук пишем само "ди-"

0:02:16.650,0:02:18.590
Което означава, че налице са две фосфатни групи.

0:02:18.590,0:02:22.760
И така, АТФ се хидролизира, или отделя се

0:02:22.760,0:02:24.790
една от фосфатните групи.

0:02:24.790,0:02:27.550
Останали са АДФ и после една допълнителна

0:02:27.550,0:02:30.550
фосфатна група тук.

0:02:30.550,0:02:33.370
И... и тук се крие отговорът за всичко, което обсъждаме,

0:02:33.370,0:02:35.660
когато споменаваме АТФ-и

0:02:35.660,0:02:36.910
налице е малко енергия.

0:02:41.440,0:02:45.590
Когато говоря за АТФ като фактор за разпространение на

0:02:45.590,0:02:48.500
биологична енергия, имам предвид това.

0:02:48.500,0:02:52.220
Че ако имаме АТФ, и трябва, чрез

0:02:52.220,0:02:55.960
химична реакция, да отделим този фосфат тук.

0:02:55.960,0:02:57.470
Това ще произведе енергия.

0:02:57.470,0:02:59.960
Тази енергия може да бъде използвана само за основно загряване.

0:02:59.960,0:03:02.810
Или тази реакция може да се съчетае с други реакции,

0:03:02.810,0:03:03.830
за протичането на които е нужна енергия.

0:03:03.830,0:03:07.960
След това тези реакции ще могат до продължат да протичат.

0:03:07.960,0:03:10.490
И така, изобразяваме тези кръгове.

0:03:10.490,0:03:12.040
Аденозин и фосфатите.

0:03:12.040,0:03:15.010
И наистина, това е всичко, което е нужно да се знае.

0:03:15.010,0:03:16.780
Това, с което ви запознахме до тук, е всичко

0:03:16.780,0:03:20.660
необходимо да се знае, за да помислим как на практика АТФ действа

0:03:20.660,0:03:22.390
в повечето биологични системи. Можем и

0:03:22.390,0:03:22.740
по друг начин да погледнем нещата.

0:03:22.740,0:03:25.020
Ако имаме енергия, и искаме да произведем АТФ,

0:03:25.020,0:03:26.050
реакцията ще протече по следния начин.

0:03:26.050,0:03:29.430
Енергия плюс една фосфатна група, плюс малко АДФ...

0:03:29.430,0:03:30.610
Можем да се върнем на АТФ.

0:03:30.610,0:03:32.940
И така, това е запзаената енергия.

0:03:32.940,0:03:36.520
От тази страна на уравнението е запазената енергия.

0:03:36.520,0:03:39.220
А от тази страна е иползваната енергия.

0:03:39.220,0:03:43.810
И това, всъщност е почти всичко-95 % от това, което

0:03:43.810,0:03:46.430
трябва да знаем, за да разберем реално функцията на АТФ

0:03:46.430,0:03:49.450
в биологичните системи. Става дума за запазване на енергия, когато

0:03:49.450,0:03:51.150
говорим за наличието на такава в АТФ.

0:03:51.150,0:03:54.070
Когато се отделя един фосфат, той произвежда енергия.

0:03:54.070,0:03:56.700
И после ако искаме да се върнем от АДФ, един фосфат се връща

0:03:56.700,0:03:59.580
в АТФ, отново трябва да се използва енергия.

0:03:59.580,0:04:02.040
АТФ в същността си е източник на енергия.

0:04:02.040,0:04:06.580
Ако имаме АДФ и искаме АТФ, трябва да употребим енергия.

0:04:06.580,0:04:09.500
До тук изобразихме кръг с буквата А

0:04:09.500,0:04:10.460
и казахме, че това е аденозин.

0:04:10.460,0:04:12.840
Но понякога е добре да видим

0:04:12.840,0:04:14.180
как изглежда молекулата в действителност.

0:04:14.180,0:04:17.010
Копирах тази схема от Уикипедия.

0:04:17.010,0:04:19.310
Причината да не ви покажа това в началото е

0:04:19.310,0:04:20.829
фактът, че изглежда доста сложно.

0:04:20.829,0:04:24.780
Докато истинската причина АТФ да се крие в разпространението

0:04:24.780,0:04:26.710
на енергия, е определено ясна.

0:04:26.710,0:04:30.200
Когато присъстват три фосфата, един от тях може да се отдели.

0:04:30.200,0:04:33.310
Резултатът от това се състои в присъствието на енергия

0:04:33.310,0:04:34.640
в системата.

0:04:34.640,0:04:36.560
Или пък, ако искаме да прикрепим този фосфат

0:04:36.560,0:04:37.560
трябва ни малко повече енергия.

0:04:37.560,0:04:39.910
Това е основен принцип при АТФ.

0:04:39.910,0:04:44.010
Но това е истинската му структура.

0:04:44.010,0:04:46.220
Но дори и тук, можем да го раздробим и да видим, че в действителност

0:04:46.220,0:04:47.740
не изглежда никак зле.

0:04:47.740,0:04:48.790
Казахме "аденозин".

0:04:48.790,0:04:50.490
Нека изобразим аденозинната група.

0:04:50.490,0:04:51.660
Имаме аденозин.

0:04:51.660,0:04:54.220
Това тук е аденозин.

0:04:54.220,0:04:57.070
Ето тази част от молекулата тук.

0:04:57.070,0:04:58.470
Тя е аденозин.

0:05:01.280,0:05:04.340
Тези от вас, които са обърнали повече внимание на

0:05:04.340,0:05:07.560
някои от другите клипове, може би разпознават, че това е част

0:05:07.560,0:05:10.660
от аденозина-и така, това се нарича аденозин, но тази част

0:05:10.660,0:05:12.820
тук, е аденин.

0:05:17.130,0:05:21.110
Това е същият аденин, който изгражда нуклеотидите, които

0:05:21.110,0:05:22.460
са "гръбнакът" на ДНК.

0:05:22.460,0:05:25.870
И така, някои от тези молекули в биологичните системи имат повече

0:05:25.870,0:05:26.580
от една употреба.

0:05:26.580,0:05:27.910
Това е същият аденин, за който говорим,

0:05:27.910,0:05:30.170
комбинирайки аденин и гуанин.

0:05:30.170,0:05:31.100
Това е пурин.

0:05:31.100,0:05:33.370
Ето ги и пиримидините, но няма да навлизам

0:05:33.370,0:05:33.920
в повече подробности.

0:05:33.920,0:05:35.180
Това е същата молекула.

0:05:35.180,0:05:36.380
Ето къде е интересното.

0:05:36.380,0:05:39.950
Това, което изгражда ДНК, е и част от

0:05:39.950,0:05:42.940
структурата на тези молекули, които произвеждат енергия.

0:05:42.940,0:05:47.700
Аденинът изгражда част от аденозина в АТФ.

0:05:47.700,0:05:50.210
Следва другата част тук, която е рибоза.

0:05:55.330,0:06:00.970
Може би я разпознавате от молекулата на РНК, рибонуклеиновата киселина.

0:06:00.970,0:06:03.040
Това е така, защото рибозата играе

0:06:03.040,0:06:05.150
съществена роля тук.

0:06:05.150,0:06:06.190
Но нека не задълбаваме толкова.

0:06:06.190,0:06:08.970
Рибозата е захарид, който съдържа пет въглеродни атома.

0:06:08.970,0:06:11.340
Когато не се виждат в молекулата, се има предвид

0:06:11.340,0:06:11.950
че точките изобразяват въглерода.

0:06:11.950,0:06:15.160
И ето, един въглерод има тук, два въглерода,

0:06:15.160,0:06:18.650
три въглерода, четири въглерода, пет въглерода.

0:06:18.650,0:06:19.720
Това е добре да се знае.

0:06:19.720,0:06:21.840
Добре е да се знае, че те споделят части от

0:06:21.840,0:06:23.700
молекулите си с ДНК.

0:06:23.700,0:06:26.380
Това са познати изграждащи части, които виждаме

0:06:26.380,0:06:27.260
отново и отново.

0:06:27.260,0:06:29.920
Искам да подчертая, че като знаем тези факти

0:06:29.920,0:06:32.270
и ги помним, това несъмнено ще ни помогне да разберем

0:06:32.270,0:06:35.360
АТФ като съединение, което

0:06:35.360,0:06:37.520
движи биологичните реакции.

0:06:37.520,0:06:41.520
Тук изобразихме три фосфатни групи, а това

0:06:41.520,0:06:43.350
е молекулната им структура.

0:06:43.350,0:06:44.490
Ето как Луис изобразява тази структура.

0:06:44.490,0:06:46.170
Това е една фосфатна група.

0:06:46.170,0:06:48.530
Тук е втората фосфатна група.

0:06:48.530,0:06:52.320
А тук е третата фосфатна група.

0:06:52.320,0:06:54.970
Ето така.

0:06:54.970,0:06:58.830
Когато за пръв път научих това, първият ми въпрос беше: "Добре, мога

0:06:58.830,0:07:02.080
да приема това като скок с вяра; че ако отделим една от тези

0:07:02.080,0:07:05.590
фосфатни групи, или ако тази връзка се хидролизира,

0:07:05.590,0:07:07.020
това освобождава енергия по някакъв начин.

0:07:07.020,0:07:08.880
И след това продължих и отговорих на всички въпроси,

0:07:08.880,0:07:09.570
на които нямах отговор.

0:07:09.570,0:07:10.950
Но защо се освобождава енергия?

0:07:10.950,0:07:13.920
Каква е тази връзка, която освобождава енергия?

0:07:13.920,0:07:16.690
Помним, че всички връзки представляват електрони, които са част

0:07:16.690,0:07:17.830
от различни атоми.

0:07:17.830,0:07:21.190
И ето го най-добрият начин, по който това може да се представи.

0:07:21.190,0:07:24.900
Електроните, които се предават през тази връзка,

0:07:24.900,0:07:27.620
или електронът, който се споделя през връзката,

0:07:27.620,0:07:29.470
идва от фосфата.

0:07:29.470,0:07:31.680
Сега няма да чертая Менделеевата таблица.

0:07:31.680,0:07:34.490
Но знаем, че фосфатната група има пет електрона за отделяне.

0:07:34.490,0:07:37.370
Тя е с по-ниска електроотрицателност от кислорода, така че кислородът някак

0:07:37.370,0:07:39.460
ще погълне електрона.

0:07:39.460,0:07:41.310
Но този електрон е в малко неудобство.

0:07:41.310,0:07:43.930
Две са причините за това неудобство.

0:07:43.930,0:07:45.700
Той е в състояние на висока енергия.

0:07:45.700,0:07:47.250
Една от причините се крие в това, че

0:07:47.250,0:07:48.720
тук са всички тези атоми кислород с отрицателен заряд.

0:07:48.720,0:07:50.590
С други думи, те някак си се отблъскват един друг.

0:07:50.590,0:07:55.960
И тези електрони във връзката наистина не могат

0:07:55.960,0:07:57.220
да се доближат до ядрото.

0:07:57.220,0:07:59.670
Те ще преминат в един вид състояние на ниска енергия.

0:07:59.670,0:08:03.000
Всичко това е повече от аналогично от действителността.

0:08:03.000,0:08:05.210
Знаем, че електроните могат да станат доста сложни.

0:08:05.210,0:08:07.430
А съществува и цял един механичен свят.

0:08:07.430,0:08:08.380
Но ето един хубав начин да се мисли по тоя въпрос.

0:08:08.380,0:08:10.840
Това, че тези молекули искат да са на разстояние една от друга.

0:08:10.840,0:08:13.330
Като се вземат предвид тези връзки, електронът в тях е

0:08:13.330,0:08:14.395
в състояние на висока енергия.

0:08:14.395,0:08:17.250
Той е по-далеч от ядрата на тези два атома

0:08:17.250,0:08:18.580
от мястото, на което може би иска да бъде.

0:08:18.580,0:08:22.220
И когато тази фосфатна група се отдели,

0:08:22.220,0:08:23.870
изведнъж тези електрони могат да се окажат

0:08:23.870,0:08:25.110
в състояние на по-ниска енергия.

0:08:25.110,0:08:27.080
Това произвежда енергия.

0:08:27.080,0:08:32.030
И тази енергия тук, винаги е-всъщност във всяка

0:08:32.030,0:08:34.409
химична реакция, за която се казва, че се произвежда енергия,

0:08:34.409,0:08:37.200
това става винаги чрез електрони, които преминават в състояние на по-ниска енергия.

0:08:47.510,0:08:48.570
Ето затова става въпрос.

0:08:48.570,0:08:50.610
По-натаък, в бъдещи клипове, когато се занимаваме с клетъчно

0:08:50.610,0:08:54.480
дишане и глюколиза и подобни явления, когато и да покажем

0:08:54.480,0:08:57.330
енергията, тя идва от електроните, които излизат

0:08:57.330,0:08:59.900
от възбудено състояние в повече на брой невъзбудени състояния.

0:08:59.900,0:09:02.640
И в този процес те произвеждат енергия.

0:09:02.640,0:09:05.620
Ако съм в самолет или скачам от самолет, аз имам

0:09:05.620,0:09:07.180
мноог потенциална енергия точно когато

0:09:07.180,0:09:08.050
скачам от самолета.

0:09:08.050,0:09:10.280
Това може да се счита за възбудено състояние.

0:09:10.280,0:09:13.350
А когато си седя на дивана и гледам футбол,

0:09:13.350,0:09:15.690
имам много по-малко потенциална енергия, така че това е

0:09:15.690,0:09:16.500
невъзбудено състояние.

0:09:16.500,0:09:18.790
Можело е да възпроизведа много енергия,

0:09:18.790,0:09:20.480
падайки на дивана си.

0:09:20.480,0:09:21.590
Но не знам.

0:09:21.590,0:09:24.540
Аналогиите ми винаги се провалят в даден момент.

0:09:24.540,0:09:28.230
Сега, последният въпрос, който искам да разгледам пред вас е как точно

0:09:28.230,0:09:29.530
протича тази реакция.

0:09:29.530,0:09:32.410
Засега бихте могли да спрете този клип и вече

0:09:32.410,0:09:35.680
можете да считате АТФ като съединение, което се използва в 95% от биологията,

0:09:35.680,0:09:36.790
и най-вече колежанският курс по биология.

0:09:36.790,0:09:38.630
Но бих искал да разберете как всъщност

0:09:38.630,0:09:40.320
протича тази реакция.

0:09:40.320,0:09:43.110
За да го направя, това, което ще приложа е копиране

0:09:43.110,0:09:44.150
и поставяне на части от тази схема.

0:09:44.150,0:09:46.170
Вече казахме, че този приятел тук

0:09:46.170,0:09:51.280
ще се отдели от АТФ.

0:09:58.490,0:10:01.030
Така че, това е фосфатната група, която се отделя.

0:10:01.030,0:10:02.360
И следва останалото.

0:10:02.360,0:10:05.310
Тук имаме АДФ като останала част.

0:10:05.310,0:10:07.530
Ето го АДФ.

0:10:07.530,0:10:09.340
Дори не е нужно да копирам и поставям всичко това.

0:10:09.340,0:10:12.000
Можем просто да приемем че това е аденозинната група.

0:10:18.050,0:10:19.500
Точно така.

0:10:19.500,0:10:22.240
Вече казахме, че всичко това се хидролизира

0:10:22.240,0:10:24.930
отделя се и това произвежда енергия.

0:10:24.930,0:10:25.770
Но това което искам да направя всъщност

0:10:25.770,0:10:28.300
е да ви покажа механизма.

0:10:28.300,0:10:30.260
Малко нагледен механизъм за това как

0:10:30.260,0:10:31.630
всъщност става всичко.

0:10:31.630,0:10:34.825
Така. Казахме, че тази реакция протича в наличието на вода.

0:10:34.825,0:10:37.210
Нека тук изобразим водата.

0:10:37.210,0:10:40.040
Имаме кислород и водород.

0:10:40.040,0:10:42.100
Тук имаме още един атом водород.

0:10:42.100,0:10:43.710
Ето това там е вода.

0:10:43.710,0:10:47.360
И така, хидролизата просто е реакция, при която казваме, че

0:10:47.360,0:10:51.420
тоя приятел тук, иска да се свърже с нещо или

0:10:51.420,0:10:53.920
иска да сподели електроните на някой друг.

0:10:53.920,0:10:58.500
Така че може би този водород тук отива там долу и споделя

0:10:58.500,0:11:02.250
електрона си с този кислород тук.

0:11:02.250,0:11:06.320
И после този фосфор, той има един излишен електрон,

0:11:06.320,0:11:06.820
който иска да отдаде.

0:11:06.820,0:11:09.190
Спомняме си, че има има пет-валентни електрона; иска да ги сподели

0:11:09.190,0:11:10.360
с кислорода.

0:11:10.360,0:11:14.040
Има един, два, три, четири, които в този момент се отделят.

0:11:14.040,0:11:17.670
И така, ако този водород отиде при този приятел, остава

0:11:17.670,0:11:19.980
тази синя ОН-група тук.

0:11:19.980,0:11:22.460
а този приятел може да отдели

0:11:22.460,0:11:24.810
един от излишните фосфорови електрони.

0:11:24.810,0:11:27.190
Поучаваме ОН по този начин.

0:11:27.190,0:11:29.230
това е всъщност процесът, който протича.

0:11:29.230,0:11:31.350
Може да се случи и обратното.

0:11:31.350,0:11:33.040
Можеше да отделя това тук.

0:11:33.040,0:11:34.740
Можеше цялото нещо да го отцепя тук.

0:11:34.740,0:11:37.270
Така тоя приятел щеше да запази кислорода

0:11:37.270,0:11:38.890
и водорода щеше да отиде при него.

0:11:38.890,0:11:40.820
Тогава тоя приятел щеше да вземе ОН-груата.

0:11:40.820,0:11:42.540
Би могло да стане с разменен ред.

0:11:42.540,0:11:44.765
И така щеше да е добре.

0:11:44.765,0:11:47.010
Още нещо искам да подчертая.

0:11:47.010,0:11:48.435
Това е малко по-сложно.

0:11:48.435,0:11:50.930
Дори се чудех дали искам да го правя.

0:11:50.930,0:11:53.310
Цялата причина, поради която можем да имаме състояние на по-ниска енергия

0:11:53.310,0:11:56.510
се крие в това, че веднъж отделени-нека сега

0:11:56.510,0:12:00.370
слезем тук-е защото казах, хей, този електрон е по-щастлив,

0:12:00.370,0:12:03.090
когато е-да кажем този електрон, който е част от този

0:12:03.090,0:12:04.760
фосфор е по-щастлив сега.

0:12:04.760,0:12:06.540
Той е в състояние на по-ниска енергия, защото

0:12:06.540,0:12:07.950
не се разширява.

0:12:07.950,0:12:10.350
Не е длъжен да си прекарва времето между този приятел и онзи приятел

0:12:10.350,0:12:13.050
защото тази молекула и тази молекула искат да се отделят,

0:12:13.050,0:12:14.560
понеже имат отрицателен заряд.

0:12:14.560,0:12:15.910
Това отчасти е причината.

0:12:15.910,0:12:18.410
Другата причина защо, и ще говорим за това

0:12:18.410,0:12:21.540
малко по-подробно когато учим малко повече органична химия,

0:12:21.540,0:12:23.940
е тази, че тук има повече резонанс.

0:12:23.940,0:12:27.770
Повече резонансни структури и резонансни конфигурации.

0:12:27.770,0:12:31.360
Всичко това означава, че тези електрони, и тези допълнителни

0:12:31.360,0:12:34.240
електрони тук, те могат някак да се движат между

0:12:34.240,0:12:37.170
различните атоми. А това създава дори по-голяма стабилност.

0:12:37.170,0:12:40.910
И ако си представим, че този кислород тук има

0:12:40.910,0:12:42.700
един електрон в повече.

0:12:42.700,0:12:47.840
Така че този допълнителен електрон там, може да дойде тук долу

0:12:47.840,0:12:51.180
и да сформира двойна връзка с фосфора.

0:12:51.180,0:12:54.810
Тогава този електрон тук може да скочи обратно към

0:12:54.810,0:12:55.870
онзи кислород.

0:12:55.870,0:12:58.400
И после това може да се случи от тази страна и от онази страна.

0:12:58.400,0:12:59.990
Няма да се впускам в подробности, но това е още една причина

0:12:59.990,0:13:01.800
за по-голямата стабилност.

0:13:01.800,0:13:03.590
Ако сте запознати с органичната химия,

0:13:03.590,0:13:05.080
можете повече да се насладите на това.

0:13:05.080,0:13:07.570
Но няма да задълбаваме повече.

0:13:07.570,0:13:11.120
Най-важното, което трябва да запомним за АТФ, е това, че

0:13:11.120,0:13:14.460
когато една фосфатна група се отдели, тя произвежда

0:13:14.460,0:13:17.950
енергия, която управлява всички видове биологични функции,

0:13:17.950,0:13:20.570
като растеж и движение, движение на мускулите, съкращение

0:13:20.570,0:13:23.900
на мускулите, електрически импулси

0:13:23.900,0:13:25.290
в нервите на мозъка.

0:13:25.290,0:13:29.310
Така че това е главната батерия или производител на енергия

0:13:29.310,0:13:32.540
в биологичните системи. Това е основното, което

0:13:32.540,0:13:33.790
трябва да се запомни за АТФ.