ATP: Adenosine Triphosphate

Väidetavalt on terves bioloogias kõige

tähtsam molekul ATP.

ATP on adenosiin trifosfaat.

See kõlab väga uhkelt.

Aga kõik, mida pead mäletama või kui
näed ATP-d

mõnes biokeemilises reaktsioonis,

peaks su aju ütlema, et me tegeleme

bioloogilise energiaga.

Või teisiti mõeldes on ATP väärtus --

ma panen selle jutumärkidesse --
bioloogilises energias.

Kuidas on see väärtus energias?

ATP varub energiat enda sidemetes.

Ja ma seletan, mida see tähendab
mõne aja pärast.

Ja enne, kui me õpime milline adenosiinirühm

või 3-fosfaadi rühm välja näeb, võid sa

pimesi uskuda, et kujutad ette, et ATP
on tehtud millestki,

mida kutsutakse-- las ma teen seda
ilusa värviga--

adenosiini rühmaks.

Ja siis, lisades selle on sul
kolm fosfaati.

Mitte võib olla
vaid kindlasti

Just nii on sul lisandunud kolm fosfaati

Ja see on ATP.

Adenosiin trifosfaat.

Tri- tähendab 3 fosfaatrühma.

Nüüd, kui võtad adenosiin trifosfaadi
ja hüdrolüüsid

seda sidet, mis tähendab kui sa võtad

juurde vee.

Niisiis ma lisan natuke vett sinna.

Ütleme, et mul on H2O.

Siis üks fosfaatrühm nendest läheb katki.

Põhiliselt osa sellest veest liitub
selle fosfaatrühmaga,

ja siis osa sellest liitub

selle fosfaatrühmaga siin.

Ma näitan seda natuke detailsemalt

Aga ma tahan anda enne suuremat ülevaadet.

Nüüd on sul alles adenosiini rühm, milles

on nüüd 2 fosfaati

Ja seda nimetatakse adenosiin difosfaat
või ADP.

Enne oli meil trifosfaat, mis tähendas
kolme fosfaati.

Nüüd on meil difosfaat, adenosiin
trifosfaat,

nüüd kirjutame tri asemel lihtsalt di.

See tähendab, et sul on kaks
fosfaatrühma.

Ja nii on ATP hüdrolüüsitud, või oled

lõhkunud ühe fosfaatrühmadest.

Ja nüüd on alles ADP ja lisaks veel

üks fosfaatrühm.

Ja see on kõige võti, kui me räägime kõigest

mis seondub ATP-ga

ja nüüd on sul natuke energiat.

Ja niisiis, kui ma räägin, et ATP on
väärtus bioloogilises

enegias, siis seda sellepärast.

Kui sul on ATP, ja kui sa-- mõne keemilise

reaktsiooni käigus-- paiskad välja selle fosfaat-
rühma siit.

See tekitab energiat

Seda energiat kasutatakse tavalisel kuumusel

Või saad seda reaktsiooni teha
teiste reaktsioonidega

mis kulutab energiat.

Ja nood reaktsioonid on võimelised
edasi minema.

Ma joonistan ringid

Adenosiin ja fosfaat.

Ja tõsiselt, see on kõik, mida
sul vaja teada on.

See, mida ma juba näidanud olen
on tõesti kõik, mida

vaja teada on praktikas kuidas
ATP tegutseb

Paljudes bioloogilistes süsteemides.
Ja kui tahad

minna teist teed.

Kui sul on energia ja tahad toota ATP-d, siis

reaktsioon kulgeb sedasi.

Energia + fosfaatrühm + ADP,

saad tagasi ATP.

Ja see on varutud energia.

See pool võrrandist varus energiat

ja see pool võrrandist kasutas energiat.

Ja see on tõesti kõik-- tegelikult
umbes 95% sellest, mida

tõesti pead teadma, et aru saada
ATP funktsioonist

bioloogilises süsteemis. See lihtsalt
varub energiat, kui

sa-- ATP-l on energiat.

Kui lõhud fosfaadi ära,
see toodab energiat.

Ja kui tahad ADP-st ja fosfaadist teha

ATP-d on sul vaja kasutada energiat.

Niisiis, kui sul on ATP, see on energia allikas.

Kui sul on ADP ja sa tahad ATP-d pead
kasutama energiat

Siiani olen joonistanud ringi,
mille keskel on A ja see

ütleb seda, et see on
adenosiin.

Vahepeal ma mõtlen, et on rahuldav näha

milline molekul tegelikult
välja näeb.

Ma lõikasin ja kleepisin selle Wikipediast.

Ja põhjus, miks ma ei näidanud seda
algselt on see,

et see näeb keeruline välja.

Kuna on konseptuaalne põhjus, miks ATP
on väärtus energiast

arvan ma, et see on küllaltki
sirgjooneline.

Kuna sellel on kolm fosfaati saab üks
fosfaat ära minna.

Ja selle tulemuseks saab energia

olemasolu süsteemis.

Või kui sa tahad lisada fosfaati

on sul vaja energiat.

See on tavaline printsiip ATP-s.

Aga see on tegelik struktuur.

Aga isegi siin me saame seda lõhkuda ja
näha, et see tegelikult

pole väga paha.

Me ütlesime adenosiin.

las ma joonistan adenosiinrühma.

Meil on adenosiin.

See siin on adenosiin.

See osa molekulist siin.

See on adenosiin.

Ja need, kellele pakkus huvi mõni
teine video,

võivad ära tunda selle osa adenosiinist

-- seda kutsutakse adenosiiniks aga see
osa siin--

on adeniin.

Mis on sama adeniin,
mis koosneb nukleotiididest,

mis on DNA selgrooks.

Mõnedel molekulidel bioloogilistes
süsteemides on rohkem

kui üks ülesanne.

See on see sama adeniin,
kui me rääkisime

adeniinist ja guaniinist.

See on puriin.

Ja siin onn sammuti pürimidiin,
aga ma ei hakka

nii põhjalikuks minema.

Aga see on sama molekul.

See on lihtsalt huvitav.

Sama asi, mis on DNA ehituses on
osa sellest, mis

on energia molekulides.

Adeniin on osa adenosiinist
ja see on osa ATP-st

Ja teine osa siin on riboos.

Mille võid veel ära tunda on RNA,
ribonukleiinhape.

Seda sellepärast, et riboos tegeleb

terve selle situatsiooniga.

Aga ma ei lähe nii põhjalikuks.

Riboos on viise süsinikuga suhkur.

Kui ei joonistata molekuli tuleneb
see sellest, et

see on süsinik.

See on üks süsinik siin, kaks süsinikku,
kolm süsinikku,

neli süsinikku, viis süsinikku.

Ja seda on hea teada.

Hea on teada, et nad jagavad oma
molekulide

osa DNA-ga

Ja need on tavalised ehitusplokid,
mida me näeme

kogu aeg.

Aga ma rõhutan, et selle teadmine või
mäletamine

ei aita sul kergemini aru saada lihtsast

mõistmisest, et ATP juhib

bioloogilisi reaktsioone.

Ja siia ma joonistasin 3-fosfaat rühma
ja see on

nende tegelik molekuli struktuur.

Need on Lewise struktuurid

See on esimene fosfaat rühm.

See on teine fosfaat rühm.

Ja see on kolmas fosfaat rühm

Lihtsalt nii.

Kui ma seda esmalt õppisin oli minu
esimeseks küsimuseks, okei, ma saan

seda pimesi uskuda, et kui sa võtad
ühe nendest

fosfaatrühmadest ära või kui sidet
hüdrolüüsida siis

kuidagi vabaneb energia.

Ja siis läksin ma edasi ja vastasin
kõigile küsimustele

millele oli vaja.

Aga miks see vabastab energiat.

Mis on selles sidemes, mis vabastab energiat?

Jäta meelde, kõikide sidemete elektronid
on jagatud

erinevate aatomite vahel.

Kõige lihtsamini sellest saad mõelda nii.

Need elektronid, mis on jagatud üle
selle sideme

või see elektron mis on selles sidemes

ja see tuleb fosfaadist.

ma ei joonista perioodilisus
tabelit praegu.

Aga sa tead, et fosfaadil on jagamiseks
viis elektroni.

See on vähem elektronegatiivsem kui hapnik.

Aga see elektron on püsimatu.

Mitu põhjust on, miks ta püsimatu on.

Kõrge energia tase on tal.

Üks põhjus on, et sul on kõik

negatiivsed hapnikud siin.

Seetõttu tahavad nad
teineteisest eemalduda.

Need elektronid selles sidemes ei saa
lähedalegi

nukleodiididele.

Nad lähevad madalama energiaga alale.

See kõik on rohkem analoogilisem
kui reaalsem.

Me kõik teame, et elektronid võivad
olla väga keerulised.

Ja seal on terve kvantmehhaanika
maailm.

Aga see on hea viis
sellele mõtlemiseks.

Need molekulid tahavad eemal olla
üksteisest.

Aga sul on need sidemed, järelikult see elektron

on kõrge energia tasemega.

Lisaks on ka tuum ja kaks aatomit

kuigi ei tahaks olla.

Ja kui sa võtad selle fosfaatrühma ära,
siis kõik

elektronid saavad minna

madalama energiaga tasemele.

Ja see tekitab energiat.

See energia siin on alati-- tegelikult

igas keemilises reaktsioonis,
kus tekib energia,

on elektronidel alati madalam
energia tase.

See on kõik,
mida vaja teada.

Hiljem, tulevastes videotes kui me
teeme raku

hingamist ja glükoosi ja kõike seda,
millal iganes me näitame

energiat, see on tõesti elektronidest, kes
lähevad ebamugavamast alast

mugavamasse alasse.

Ja protsessi käigus nad eraldavad energiat.

Kui ma olen lennukis, või hüppan
lennukist alla, on mul

potensiaalset energiat just siis

kui hüppan lennukist välja.

Ja sa saad seda näha kui ebamugavat
ala.

Ja siis, kui ma istun diivanil ja
vaatan jalgpalli

on mul vähem potensiaalset energiat,
see on väga

mugav ala.

Ja ma saan toota palu energiat

kukkumisega diivanile.

Aga ma ei tea.

Mu analoogid alati veavad mind mingil
hetkel alt.

Nüüd, viimane asi, mida tahan tegelt
näidata on see,

kuidas reaktsioon toimub.

Nii kaugel olles võid selle video välja
lülitada ja võid tegeleda

ATP-ga, mida on bioloogias kasutusel
95%,

eriti AP Bio-s.

Aga ma tahan, et sa saaksid aru, kuidas

see reaktsioon päriselt käib.

Selle tegemiseks ma kopeerin
ja kleebin

need osad.

Nagu ma juba ütlesin, see tüüp siin
läheb ja teeb

ATP katki.

Fosfaatrühm läheb katki.

Ja siis on sul kõik
sellest.

Sul on ADP mis on
üleliigne.

See on ADP.

Ma isegi ei pea kopeerima ja kleepima
seda kõike.

Sa võid nõustuda, et see on
adenosiini rühm.

Lihtsalt nii.

Me oleme juba rääkinud, et see
saab hüdrolüüsitud

või võetakse ära ja see
tekitab energiat.

Aga tegelikult tahan ma

näidata sulle mehhanismi.

Natukene lainelise käe
mehhanismi sellest,

kuidas see tegelikult käib.

See reaktsioon saab toimuda vaid
vee olemasolul.

Lase ma joonistan vee siia

Mul on hapnik ja vesinik.

Ja siis on mul veel üks
vesinik.

See on vesi siin.

Hüdrolüüs on reaktsioon, kus sa ütled, et

see tüüp siin tahab siduda midagi või

tahab jagada kellegi teise elektrone.

Võib olla see vesinik läheb siia alla ja

jagab elektrone selle hapnikuga siin.

Ja siis see fosfor, tal on üks
lisa elektron mida

saab jagada.

Pea meeles sellel on 5 valentselektroni;
see tahab

elektrone hapnikuga
jagada.

See on 1, 2, 3, 4 tükki jaganud
praegu.

Kui see vesinik läheb sinna,
siis jääb alles

see sinine OH siin.

Ja see tüüp saab jagada üht

fosfori lisa elektroni.

nii lihtsalt saadki OH.

See ongi tegelik protsess,
mis toimub.

Ja see saab ka teisiti toimuda.

Ma oleks võind selle
siit murda.

Ma võiks kõik ära murda.

Ja see tüüp oleks võinud hapniku
endale hoida ja

vesinik oleks oleks ka
tema juurde läinud.

Ja siis oleks ta võtnud OH.

See võib juhtuda niivõinaa.

Ja see oleks hea.

Ja siin on üks teine asi, mida
tahaksin rõhutada.

Ja see on natuke keerulisem.

ja ma isegi unistasin, kuna ma seda teen.

Kõgo põhjus, miks oled madalama energiaga
tasemel

on see, et kui kord lõhud-- lased mul
tegelikult siia alla minna--

sellepärast, mis ma ütlesin, hei, see elektron
on õnnelikum kui--

ütleme, et see elektron mis oli osa

fosforist on nüüd õnnelikum.

See on madalama energia
tasemega, sest

see ei ole venitatud.

See tüüp ja see tüüp ei veeda koos aega,

sest see molekul ja see molekul
tahavad olla lahus,

sest neil on negatiivsed laengud.

See on osa põhjusest.

Teine põhjus, miks me räägime
sellest detailsemalt

kui me õpime orgaanilist keemiat on

see, et sellel on rohkem resonantsi.

Rohkem resonantset struktuure või
resonantset paigutust.

Ja see kõik tähendab, et need ekstra
molekulid siin,

nemad saavad vabalt liikuda
erinevate aatomite vahel.

Ja see teeb selle rohkem stabiilsemaks.

Kui sa suudad ette kujutada, et sellel
hapnikul on

lisa elektron.

See lisa elektron siin, see
saab tulla siia alla

fosforist, millel on topeltside.

Ja siis see elektron saab tagasi
üles hüpata selle

hapniku juurde.

Ja siis see saab juhtuda siin
ja seal.

Ja ma ei lähe detailseks, aga
sellel on teine

põhjus, miks see on rohkem
stabiilne.

Kui sa oled võtnud juba orgaanilist
keemiat, saad

seda rohkem väärtustada.

Aga ma ei taha rääkida rohust.

Kõige tähtsam, mida mäletada ATP kohta
on see,

et kui küljest murda fosfaatrühm
siis see tekitab energiat

mille abil toimub palju
bioloogilisi funktsioone,

näiteks kasvamine ja liikumine, lihase
liikumine, lihase

kokkutõmme, elektrilised
impulsid

närvides, mis on ajus.

See on peamine aku või väärtus energiast

bioloogilises süsteemis. See on peamine
mida paksid

teadma ATP kohta