ATP hydrolysis: Gibbs free energy | Biomolecules | MCAT | Khan Academy

Gəlin, biokimyadan
bizə

yaxşı məlum olan molekullardan biri olan
ATF haqqında danışaq.

Bəs ATF niyə bu qədər əhəmiyyətlidir?

Çünki
hüceyrənin enerji vahididir.

Belə adlandırılmasının səbəbi,

orqanizmdəki həyati vacib
reaksiyaları

lazımi enerji ilə təmin etməsidir.

Bunlara misal olaraq,

biomolekulların biosintezini
göstərə bilərik.

Mütləq qeyd etmək lazımdır ki,

yağ, zülal, karbohidrat
və nuklein turşuları

həyat üçün vacibdir və bu molekulların

sintezi üçün ATF enerjisinə ehtiyac var.

Əlavə olaraq, ATF əzələlərin
yığılmasında da istifadə olunur.

Bu, canlı orqanizmlərin
hərəkət edə

bilməsi üçün olduqca
əhəmiyyətlidir.

Eyni zamanda, ATF hüceyrə membranından

ionların keçidini də təmin edir.

Bilirik ki, ionların membrandan keçməsi

hüceyrə içində normal daxili mühiti təmin

etmək üçün böyük əhəmiyyətə malikdir.

ATF-in bütün bu həyati prosesləri

enerji ilə necə təmin etdiyini

bu videoda sizə

bir az daha açıqlayacağam.

Əvvəlcə,
ATF-in həmin kimyəvi

reaksiyaların enerji
ehtiyacını necə ödədiyini

yaxşı başa düşmək üçün ümumi kimyadan

bəzi başlıqlara nəzər yetirəcəyik.

Kimya dərslərindən sizə tanış olan
termodinamik göstərici —

sərbəst Gibbs enerjisi
haqqında danışacağıq.

Bu göstərici
delta G olaraq işarə edilir.

Delta G kəmiyyət göstəricisidir.

Vahidi enerji vahidi olan

Couldur.

Bu göstəricinin müsbət və ya mənfi
olması reaksiyanın

enerjiyə
ehtiyacı olub-olmadığını,

yaxud enerji əmələ gətirdiyini
göstərir.

Delta G-ni hesablamaq üçün,
reaksiya məhsullarının sərbəst

enerjisindən reaksiyaya daxil olan
başlanğıc maddələrin

sərbəst enerjisini çıxırıq.

Gibbs sərbəst enerjisindəki dəyişiklik
mənfi

olarsa, bu reaksiya məhsullarının
enerjisinin

başlanğıc maddələrinkindən az
olduğunu göstərir.

Yəni, bu reaksiya enerji
əmələ gətirir.

Digər tərəfdən, delta G müsbət olarsa,
bu da reaksiya

məhsullarının başlanğıc maddələrdən
daha yüksək

enerjiyə malik olduğunu göstərir,

bu zaman reaksiyanın enerjiyə ehtiyacı
olduğunu deyə bilərik.

Burada enerji haqda
kifayət qədər açıq izah vermədik.

Qısaca, bir reaksiyada

başlanğıc maddələrdən
məhsullara

gedən sərbəst enerjidəki dəyişikliklər

ümumi
kimyadan sizə məlum olan

entalpiya və entropiyadakı

dəyişiklikləri də

özündə birləşdirir.

Bəs bunların ATF ilə əlaqəsi
nədir?

Çox böyük mənfi delta
G dəyərinə sahib

ATF-in olduğu reaksiyaların
mövcudluğu öyrənilib.

Bu zaman çoxlu miqdarda
enerji əmələ gəlir.

Xüsusilə, bu reaksiya su və ATF-i özündə
birləşdirir,

ATF və suyun birləşdiyi reaksiya

hidroliz reaksiyası adlanır.

Unutmayaq deyə,
buraya yazıram.

Bu reaksiyanın məhsulları
ADF molekulu və

sərbəst fosfat qrupudur.

Qeyd etdiyimiz kimi, Gibbs enerjisindəki
bu

dəyişiklik mənfidir.

Bəs bu zaman nə baş verir?

ATF 3 fosfat qrupu ilə başlayır
və bir fosfat

qrupunu itirir, çünki

difosfata çevrilir.

Nəticədə, burada sərbəst
bir

fosfat qrupu əmələ gəlir.

İlk baxışda, bu reaksiya
bərabər görünməyə bilər.

Çünki reaksiyanın sağında hidrogen
və ya oksigen yoxdur,

ancaq burada mənfi yüklü hidroksil qrupu
fosfat qrupunun bir hissəsinə

çevrilir.

Suyun qalan hidrogen ionları isə
məhluldakı digər su

molekulu ilə birləşir, beləliklə,
müsbət yüklü

hidroksonium ionuna çevrilir.

Ümumilikdə, bu ikisi

xaricdə qalır.

Stoxiometriya ilə səhv salmamağınız
üçün

onları buraya qeyd edirəm.

Digər tərəfdən, orqanizmdəki
bir çox biosintez

reaksiyaları müsbət delta G-yə
malikdir.

Müsbət delta G-nin
enerjiyə ehtiyac

olduğunu göstərməsi artıq sizə
məlumdur.

Belə reaksiyaya misal olaraq
aminturşu monomerini

göstərsək, polimer əmələ gətirmələri üçün
onları kovalent rabitə ilə

əlaqələndirərik.

Aminturşularında bu hal uzun
peptid zəncirinin əmələ

gəlməsi deməkdir.

İndi burada kimyadan öyrəndiklərimizi
xatırlamalıyıq.

Enerji ötürülməsini öyrənən
termodinamikada

belə bir qanun var, bu,

reaksiyada toplam delta G
ilə bağlıdır.

Qeyd etmək üçün bir az boş yer
açıram.

Reaksiyadakı yekun delta G
o reaksiyanın ayrı-ayrı

mərhələlərinin delta G göstəricilərinin

cəminə bərabərdir.

Gəlin, bu iki reaksiyanı
birləşdirək

və nə baş verdiyinə baxaq.

Gəlin, yazaq.

Başlanğıc maddələr
ATF,

su və monomer

reaksiya məhsulları isə
ADF, sərbəst fosfat qrupu və polimerdir.

Bəs indi reaksiya üçün yekun delta G
neçə olacaq?

Delta G göstəricilərini sadəcə olaraq
hər addımda

toplamalıyıq.

Bunun üçün sizə həqiqi

göstəricilər vermədim,

ancaq biosintez reaksiyaları üçün
ümumi olan əlavə enerji

buradakı kimi
ATF-in hidrolizindən

alınır.

Burada demək istədiyim
odur ki,

kiçik müsbət göstəriciyə
böyük mənfi

göstəricini əlavə etsək,
mənfi delta G əldə edərik.

Başqa sözlə, əvvəlcədən
müsbət delta G

göstəricisinə sahib, enerji
baxımından əlverişsiz reaksiyanı

mənfi delta G göstəricisinə malik

əlverişli bir
reaksiyaya

çevirmiş oluruq və

bunu birləşmə reaksiyası adlandırdığımız
əlverişli delta G dəyərinə malik

reaksiya ilə gerçəkləşdirdik.
Eynilə, əlverişsiz delta G göstəricisinə

malik ATF hidrolizi kimi.

Qeyd edək ki, bu delta G
göstəricilərini toplamaq

bizə reaksiyanın
izlədiyi yol haqqında

məlumat vermir.

Əslində, ümumi şəkildə baxsaq,
burada yazıldığı kimi,

reaksiya heç vaxt iki ayrı mərhələdə

baş vermir.

Bunun əvəzinə, bu mürəkkəb proses
eyni vaxtda baş verir.

Lakin gördüyünüz kimi, bu reaksiyanı
iki müxtəlif

mərhələyə ayırmaq bizim üçün
əhəmiyyətlidir.

Beləliklə, mənfi delta G göstəricisinə
malik ATF-in niyə

əlverişsiz reaksiyalarla enerji əldə
etdiyini sübut

edə bilərik.