АТФ та інші органічні сполуки клітини

У будь-якій клітині, крім білків, жирів, полісахаридів і нуклеїнових кислот, налічується кілька тисяч інших органічних сполук. Їх можна умовно розділити на кінцеві і проміжні продукти біосинтезу і розпаду.

Кінцевими продуктами біосинтезу називають органічні сполуки, які відіграють самостійну роль в організмі або служать мономерами для синтезу біополімерів. До числа кінцевих продуктів біосинтезу відносяться амінокислоти, з яких в клітинах синтезуються білки; нуклеотиди – мономери, з яких синтезуються нуклеїнові кислоти (РНК і ДНК); глюкоза, яка служить мономером для синтезу глікогену, крохмалю, целюлози.

Шлях до синтезу кожного з кінцевих продуктів лежить через ряд проміжних сполук. Багато речовини піддаються в клітинах ферментативному розщепленню, розпаду.

Розглянемо деякі кінцеві органічні сполуки.

Аденозінфосфорниє кислоти. Особливо важливу роль в біоенергетиці клітини грає аденіловий нуклеотид, до якого приєднані ще два залишку фосфорної кислоти. Така речовина називають аденозинтрифосфорної кислотою (АТФ). У хімічних зв’язках між залишками фосфорної кислоти молекули АТФ запасена енергія (Е), яка звільняється при отщеплении фосфату:

АТФ ? АДФ + Ф + Е

У цій реакції утворюється аденозіндіфосфорная кислота (АДФ) і фосфорна кислота (фосфат, Ф).

Енергію АТФ усі клітини використовують для процесів біосинтезу, руху, виробництва тепла, передачі нервових імпульсів, свічень (наприклад, у люмінесцентних бактерій), т. Е. Для всіх процесів життєдіяльності.

АТФ – універсальний біологічний акумулятор енергії. Світлова енергія Сонця і енергія, ув’язнена в споживаної їжі, запасаються в молекулах АТФ.

Регуляторні та сигнальні речовини. Кінцевими продуктами біосинтезу є речовини, які відіграють важливу роль у регуляції фізіологічних процесів і розвитку організму. До числа їх відносяться багато гормони тварин. Поряд з білковими гормонами, про які сказано в § 4, відомі гормони небілкової природи. Деякі з них регулюють вміст іонів натрію і води в організмі тварин, інші забезпечують статеве дозрівання і відіграють важливу роль у відтворенні тварин. Гормони тривоги або стресу (наприклад, адреналін) в умовах напруги посилюють вихід глюкози в кров, що в кінцевому рахунку призводить до збільшення синтезу АТФ і активному використанню енергії, запасеної організмом.

Комахи виробляють ряд особливих пахучих речовин, які відіграють роль сигналів, що повідомляють про знаходження їжі, про небезпеку, що залучають самок до самців (і навпаки).

У рослин є свої гормони. Під дією деяких гормонів значно прискорюється дозрівання рослин, збільшується їх врожайність.

Рослини виробляють сотні різноманітних летких і нелетких сполук, які приваблюють комах, що переносять пилок; відлякують або отруюють комах, що харчуються рослинами; пригнічують іноді розвиток рослин інших видів, що ростуть поруч і конкурують за мінеральні речовини в грунті.

Вітаміни. До кінцевих продуктів біосинтезу належать вітаміни. До них відносять життєво важливі сполуки, які організми даного виду не здатні синтезувати самі, а мають отримувати в готовому вигляді ззовні. Наприклад, вітамін С (аскорбінова кислота) синтезується в клітинах більшості тварин, а також у клітинах рослин і мікроорганізмів. Клітини людини, людиноподібних мавп, морських свинок, деяких видів кажанів втратили здатність синтезувати аскорбінову кислоту. Тому вона є вітаміном тільки для людини і перерахованих тварин. Вітамін РР (нікотинову кислоту) тварини не здатні синтезувати, але його синтезують всі рослини і багато бактерії.

Більшість відомих вітамінів в клітці стають складовими частинами ферментів і беруть участь у біохімічних реакціях.

Добова потреба людини в кожному вітаміні становить кілька мікрограмів. Тільки вітамін С потрібен в кількості близько 100 мг на добу.

Недолік ряду вітамінів в організмі людини і тварин веде до порушення роботи ферментів і є причиною важких захворювань – авітамінозів. Наприклад, нестача вітаміну С є причиною важкого захворювання – цинги, при нестачі вітаміну D розвивається рахіт у дітей.

Посилання на основну публікацію