Какое вещество является аккумулятором энергии в клетке ?

Основным универсальным аккумулятором и переносчиком энергии в клетках всех живых организмов является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Химическая природа и структура АТФ относится к классу нуклеотидов и состоит из трех ключевых компонентов:

• Аденин — азотистое основание.
• Рибоза — пятиуглеродный сахар (пентоза).
• Три фосфатных группы — последовательно соединенные остатки фосфорной кислоты.

Механизм запасания энергии Энергия в молекуле АТФ сосредоточена в макроэргических связях между фосфатными группами. Эти связи крайне энергоемки, но химически нестабильны. Процесс высвобождения энергии происходит путем гидролиза (взаимодействия с водой):

1. При отщеплении одной фосфатной группы АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфат). При этом выделяется около 40 кДж/моль энергии.
2. При необходимости может отщепляться вторая группа, превращая АДФ в АМФ (аденозинмонофосфат), что также сопровождается выделением энергии.

Упрощенная схема реакции: $ATP+H_{2}OADP+P_i+\text{энергия}$(где $P_i$ — неорганический фосфат) Роль в клетке АТФ не является веществом для длительного хранения энергии (для этого клетки используют жиры или гликоген). Она выполняет роль «разменной валюты», которая обеспечивает немедленное протекание жизненно важных процессов:

• Синтез веществ: создание белков, нуклеиновых кислот и липидов.
• Механическая работа: сокращение мышц, движение ресничек и перемещение органоидов.
• Активный транспорт: перенос ионов и молекул через мембраны против градиента концентрации.
• Передача сигналов: участие в работе рецепторов и проведении нервных импульсов.

Воспроизводство (Регенерация) Запас АТФ в клетке невелик и расходуется очень быстро. Для поддержания жизни происходит непрерывный синтез новых молекул АТФ из АДФ и фосфата. Этот процесс называется фосфорилированием и происходит в основном в митохондриях (в процессе клеточного дыхания) или в хлоропластах растений (в процессе фотосинтеза). За сутки организм человека синтезирует и расщепляет количество АТФ, примерно равное весу собственного тела, что подчеркивает высокую интенсивность энергетического обмена. Я могу подготовить для вас сравнительную таблицу процессов создания АТФ (гликолиз, дыхание и фотосинтез) или подробнее разобрать строение митохондрий. С чего бы вы хотели начать?