Konu Detayı Sayfası
ATP’nin Yapısı ve Enerji Aktarımındaki Rolü
ATP’nin Yapısı ve Enerji Aktarımındaki Önemi
► Canlılar, metabolik faaliyetleri için gerekli olan enerjiyi ürettikleri ya da dış ortamdan hazır aldıkları besinlerden sağlar.
► Fotosentetik canlılar, Güneş enerjisini kullanarak besin üretir. Besinlerdeki kimyasal enerji, doğrudan kullanılamaz.
► Canlılar, hücresel solunumla besinlerden elde ettikleri kimyasal enerjiyi ATP adı verilen özel bir molekülün yapısında kimyasal bağ enerjisi olarak tutar.
► ATP, canlılardaki tüm yaşamsal faaliyetlerde kullanılan temel enerji kaynağıdır.
► Her hücre, metabolizması için gerekli olan ATP’yi kendisi sentezler. ATP; depolanmaz, anlık olarak üretilir ve tüketilir.
► Canlıda ATP; elektrik, ısı, kimyasal, potansiyel, kinetik enerji gibi başka enerji formlarına kolayca dönüşebilir.
ATP Molekülünün Yapısı
ATP Molekülünün Yapısında Bulunan Moleküller
1. ADENİN (Azotlu Organik Baz): Bir pürin bazıdır. DNA ve RNA'daki nükleotitlerin yapısına da katılır. Adenin riboza Glikozit Bağı ile bağlanır.
2. RİBOZ (Beş karbonlu şeker): Monosakkaritlerden pentoz grubu beş karbonlu bir şekerdir. RNA'nın yapısına da katılır. Riboz 1.Fosfat Grubuna Ester Bağı ile bağlanır.
3. Üç Adet Fosfat Grubu: Asit özelliktedir. 1. ve 2. ile 2. ve 3.P grupları arasında yüksek enerjili fosfat bağları vardır. ATP enerjisi bu bağlarda depolanır.
► Fosfat grubu genellikle H3PO4 ile simgelenir ve Pi şeklinde kısaltılarak ifade edilir.
► Enerjinin depolanmasını ve aktarılmasını bu fosfat grupları sağlar.
ATP'nin yapısında bulunan Adenin ve Riboz molekülün organik kısmını, Fosfatlar ise inorganik kısmını oluşturur.
1. Glikozit Bağı: Adenin ve riboz şekerin bağlanmasını sağlar.
2. Ester Bağı: Riboz şekeri ve 1.Fosfatı bağlar.
3. Yüksek Enerjili Fosfat Bağları (Fosfat Bağları): 2 tane bulunur. Bunlar; 1. ve 2.fosfatlar arasında, 2. ve 3.fosfatlar arasında yer alır.
Besinin yıkımı ile açığa çıkan kimyasal bağ enerjisi ATP enerjisi şeklinde bu bağlar arasında depolanır.
ATP'nin Sentezlenmesi ve Yıkımı
► ATP'nin sentezlenmesine Fosforilasyon denir. Hücrede ADP'ye 1 fosfat grubu eklenerek ATP sentezlenir.
Dehidrasyon
ADP + Pi + Enerji ——————> ATP + H2O (Endergonik Tepkime)
Fosforilasyon
► ATP'nin yıkımına Defosforilasyon denir. Su ve ATPaz enzimi aracılığıyla ATP'deki fosfat bağı koparılarak ATP parçalanır ve ATP enerjisi açığa çıkarılır.
Hidroliz
ATP + H2O ———————> ADP + Pi + ATP Enerjisi (Ekzergonik Tepkime)
Defosforilasyon
Oksijenli ve oksijensiz solunum reaksiyonları, fermantasyon, defosforilasyon (ATP'nin hidrolizi) olayları Ekzergonik (enerji açığa çıkaran) reaksiyonlardır.
ATP'nin sentezi (Fosforilasyon), biyosentez olayları, aktif taşıma, sinirsel iletim vb.olaylar enerji kullanan olaylar olduğu için Endergonik (enerji alan)reaksiyonlardır.
Adenin Bazı, Riboz Şekeri, 3 Fosfat Grubu, Glikozit Bağı, Ester Bağı, Fosfat Bağları, ATP Sentaz Enzimi, ATP Enerjisi
► Adenin bazı riboza glikozit bağı ile bağlanır. Bu bağlanma ile Adenozin Nükleozit oluşur.
► Riboz 1.fosfat grubuna ester bağı ile bağlanır. Tek fosfat içeren ndenozin nükleozit Adenozin Monofosfat (AMP) adını alır.
► 1.fosfat ile 2.fosfat grubu fosfat bağı ile bağlanır. Adenozin Difosfat (ADP) adını alır.
► 2.fosfat ile 3.fosfat arasında tekrar fosfat bağı kurulu ve Adenozin Trifosfat (ATP) oluşur.
► ATP'nin bu şekilde sentezlenmesi bir Dehidrasyon sentezidir ve su oluşur.
► ATP'nin yıkımı Hidroliz ile olur. Yıkımında önce 3.fosfat grubu kopar. ADP oluşur ve enerji serbest kalır.
► Sonra 2.fosfat grubu kopar ve AMP oluşur, enerji serbest kalır. Bu esnada su kullanılır.
ATP'nin yapımı enerji alan (Endergonik), yıkımı ise enerji veren (Ekzergonik) bir reaksiyondur.
Ekzergonik reaksiyonlarda açığa çıkarılan ATP enerjisi canlılık olaylarında kullanılır.
Hidroliz ve pasif taşıma olaylarında (difüzyon, kolaylaştırılmış difüzyon, osmoz, diyaliz) ATP enerjisi kullanılmaz.
ATP Molekülünün Özellikleri
► ATP molekülü enerji depolar ancak kendisi hücrelerde depo edilemez.
► Tüm canlılar tarafından sentezlenir.
► ATP molekülü hücre zarından geçemez. Bu nedenle her hücre kendi ATP'sini kendi üretir ve hücre içinde harcanır.
► Hücreden hücreye transfer edilemez.
► Hücre dışı olaylarda (besinlerin sindirimi gibi) kullanılmaz.
► Asıl kaynağı güneştir.
► Yapı bakımından en çok RNA'daki adenin ribonükleotite benzer.
► Yapısında protein, peptit bağı ve yağ yoktur.
► ATP sentezini ATP Sentaz, yıkımını ise ATP Nükleaz anzimi yapar.
Adenin bazı, inorganik fosfat, glikozit bağı, ester bağı bulunur.
Canlılarda ATP'nin Sentezlenme Yolları (Fosforilasyon Çeşitleri)
1. Substrat Düzeyinde Fosforilasyon
♦ Tüm canlılarda görülür. O2'li ve O2'siz solunum, fermantasyon olaylarında sitoplazmada gerçekleşen Glikoliz Evresinde bu fosforilasyon çeşidi ile ATP sentezi olur. Bu olay tüm canlılarda ortaktır.
♦ Ayrıca O2'li ve O2'siz solunumun Krebs Evresinde bu yolla ATP üretimi olur.
2. Oksidatif Fosforilasyon
♦ O2'li ve O2'siz solunumun ETS (Elektron Taşıma Sistemi) Evresinde ve Kemosentez sırasında ATP üretimi bu yolla olur.
3. Fotofosforilasyon
♦ Fotosentez tepkimeleri sırasında üretilen ATP'dir.
Fotosentez ve Kemosentez sırasında üretilen ATP enerjisi sadece bu tepkimelerde kullanılır. Ancak O2'li ve O2'siz solunum ile fermantasyon tepkimelerinde üretilen ATP; hücrenin tüm yaşamsal olaylarında kullanılır.
► Hücreler ATP'nin sentezlendiği ve kullanıldığı enerji dönüşüm olaylarını gerçekleştirdikleri sürece canlılıklarını sürdürebilirler.
► ATP'deki yüksek enerjili fosfat bağlarının birinin kopması ile hücrede yaklaşık 13.000 kalori, laboratuvar ortamında ise 7.300 kalorilik enerji açığa çıkar.
► Bu oran normal bir kimyasal bağın kopmasıyla açığa çıkan enerjinin en az iki katıdır.
Aşağıda verilen bilgi özetini okuyarak öğrendiklerinizi kontrol ediniz.
• Besinlerdeki enerjinin kaynağı güneştir.
• Fotosentez yapan canlılarda güneş enerjisi kullanılarak organik besin üretilir. Böylece güneş enerjisi, besinlerdeki kimyasal bağ enerjisine dönüştürülmüş olur.
• Canlılarda besinlerden elde edilen ATP enerjisiyle pek çok yaşamsal faaliyet gerçekleştirilir.
• ATP; sinirsel iletim, kas kasılması ve aktif taşıma gibi yaşamsal faaliyetler için kullanılır.
• ATP molekülünün yapısında adenin bazı, riboz şekeri ve üç adet fosfat grubu bulunur.
• ADP molekülüne enerji ve inorganik fosfat (Pi) eklenmesiyle ATP sentezlenmesine fosforilasyon denir.
• ATP’nin fosfat grupları arasındaki bağ, hidroliz tepkimesiyle kırıldığında enerji ve ADP molekülü açığa çıkar. Bu olaya defosforilasyon denir.
• ATP molekülü depolanamaz veya bir hücreden diğerine aktarılamaz. Bu nedenle her hücrede ihtiyaç duyulan ATP, sürekli hücre içinde üretilir ve tüketilir. Bu durum ATP döngüsü olarak da adlandırılır.
Konu İle İlgili Sorular