§ 8. Будова і функцыі РНК. АТФ

Будова і функцыя АТФ. Выключна важную біялагічную ролю адыгры­вае адэназінтрыфосфарная кіслата (АТФ) — універсальны акумулятар і пераносчык энергіі ў клетках жывых арганізмаў. Практычна ўсе працэсы жыццядзейнасці, якія патрабуюць энергетычнага падсілкоўвання, працякаюць з выкарыстаннем энергіі, заключанай у малекулах АТФ. Да такіх працэсаў належаць: біясінтэз розных арганічных злучэнняў (у тым ліку бялкоў, тлушчаў і нуклеінавых кіслот), актыўны транспарт рэчываў праз біялагічныя мембраны, дзяленне клетак, рух раснічак і жгуцікаў, скарачэнне мышцаў і многія іншыя. 

У састаў малекулы АТФ уваходзіць адэнін, рыбоза і тры астаткі фосфарнай кіслаты (мал. 8.2.). Такім чынам, ад звычайнага адэнілавага нуклеатыду АТФ адрозніваецца наяўнасцю дзвюх дадатковых фасфатных груп. Кавалентныя сувязі паміж астаткамі фосфарнай кіслаты паказаль­ныя тым, што пры іх разрыве вылучаецца вялікая колькасць энергіі — каля 40 кдж/моль (для параўнання: пры разрыве звычайных кавалентных сувязей вызваляецца прыкладна 12 кдж/моль). Такія высокаэнергетычныя сувязі называюцца макраэргічнымі.

Паколькі астаткі фосфарнай кіслаты ў водным асяроддзі дысацыіруюць і набываюць адмоўны зарад, паміж імі назіраецца ўзаемнае адштурхванне. Таму АТФ лёгка падвяргаецца гідролізу з разрывам макраэргічных сувязей.

На першым этапе гідролізу ад АТФ адшчапляецца астатак форфарнай кіслаты. Пры гэтым выдзяляецца 40 кДж/моль энэргіі і АТФ ператвараюцца ў АДФ адэназіндыфосфарную кіслату:

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + 40 кДж.

Другі этап гідралітычнага расшчаплення назіраецца параўнальна рэдка. Пры гэтым адбываецца адшчапленне яшчэ адной фасфатнай групы, вызваленне другой «порцыі» энергіі і ператварэнне АДФ у АМФ — адэназінмонафосфарную кіслату:

АДФ + Н2О → АМФ + Н3РО4 + 40 кДж.

Энергія, якая вылучылася пры гідролізе АТФ, выкарыстоўваецца для ажыццяўлення разнастайных клетачных працэсаў. Такім чынам, АТФ інтэнсіўна расшчапляецца, і яе запас у клетках невялікі. Таму разам з гідролізам АТФ неабходны яе бесперапынны сінтэз. Для таго каб далучыць астатак фосфарнай кіслаты да АДФ, трэба затраціць не менш за 40 кДж энергіі:

АДФ + Н3РО4 + 40 кДж → АТФ + Н2О.

Пастаўшчыком энергіі для сінтэзу АТФ у клетках служаць працэсы расшчаплення і акіслення арганічных рэчываў (глюкозы, тлустых кіслот і інш.). Фотасінтэзуючыя арганізмы для ўтварэння малекул АТФ таксама выкарыстоўваюць светлавую энергію, якую яны паглынулі.

АТФ з’яўляецца адным з рэчываў, якія часцей за ўсё абнаўляюцца. Так, чалавечы арганізм змяшчае каля 0,2 моль АТФ (прыкладна 100 г), але пры гэтым кожная малекула на працягу сутак праходзіць больш за 500 цыклаў гідролізу і сінтэзу. Таму нядзіўна, што агульная колькасць АТФ, якая ўтвараецца за суткі ў арганізме чалавека, можа быць супастаўлена з масай яго цела.

Такім чынам, у жывых арганізмах АТФ выконвае функцыю акумулятара і пераносчыка энергіі. Пры гідролізе яна вызваляе назапашаную энергію (вобразна кажучы, акумулятар «разраджаецца»), а пры сінтэзе зноў назапашвае (адбываецца «зарадка» акумулятара).

крамя энергетычнай, АТФ выконвае і іншыя функцыі. Напрыклад, яна з'яўляецца нейрамедыятарам у некаторых сінапсах, служыць аластэрычным рэгулятарам многіх ферментаў (г. зн. павялічвае ці зніжае іх актыўнасць, далучаючыся да рэгулятарных цэнтраў) і г. д.*