في العديد من التفاعلات الأيضية metabolic reactions، هناك حاجة إلى
الطاقة energy، بالإضافة إلى الإنزيمات enzymes، ليحدث التفاعل. عملة الطاقة cellular energy
الخلوية هو مركب يسمى أدينوسين ثلاثي الفوسفات adenosine
triphosphate (ATP). في الخلايا البكتيرية والأركية، يشكل ATP على الغشاء الخلوي cell membrane، بينما في حقيقيات النواة eukaryotes تحدث التفاعلات بشكل رئيسي في الميتوكندريا mitochondria. يعمل جزيء ATP مثل بطارية محمولة portable battery. يوفر الطاقة اللازمة لأنشطة مثل الانشطار الثنائي binary fission،
الحركة السوطية flagellar motion، النقل النشط active
transport، وتشكيل الجرثومة spore formation. على المستوى الكيميائي، يغذي تخليق البروتين protein
synthesis وتكسير الكربوهيدرات carbohydrate breakdown. من الآمن القول أن حصة كبيرة من الوظائف الميكروبية تعتمد على إمدادات مستمرة من ATP. في حالة قطع الإمدادات، تموت الخلية بسرعة كبيرة، حيث أنه لا يمكن تخزين ATP.
جزيئات ATP غير مستقرة نسبيا. مجموعات الفوسفات phosphate
groups الثلاث لها شحنات سالبة negative charges على ذرة الأكسجين oxygen atom. مثل تنافر الشحنات، لذلك مجموعات الفوسفات في ATP، تكون معبأة بإحكام معا، وغير مستقرة للغاية. كسر ما يسمى "الرابطة عالية الطاقة high-energy
bond" التي تمسك مجموعة الفوسفات الأخيرة على الجزيء ينتج جزيء أدينوسين ثنائي الفوسفات adenosine
diphosphate (ADP) الأكثر إستقراراً ومجموعة فوسفات حرة.
التحلل المائي لأدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP hydrolysis هو
مماثل لزنبرك spring مضغوط في صندوق. أفتح الصندوق (تحلل مجموعة الفوسفات) وسيكون لديك زنبرك أكثر استقرارا (جزيء ADP الأكثر إستقراراً). اطلاق الزنبرك (تحرير مجموعة الفوسفات) يوفر وسائل يمكن عن طريقها إنجاز العمل. بالتالي، التحلل المائي لمجموعات الفوسفات الغير مستقرة في جزيئات ATP إلى حالة أكثر استقرارا هو ما يدفع التفاعلات التي تتطلب الطاقة energy-requiring reactions الأخرى عبر نقل مجموعات الفوسفات. تسمى إضافة مجموعة فوسفات إلى جزيء آخر الفسفرة phosphorylation.
لأن جزيئات ATP غير مستقرة، فإنه لا يمكن تخزينها. لذلك، تخلّق الخلايا الميكروبية مركبات عضوية organic compounds أكبر مثل الجليكوجين glycogen أو الدهون lipids لتخزين الطاقة. عند الحاجة، يمكن أن تطلق الطاقة الكيميائية chemical energy في هذه الجزيئات في التفاعلات الهدمية catabolic reactions وتستخدم لإعادة تشكيل ATP من ADP والفوسفات. تحدث دورة ATP/ADP هذه بشكل مستمر في الخلايا. تشير التقديرات إلى أن خلية بكتيرية نموذجية يجب أن تعيد تشكيل حوالي 3 مليون جزيء من ATP في الثانية من ADP والفوسفات لتوفير احتياجاتها من الطاقة.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق