ماذا تخزن الخلايا وتطلقها كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية السؤال الذي سنجيب عليه في هذا المقال هو أنه نظرًا لأن جميع الكائنات الحية بما في ذلك النباتات والحيوانات والطيور والحشرات والبشر تحتاج إلى الطاقة من أجل الأداء السليم للخلايا والأنسجة وأنظمة الأعضاء الأخرى، فإن النباتات الخضراء تحصل على طاقتها من أشعة الشمس وتحصل الحيوانات على طاقتها. الطاقة من النظام الغذائي في هذه النباتات، تعمل الطاقة كمصدر للوقود بينما يحصل البشر على الطاقة من الطعام الذي يأكلونه، ولكن ما سنتعلمه لاحقًا هو ما تخزنه الخلايا وتطلقه كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية.
ما تخزنه الخلايا وتحرره كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية
ما تخزنه الخلايا وتطلقه كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية هو ATP، وهو مركب عضوي يتكون من مجموعات الفوسفات والأدينين وريبوز السكر. توفر هذه الجزيئات الطاقة لعمليات كيميائية حيوية مختلفة في الجسم، ومن ثم يشار إليها باسم ” عملة الطاقة للخلية “. لذلك يُطلق عليها اسم مركز قوة الخلية، واكتشف الكيميائي الألماني كارل لومان جزيء ATP في عام 1929. في وقت لاحق من عام 1948، كان عالم الكيمياء الحيوية الاسكتلندي ألكسندر تود أول شخص يصنع ATP، وهو جزيء يحمل الطاقة موجود في خلايا جميع الكائنات الحية، حيث تعمل هذه الجزيئات العضوية عن طريق التقاط الطاقة الكيميائية من جزيئات الطعام المهضومة ومن ثم إطلاقها في خلايا خلوية مختلفة. تلك العمليات. [1]
اقرأ أيضًا ما هو الغاز الذي تحتاجه جميع الخلايا
كيف ينتج ATP الطاقة
يكمن مفتاح إنتاج الطاقة في مجموعات الفوسفات، حيث أن كسر رابطة الفوسفات هو تفاعل طارد للحرارة. لذلك عندما يفقد ATP مجموعة فوسفات أو اثنتين، يتم إطلاق الطاقة، ويتم إطلاق المزيد من الطاقة لتحطيم رابطة الفوسفات الأولى أكثر من الثانية.
ATP + H2O → ADP + Pi + الطاقة (ΔG = -30.5 كيلوجول / مول -1)
ATP + H2O → AMP + PPi + الطاقة (Δ G = -45.6 كيلوجول / مول -1)
ترتبط الطاقة المنبعثة بتفاعل ماص للحرارة لمنحها طاقة التنشيط اللازمة لتنفيذ العمليات المختلفة. [2]
تخليق ATP
يحتوي ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) على ثلاث مجموعات فوسفات يمكن إزالتها عن طريق التحلل المائي لتشكيل ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين) أو AMP (أدينوسين أحادي الفوسفات)، والشحنات السالبة على مجموعة الفوسفات تتنافر بشكل طبيعي وتتطلب طاقة للجمع بينها وربطها معًا. يطلق الطاقة عندما تنكسر الروابط. يوجد في قلب ATP جزيء من الأدينوزين أحادي الفوسفات (AMP)، يتكون من جزيء أدينين مرتبط بجزيء الريبوز ومجموعة الفوسفات، الريبوز هو سكر مكون من خمسة كربون موجود في الحمض النووي الريبي. AMP هو أحد نيوكليوتيدات الحمض النووي الريبي، وتؤدي إضافة مجموعة فوسفات ثانية إلى هذا الجزيء الأساسي إلى تكوين ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP). تشكل إضافة مجموعة فوسفات ثالثة أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP). [3]
في نهاية هذه المقالة، نلخص النقاط الرئيسية حيث تم تحديد ما تخزنه الخلايا وتحرره كمصدر رئيسي للطاقة الكيميائية، وكيف ينتج ATP الطاقة، وهيكل ATP وتكوينه.