Inhoud
- ATP-molecuulstructuur
- ATP in energie veranderen
- Hoe ademhaling werkt
- ATP tijdens glycolyse
- ATP Tijdens de Krebs-cyclus
- ATP tijdens cytochroomsysteem
De kleine molecule ATP, wat staat voor adenosinetrifosfaat, is de belangrijkste energiedrager voor alle levende wezens. Bij mensen is ATP een biochemische manier om energie op te slaan en te gebruiken voor elke afzonderlijke cel in het lichaam. ATP-energie is ook de primaire energiebron voor andere dieren en planten.
ATP-molecuulstructuur
ATP bestaat uit de stikstofbase adenine, de vijf-koolstof suiker ribose en drie fosfaatgroepen: alfa, beta en gamma. De bindingen tussen de bèta en gamma-fosfaten zijn bijzonder hoog in energie. Wanneer deze bindingen breken, geven ze voldoende energie vrij om een reeks cellulaire reacties en mechanismen te activeren.
ATP in energie veranderen
Wanneer een cel energie nodig heeft, verbreekt deze de bèta-gamma-fosfaatbinding om adenosinedifosfaat (ADP) en een vrij fosfaatmolecuul te maken. Een cel slaat overtollige energie op door ADP en fosfaat te combineren om ATP te maken. Cellen krijgen energie in de vorm van ATP via een proces dat ademhaling wordt genoemd, een reeks chemische reacties die zes-koolstof glucose oxideren tot koolstofdioxide.
Hoe ademhaling werkt
Er zijn twee soorten ademhaling: aërobe ademhaling en anaërobe ademhaling. Aërobe ademhaling vindt plaats met zuurstof en produceert grote hoeveelheden energie, terwijl anaërobe ademhaling geen zuurstof gebruikt en kleine hoeveelheden energie produceert.
Bij oxidatie van glucose tijdens aerobe ademhaling komt energie vrij, die vervolgens wordt gebruikt om ATP te synthetiseren uit ADP en anorganisch fosfaat (Pi). Vetten en eiwitten kunnen ook worden gebruikt in plaats van zes-koolstof glucose tijdens de ademhaling.
Aerobe ademhaling vindt plaats in de mitochondriën van een cel en vindt plaats in drie fasen: glycolyse, de Krebs-cyclus en het cytochrome systeem.
ATP tijdens glycolyse
Tijdens glycolyse, wat in het cytoplasma gebeurt, valt glucose met zes koolstofatomen uiteen in twee pyruvinezuureenheden met drie koolstofatomen. De waterstoffen die worden verwijderd komen samen met de waterstofdrager NAD om NADH te maken2. Dit resulteert in een netto winst van 2 ATP. Het pyruvinezuur komt de matrix van het mitochondrion binnen en gaat door oxidatie, verliest een koolstofdioxide en vormt een tweekoolstofmolecuul genaamd acetyl CoA. De verwijderde waterstoffen gaan samen met NAD om NADH te maken2.
ATP Tijdens de Krebs-cyclus
De Krebs-cyclus, ook bekend als de citroenzuurcyclus, produceert hoog-energetische moleculen van NADH en flavine-adeninedinucleotide (FADH2), plus enkele ATP. Wanneer acetyl CoA de Krebs-cyclus ingaat, combineert het met een vier-koolstofzuur genaamd oxaloazijnzuur om het zes-koolstofzuur genaamd citroenzuur te maken. Enzymen veroorzaken een reeks chemische reacties, waarbij het citroenzuur wordt omgezet en hoogenergetische elektronen worden afgegeven aan NAD. In een van de reacties komt voldoende energie vrij om een ATP-molecuul te synthetiseren. Voor elk glucosemolecuul komen er twee pyruvinezuurmoleculen in het systeem, wat betekent dat er twee ATP-moleculen worden gevormd.
ATP tijdens cytochroomsysteem
Het cytochrome systeem, ook bekend als het waterstofdragersysteem of de elektronenoverdrachtketen, is het onderdeel van het aerobe ademhalingsproces dat de meeste ATP produceert. De elektronentransportketen wordt gevormd uit eiwitten op het binnenmembraan van de mitochondriën. NADH s waterstofionen en elektronen in de ketting. De elektronen geven energie aan de eiwitten in het membraan, dat vervolgens wordt gebruikt om waterstofionen over het membraan te pompen. Deze stroom van ionen synthetiseert ATP.
In totaal worden 38 ATP-moleculen gemaakt op basis van één glucosemolecule.