كيفية تجديد مركب الطاقة ATP: أساليب فعالة وفعالة

مركّب الطاقة ATP

مركّب الطاقة Adenosine TriPhosphate الأدينوسين ثلاثي الفوسفات، هو نيوكلوتيد تختزن الطاقة فيه على شكل روابط تتشكّل بين مجموعة الفوسفات، ويعتبر من أهمّ مركّبات الطاقة في الخليّة، وأكثر الجزيئات النّاقلة انتشاراً في خلايا جميع الكائنات الحيّة، ويتكون من سكّر الرايبوز (سكر خماسي يتكوّن من اتّحاد خمس ذرات كربون)، وقاعدة نيتروجينية وهي الأدنين، وثلاث مجموعات من الفوسفات، ويمكن الحصول على مركب ATP من اتحاد مركب ADP (أدينوسين ثنائي الفوسفات) مع مجموعة فوسفات بوجود طاقة عالية، والصيغة الكيميائية للمركب هي:
C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃، ويمتلك مركب الطاقة ATP كتلة مولية تساوي 507.18 غم/مول، ويمكن تجديد مركب الطاقة على مستوى الخليّة بطرق مختلفة، تعتمد على التّفاعلات الكيميائيّة في طبيعتها وسرعتها، فهناك طرق سريعة، ومتوسطة السّرعة، وبطيئة.

طرق تجديد مركب الطاقة ATP

التّنفس اللاهوائي

عملية التّنفس اللاهوائي هي عمليّة تستخدمها بعض الكائنات للتّنفس في حالة عدم وجود أكسجين، وفي هذه العمليّة يتم تحويل جزيء من الجلوكوز إلى حمض البيروفيك، عند تعرّضه للإنزيمات الموجودة في السيتوبلازم، وفي هذه العمليّة يتم تحويل كميّة من مركب ADP إلى مركّب الطاقة ATP، نتيجة لتحرّر طاقة عالية من تحطيم جزيء الجلوكوز.

عمليّة البناء الضّوئي

تقوم النّباتات بعمليّة البناء الضّوئي للحصول على الغذاء، ويتم إنتاج مركّب الطاقة ATP كناتج إضافي للتّفاعل، وتقسّم عمليّة البناء الضّوئي إلى عدد من المراحل يتمّ فيها تحويل ذرّات من الكربون إلى جزيء جلوكوز ومنها: حلقة كربس، وحلقة كالفن، وسلسلة نقل الإلكترونات، وفي هذه المراحل يتم إنتاج مركّب الطاقة ATP بشكل مباشر وغير مباشر، فتنتج مركّبات مثل: NADH, FADH2 التي تنتج ATP عند دخولها سلسلة نقل الإلكترونات.

الارتباط بالبروتينات

تبدأ عمليّة الارتباط بالبروتينات عندما تفقد ذرة هيدروجين الكترونًا، وتتحوّل إلى أيون غير مستقر، وعند مرور ذرّات الهيدروجين من خلال بروتينات كرويّة -البروتينات المكوّنة لمركب الطاقة ATP-، يعمل إنزيم ATP سنتازعلى استخدام الطاقة النّاتجة من حركة ذرّات الهيدروجين، في تحويل مركب ADP إلى مركب الطاقة ATP.

العمليّات الكيميائيّة

عندما تحتاج الخليّة لمركب الطاقة ATP فإنّه يتواجد بسرعة كبيرة، ويتم إطلاق كميّة كبيرة من الطاقة التي تحتاجها الخليّة، وتعويض مركب الطاقة ATP المستخدم من خلال التّفاعلات الكيميائيّة البطيئة ومنها: عمليّات تحلّل السّكريّات، والبروتينات، والدّهون التي تعطي طاقة تستخدم في إنتاج مركب الطاقة ATP.

استخدامات ATP في الخليّة

• تنشيط الرايبوسومات التي تعمل على إنتاج البروتينات.
• توفير الطاقة اللازمة والضّرورية لكلٍّ من، التّقلص العضلي، نقل عنصر الصّوديوم من خلال غشاء الخليّة.