Mikä on fosfaattiryhmä? Ominaisuudet ja toiminnot



fosfaattiryhmä on molekyyli, jonka muodostaa fosforiatomi, joka on kiinnittynyt neljään happiatomiin. Sen kemiallinen kaava on PO43-. Tätä atomien ryhmää kutsutaan fosfaattiryhmäksi, kun se on kiinnittynyt molekyyliin, joka sisältää hiiltä (mikä tahansa biologinen molekyyli).

Kaikki elävät olennot on valmistettu hiilestä. Fosfaattiryhmä on läsnä geneettisessä materiaalissa solujen aineenvaihdunnan kannalta tärkeissä energiamolekyyleissä, jotka muodostavat osan biologisista kalvoista ja joidenkin makeanveden ekosysteemeistä.

On ilmeistä, että fosfaattiryhmä on läsnä monissa tärkeissä organismirakenteissa.

Neljän happiatomin ja hiiliatomin välillä jaetut elektronit voivat tallentaa paljon energiaa; tämä kyky on välttämätön joillekin rooleille solussa.

Fosfaattiryhmän 6 päätoimintoa

1- Nukleiinihapoissa

DNA ja RNA, kaikkien elävien olentojen geneettinen materiaali, ovat nukleiinihappoja. Niitä muodostavat nukleotidit, jotka puolestaan ​​muodostuvat typpipitoisesta emäksestä, 5 hiilen sokerista ja fosfaattiryhmästä..

5 hiilen sokeri ja kunkin nukleotidin fosfaatti- ryhmä yhdistyvät muodostamaan nukleiinihappojen runko.

Kun nukleotidit eivät ole sitoutuneet toisiin DNA- tai RNA-molekyylien muodostamiseen, ne sitoutuvat kahteen muuhun fosfaatti- ryhmään, jotka johtavat molekyyleihin, kuten ATP (adenosiinitrifosfaatti) tai GTP (guanosiinitrifosfaatti).

2 - energiavarastona

ATP on tärkein molekyyli, joka syöttää energiaa soluille, jotta he voivat suorittaa elintärkeitä toimintojaan.

Esimerkiksi kun lihakset supistuvat, lihasproteiinit käyttävät ATP: tä.

Tämä molekyyli muodostuu adenosiinista, joka on kytketty kolmeen fosfaattiryhmään. Näiden ryhmien väliset yhteydet ovat suuria energiaa.

Tämä tarkoittaa, että rikkomalla nämä linkit vapautuu suuri määrä energiaa, jota voidaan käyttää solun töiden suorittamiseen.

Fosfaattiryhmän poistamista energian vapauttamiseksi kutsutaan ATP-hydrolyysiksi. Tuloksena on vapaa fosfaatti ja ADP-molekyyli (adenosiinidifosfaatti, koska siinä on vain kaksi fosfaattiryhmää).

Fosfaattiryhmät löytyvät myös muista energiamolekyyleistä, jotka ovat vähemmän yleisiä kuin ATP, kuten guanosiinitrifosfaatti (GTP), sytidiinitrifosfaatti (CTP) ja uridiinitrifosfaatti (UTP)..

3 - proteiinien aktivoinnissa

Fosfaattiryhmät ovat tärkeitä proteiinien aktivoinnissa, niin että ne voivat suorittaa tiettyjä toimintoja soluissa.

Proteiinit aktivoidaan prosessilla, jota kutsutaan fosforylaatioksi, joka on yksinkertaisesti fosfaatti- ryhmän lisääminen.

Kun fosfaatti- ryhmä on sitoutunut proteiiniin, sanotaan, että proteiini on fosforyloitu.

Tämä tarkoittaa, että se on aktivoitu pystymään suorittamaan tietty työ, kuten viestin kantaminen toiseen soluun sisältyvään proteiiniin.

Proteiinien fosforylaatio tapahtuu kaikissa elämänmuodoissa ja proteiineja, jotka lisäävät näitä fosfaatti- ryhmiä muihin proteiineihin, kutsutaan kinaaseiksi.

On mielenkiintoista mainita, että joskus kinaasin työ on fosforyloida toinen kinaasi. Sitä vastoin defosforylaatio on fosfaattiryhmän poistaminen.

4 - solukalvoissa

Fosfaatti- ryhmät voivat sitoutua lipideihin muodostamaan toisen tyyppisiä erittäin tärkeitä biomolekyylejä, joita kutsutaan fosfolipideiksi.

Sen merkitys on siinä, että fosfolipidit ovat solukalvojen pääkomponentti ja nämä ovat elintärkeitä rakenteita.

Monet fosfolipidimolekyylit on järjestetty riveiksi muodostamaan fosfolipidien kaksikerros; eli kaksinkertainen fosfolipidikerros.

Tämä kaksoiskerros on biologisten kalvojen, kuten solukalvon ja ytimen ympäröivän ydinpohjan pääkomponentti..

5- pH: n säätäjänä

Elävät olennot tarvitsevat neutraaleja elinolosuhteita, koska useimmat biologiset aktiviteetit voivat esiintyä vain tietyssä pH: ssa, joka on lähellä neutraalia; se ei ole kovin happo eikä hyvin yksinkertainen.

Fosfaattiryhmä on tärkeä pH-puskuri soluissa.

6 - ekosysteemeissä

Makean veden ympäristöissä fosfori on ravintoaine, joka rajoittaa kasvien ja eläinten kasvua.

Fosforia sisältävien molekyylien (kuten fosfaattiryhmien) määrän kasvu voi edistää planktonin ja kasvien kasvua.

Kasvien kasvun lisääntyminen johtaa enemmän elintarvikkeisiin muille organismeille, kuten zooplanktonille ja kaloille. Siten elintarvikeketju jatkuu, kunnes se saavuttaa ihmiset.

Fosfaattien lisääntyminen lisää aluksi planktonin ja kalan määrää, mutta liian suuri kasvu rajoittaa muita eloonjäämisen kannalta tärkeitä ravintoaineita, kuten happea..

Tätä happipitoisuutta kutsutaan rehevöitymiseksi ja voi tappaa vesieläimiä.

Fosfaatit voivat lisääntyä ihmisen toiminnan, kuten jäteveden käsittelyn, teollisen purkauksen ja maatalouden lannoitteiden käytön vuoksi.

viittaukset

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Solun molekyylibiologia (6. painos). Garland Science.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biokemia (8. painos). W. H. Freeman ja Company.
  3. Hudson, J. J., Taylor, W. D., ja Schindler, D. W. (2000). Fosfaattipitoisuudet järvissä. luonto, 406(6791), 54-56.
  4. Karl, D. M. (2000). Vesiekologia Fosfori, elämän henkilökunta. luonto, 406(6791), 31-33.
  5. Karp, G. (2009). Solu- ja molekyylibiologia: käsitteet ja kokeet (6. painos). Wiley.
  6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekyylisolubiologia (8. painos). W. H. Freeman ja Company.
  7. Nelson, D. & Cox, M. (2017). Lehningerin biokemian periaatteet (7. painos). W. H. Freeman.
  8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Biokemian perusteet: Elämä molekyylitasolla (5. painos). Wiley.
  9. Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, Y. G. (2014). Syanobakteerien välittämää arseenin redoksidynamiikkaa säätelee fosfaatti vesistöissä. Ympäristötiede ja -teknologia, 48(2), 994-1000.