Kas yra fosfatų grupė? Charakteristikos ir funkcijos



A fosfatų grupės yra molekulė, sudaryta iš fosforo atomo, prijungto prie keturių deguonies atomų. Jo cheminė formulė yra PO43-. Ši atomų grupė vadinama fosfatų grupe, kai ji yra prijungta prie molekulės, kurioje yra anglies (bet kuri biologinė molekulė)..

Visos gyvos būtybės yra pagamintos iš anglies. Fosfatų grupė yra genetinėje medžiagoje energetinėse molekulėse, svarbiose ląstelių metabolizmui, sudarančioms biologinių membranų ir kai kurių gėlavandenių ekosistemų dalį..

Akivaizdu, kad fosfatų grupė yra daugelyje svarbių organizmų struktūrų.

Elektronai, dalijami tarp keturių deguonies atomų ir anglies atomo, gali saugoti daug energijos; šis gebėjimas yra gyvybiškai svarbus kai kuriems jūsų vaidmenims ląstelėje.

6 pagrindinės fosfato grupės funkcijos

1- Nukleino rūgštyse

DNR ir RNR, visų gyvų būtybių genetinė medžiaga, yra nukleino rūgštys. Jas sudaro nukleotidai, kuriuos savo ruožtu sudaro azoto bazė, 5 angliavandenių cukrus ir fosfatų grupė..

5 angliavandenių cukrus ir kiekvieno nukleotido fosfatų grupė prisijungia, kad sudarytų nukleino rūgščių pagrindą.

Kai nukleotidai nėra susieti su kitais, kad sudarytų DNR ar RNR molekules, jie prisijungia prie dviejų kitų fosfatų grupių, dėl kurių susidaro molekulės, tokios kaip ATP (adenozino trifosfatas) arba GTP (guanozino trifosfatas)..

2 - kaip energijos sandėlis

ATP yra pagrindinė molekulė, kuri tiekia energiją ląstelėms, kad galėtų atlikti savo gyvybines funkcijas.

Pavyzdžiui, kai susitraukia raumenys, raumenų baltymai naudoja ATP.

Šią molekulę sudaro adenozinas, susietas su trimis fosfatų grupėmis. Tarp šių grupių sudarytos sąsajos yra didelės energijos.

Tai reiškia, kad, nutraukiant šias nuorodas, išleidžiama daug energijos, kurią galima panaudoti darbui ląstelėje.

Fosfato grupės pašalinimas energijai išleisti reiškia ATP hidrolizę. Rezultatas yra laisvas fosfatas ir ADP molekulė (adenozino difosfatas, nes jis turi tik dvi fosfatų grupes).

Fosfato grupės taip pat randamos ir kitose energijos molekulėse, kurios yra mažiau paplitusios nei ATP, pavyzdžiui, guanozino trifosfatas (GTP), citidino trifosfatas (CTP) ir uridino trifosfatas (UTP)..

3 - Baltymų aktyvinimas

Fosfatų grupės yra svarbios aktyvuojant baltymus, kad jos galėtų atlikti tam tikras ląstelių funkcijas.

Baltymai aktyvuojami per procesą, vadinamą fosforilinimu, kuris yra tiesiog fosfato grupės pridėjimas.

Kai fosfatų grupė yra prijungta prie baltymo, sakoma, kad baltymas yra fosforilintas.

Tai reiškia, kad buvo įjungta galimybė atlikti tam tikrą užduotį, pvz., Pranešimo perdavimą kitam ląstelės baltymui.

Baltymų fosforilinimas vyksta visose gyvenimo formose, o baltymai, kurie prideda šias fosfatų grupes į kitus baltymus, vadinami kinazėmis.

Įdomu paminėti, kad kartais kinazės darbas yra kitos kinazės fosforilinimas. Priešingai, defosforilinimas yra fosfato grupės pašalinimas.

4 - Ląstelių membranose

Fosfatų grupės gali prisijungti prie lipidų, kad susidarytų kitas labai svarbias biomolekules, vadinamas fosfolipidais.

Jos svarba yra tai, kad fosfolipidai yra pagrindinė ląstelių membranų sudedamoji dalis, ir tai yra gyvybiškai svarbios struktūros.

Daugelis fosfolipidų molekulių yra išdėstytos eilutėse, kurios sudaro vadinamąjį fosfolipidų dvigubą sluoksnį; tai yra dvigubas fosfolipidų sluoksnis.

Šis dvigubas sluoksnis yra pagrindinis biologinių membranų komponentas, pvz., Ląstelių membrana ir branduolio apvalkalas, supantis branduolį..

5- Kaip pH reguliatorius

Gyvoms būtybėms reikia neutralių gyvenimo sąlygų, nes daugelis biologinių veiklų gali įvykti tik esant konkrečiam pH, kuris yra artimas neutralumui; tai yra, ne labai rūgštus, nei labai paprastas.

Fosfatų grupė yra svarbus pH buferis ląstelėse.

6- Ekosistemose

Gėlo vandens aplinkoje fosforas yra maistinė medžiaga, ribojanti augalų ir gyvūnų augimą.

Fosforą turinčių molekulių (pvz., Fosfatų grupių) kiekio padidėjimas gali skatinti planktono ir augalų augimą.

Šis augalų augimas padidina maisto kiekį kitiems organizmams, pvz., Zooplanktonui ir žuvims. Taigi, maisto grandinė tęsiasi tol, kol pasiekia žmones.

Fosfatų padidėjimas iš pradžių padidins planktono ir žuvų skaičių, tačiau per daug padidės kitų maistinių medžiagų, kurios taip pat yra svarbios išgyvenimui, pvz., Deguonies..

Šis deguonies išeikvojimas vadinamas eutrofikacija ir gali nužudyti vandens gyvūnus.

Fosfatai gali didėti dėl žmogaus veiklos, pavyzdžiui, nuotekų valymo, pramoninio išleidimo ir trąšų naudojimo žemės ūkyje.

Nuorodos

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Ląstelės molekulinė biologija (6-asis red.). Garland Science.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemija (8-asis red.). W. H. Freeman ir bendrovė.
  3. Hudson, J. J., Taylor, W. D., ir Schindler, D. W. (2000). Fosfatų koncentracija ežeruose. Gamta, 406(6791), 54-56.
  4. Karl, D. M. (2000). Vandens ekologija Fosforas, gyvenimo personalas. Gamta, 406(6791), 31-33.
  5. Karp, G. (2009). Ląstelių ir molekulių biologija: sąvokos ir eksperimentai (6-asis red.). Wiley.
  6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekulinės ląstelės biologija (8-asis red.). W. H. Freeman ir bendrovė.
  7. Nelson, D. & Cox, M. (2017). Lehningerio biochemijos principai (7-asis red.). W. H. Freeman.
  8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Biochemijos pagrindai: gyvenimas molekuliniu lygiu (5-asis red.). Wiley.
  9. Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, Y. G. (2014). Cianobakterijų sukeltą arseno redokso dinamiką vandens aplinkoje reguliuoja fosfatas. Aplinkos mokslai ir technologijos, 48(2), 994-1000.