Del:
Hvad er fosfatgruppen? Egenskaber og funktioner
en phosphatgruppe er et molekyle dannet af et phosphoratom bundet til fire oxygenatomer. Dens kemiske formel er PO43-. Denne gruppe af atomer kaldes phosphatgruppen, når den er bundet til et molekyle, som indeholder carbon (ethvert biologisk molekyle).
Alle levende væsener er lavet af kulstof. Phosphatgruppen er til stede i det genetiske materiale i vigtige energi molekyler til cellulær metabolisme, der indgår i biologiske membraner og nogle ferskvand økosystemer.
Det er tydeligt, at fosfatgruppen er til stede i mange vigtige strukturer af organismer.
De elektroner, der deles mellem de fire oxygenatomer og carbonatomet, kan lagre en masse energi; Denne evne er afgørende for nogle af dine roller i cellen.
De 6 hovedfunktioner af phosphatgruppen
1- I nukleinsyrer
DNA og RNA, det genetiske materiale af alle levende væsener, er nukleinsyrer. De dannes af nukleotider, som igen dannes af en nitrogenholdig base, et sukker med 5 carbonatomer og en phosphatgruppe.
Sukkeret med 5 carbonatomer og phosphatgruppen af hvert nukleotid forbinder til dannelse af nukleinsyrernes rygrad.
Når nukleotider ikke er bundet til andre molekyler til dannelse af DNA eller RNA binder til to phosphatgrupper resulterende molekyler, såsom ATP (adenosintriphosphat) eller GTP (guanosintriphosphat).
2- Som et energimagasin
ATP er det vigtigste molekyle, som leverer energi til cellerne, så de kan udføre deres vitale funktioner.
For eksempel, når musklerne er kontraheret, bruger muskelproteiner ATP til at gøre det.
Dette molekyle dannes af en adenosin bundet til tre phosphatgrupper. De forbindelser der dannes mellem disse grupper er høj energi.
Det betyder, at ved at bryde disse links udgives en stor mængde energi, der kan bruges til at udføre arbejde i cellen.
Fjernelsen af en phosphatgruppe til frigivelse af energi kaldes ATP hydrolyse. Resultatet er et frit fosfat plus et ADP-molekyle (adenosindiphosphat, fordi det kun har to phosphatgrupper).
Phosphatgrupperne er også tilgængelige fra andre energikilder molekyler, der er mindre udbredt end ATP, som guanosintriphosphat (GTP), cytidin-triphosphat (CTP) og uridin-triphosphat (UTP).
3- Ved aktivering af proteiner
Fosfatgrupperne er vigtige i aktiveringen af proteiner, således at de kan udføre bestemte funktioner i celler.
Proteiner aktiveres gennem en proces kaldet phosphorylering, som blot er tilføjelsen af en phosphatgruppe.
Når en phosphatgruppe er bundet til et protein, siges det, at proteinet er phosphoryleret.
Det betyder, at det er blevet aktiveret for at kunne udføre et bestemt job, såsom at bære en besked til et andet protein i cellen.
Proteinphosphorylering forekommer i alle livsformer, og proteinerne, der tilføjer disse phosphatgrupper til de andre proteiner, kaldes kinaser.
Det er interessant at nævne, at en kinas ofte arbejder med at phosphorylere en anden kinase. Omvendt er dephosphorylering fjernelsen af en phosphatgruppe.
4- i cellemembraner
Fosfatgrupperne kan binde til lipider for at danne en anden type meget vigtige biomolekyler kaldet phospholipider.
Dens betydning ligger i, at fosfolipider er hovedkomponenten i cellemembraner, og disse er væsentlige strukturer for livet.
Mange fosfolipidmolekyler er arrangeret i rækker for at danne det, der kaldes et dobbeltlag af phospholipider; det vil sige et dobbelt lag phospholipider.
Dette dobbeltlag er den vigtigste komponent i biologiske membraner, såsom cellemembranen og den nukleare kuvert, der omgiver kernen.
5- Som en pH-regulator
Levende væsener har brug for neutrale forhold for livet, fordi de fleste biologiske aktiviteter kun kan forekomme ved en bestemt pH tæt på neutralitet; det vil sige hverken meget sur eller meget grundlæggende.
Fosfatgruppen er en vigtig buffer af pH i celler.
6- I økosystemer
I ferskvandsmiljøer er fosfor et næringsstof, der begrænser væksten af planter og dyr.
Forøgelsen af mængden af fosforholdige molekyler (såsom fosfatgrupper) kan fremme væksten af plankton og planter.
Denne stigning i plantevæksten betyder mere mad til andre organismer, såsom zooplankton og fisk. Således fortsætter fødekæden, indtil den når mennesker.
En stigning i fosfater vil i starten øge antallet af plankton og fisk, men for meget stigning vil begrænse andre næringsstoffer, som også er vigtige for overlevelse, såsom ilt.
Denne udtømning af ilt hedder eutrofiering og kan dræbe vanddyr.
Fosfater kan stige på grund af menneskelige aktiviteter, såsom spildevandsbehandling, industriel udledning og anvendelse af gødning i landbruget.
referencer
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6. udgave). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemi (8. udgave). W. H. Freeman og Company.
- Hudson, J.J., Taylor, W.D., & Schindler, D.W. (2000). Fosfatkoncentrationer i søer. natur, 406(6791), 54-56.
- Karl, D. M. (2000). Akvatisk økologi Fosfor, personalet i livet. natur, 406(6791), 31-33.
- Karp, G. (2009). Celle- og molekylærbiologi: Begreber og eksperimenter (6. udgave). Wiley.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8. udgave). W. H. Freeman og Company.
- Nelson, D. & Cox, M. (2017). Lehninger principper for biokemi (7. udgave). W. H. Freeman.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Grundlag for biokemi: Livet på molekylær niveau (5. udgave). Wiley.
- Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, Y. G. (2014). Cyanobakterie-medieret arsenisk redox-dynamik er reguleret af fosfat i vandmiljøer. Miljøvidenskab og Teknologi, 48(2), 994-1000.