Monofosforan adenozyny jest nukleotydem, który może stanowić część nośnika energii trójfosforanu adenozyny (ATP). Jako cykliczny monofosforan adenozyny pełni również funkcję drugiego posłańca. Powstaje między innymi podczas rozpadu ATP, który uwalnia energię.
Co to jest monofosforan adenozyny?
Monofosforan adenozyny (C10H14N5O7P) jest nukleotydem i należy do rybootydów purynowych. Puryna jest budulcem ludzkiego ciała, który występuje również we wszystkich innych żywych organizmach. Cząsteczka tworzy podwójny pierścień i nigdy nie pojawia się sama: puryna jest zawsze połączona z innymi cząsteczkami, tworząc większe jednostki.
Puryna jest jednym z elementów budulcowych adeniny. Ta zasada znajduje się również w kwasie dezoksyrybonukleinowym (DNA) i koduje informacje przechowywane genetycznie. Oprócz adeniny do zasad purynowych należy również guanina. Adenina w monofosforanie adenozyny jest połączona z dwoma innymi elementami budulcowymi: rybozą i kwasem fosforowym. Ryboza to cukier o wzorze cząsteczkowym C5H10O5. Biologia nazywa cząsteczkę również pentozą, ponieważ składa się z pięcioczłonowego pierścienia. W monofosforanie adenozyny kwas fosforowy wiąże się z piątym atomem węgla rybozy. Inne nazwy monofosforanu adenozyny to adenylan i kwas adenylowy.
Funkcja, efekt i zadania
Cykliczny monofosforan adenozyny (cAMP) wspomaga przekazywanie sygnałów hormonalnych. Na przykład hormon steroidowy wiąże się z receptorem znajdującym się na zewnątrz błony komórkowej. W pewnym sensie receptor jest pierwszym odbiorcą komórki. Hormon i receptor pasują do siebie jak klucz i zamek, wywołując w ten sposób reakcję biochemiczną w komórce.
W tym przypadku hormon jest pierwszym przekaźnikiem, który aktywuje enzym cyklazę adenylanową. Ten biokatalizator rozdziela teraz ATP w komórce, tworząc cAMP. Następnie cAMP z kolei aktywuje inny enzym, który w zależności od typu komórki wyzwala odpowiedź komórkową - na przykład produkcję nowego hormonu. Monofosforan adenozyny pełni funkcję drugiej substancji sygnałowej lub drugiego posłańca.
Jednak liczba cząsteczek nie pozostaje taka sama z każdego etapu: liczba cząsteczek rośnie około dziesięciokrotnie na każdy etap reakcji, co zwiększa odpowiedź komórki. Jest to również powód, dla którego hormony są wystarczające w bardzo niskich stężeniach, aby wywołać silną reakcję. Pod koniec reakcji wszystko, co pozostaje z cAMP to monofosforan adenozyny, który inne enzymy mogą przywrócić do cyklu.
Kiedy enzym rozdziela AMP z trifosforanu adenozyny (ATP), generowana jest energia. Ciało ludzkie na różne sposoby wykorzystuje tę energię. ATP jest najważniejszym nośnikiem energii w organizmach żywych i zapewnia, że procesy biochemiczne mogą zachodzić na poziomie mikro, a także ruchy mięśni.
Monofosforan adenozyny jest również jednym z elementów budulcowych kwasu rybonukleinowego (RNA). W jądrze komórek ludzkich informacja genetyczna jest przechowywana w postaci DNA. Aby komórka mogła z nim pracować, kopiuje DNA i tworzy RNA. DNA i RNA zawierają te same informacje w tej samej sekcji, ale różnią się budową ich cząsteczek.
Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości
Monofosforan adenozyny może powstać z trifosforanu adenozyny (ATP). Enzym cyklaza adenylanowa rozszczepia ATP i uwalnia energię w tym procesie. Kwas fosforowy tych substancji odgrywa szczególnie ważną rolę. Wiązania fosfoanhydrytowe łączą ze sobą poszczególne cząsteczki. Rozszczepienie może mieć kilka możliwych wyników: albo enzymy dzielą ATP na difosforan adenozyny (ADP) i ortofosforan lub na AMP i pirofosforan. Ponieważ metabolizm energetyczny jest zasadniczo podobny do cyklu, enzymy mogą również łączyć poszczególne elementy budulcowe z powrotem w ATP.
Mitochondria są odpowiedzialne za syntezę ATP. Mitochondria to organelle komórkowe, które działają jako elektrownie komórkowe. Są oddzielone od reszty komórki własną membraną. Mitochondria są dziedziczone po matce (matce). Monofosforan adenozyny występuje we wszystkich komórkach i dlatego można go znaleźć wszędzie w organizmie człowieka.
Choroby i zaburzenia
W przypadku monofosforanu adenozyny może pojawić się wiele problemów. Na przykład synteza ATP w mitochondriach może zostać zakłócona. Medycyna nazywa taką dysfunkcję również chorobą mitochondrialną. Może mieć różne przyczyny, w tym stres, złą dietę, zatrucia, uszkodzenia spowodowane wolnymi rodnikami, przewlekłe stany zapalne, infekcje i choroby jelit.
Wady genetyczne są często odpowiedzialne za rozwój zespołu. Mutacje zmieniają kod genetyczny i prowadzą do różnych zaburzeń w metabolizmie energetycznym czy w budowie cząsteczek. Te mutacje niekoniecznie występują w DNA jądra komórkowego; Mitochondria mają swój własny skład genetyczny, który istnieje niezależnie od DNA jądra komórkowego.
W mitochondriopatii mitochondria wytwarzają ATP tylko wolniej; w związku z tym komórki mają mniej energii. Zamiast budować pełny ATP, mitochondria syntetyzują więcej ADP niż normalnie. Komórki mogą również wykorzystywać ADP do produkcji energii, ale ADP emituje mniej energii niż ATP. W chorobach mitochondrialnych organizm może wykorzystywać glukozę jako dostawcę energii; kiedy są rozkładane, powstaje kwas mlekowy. Choroba mitochondriów nie jest chorobą samą w sobie, ale jest zespołem, który może być częścią choroby.
Medycyna pod nazwą podsumowuje różne przejawy zaburzeń mitochondrialnych. Może wystąpić na przykład w kontekście zespołu MELAS. Jest to choroba neurologiczna, która charakteryzuje się drgawkami, uszkodzeniem mózgu i zwiększonym wytwarzaniem kwasu mlekowego. Ponadto choroba mitochondrialna jest również związana z różnymi formami demencji.
