Što je fosfatna skupina? Značajke i funkcije



fosfatna skupina R3 je molekula koju tvori fosforni atom vezan na četiri atoma kisika. Njegova kemijska formula je PO43-. Ova skupina atoma naziva se fosfatna skupina kada je vezana za molekulu koja sadrži ugljik (bilo koju biološku molekulu).

Sva živa bića su načinjena od ugljika. Fosfatna skupina prisutna je u genetskom materijalu u energetskim molekulama važnim za stanični metabolizam, tvoreći dio bioloških membrana i nekih slatkovodnih ekosustava..

Očito je da je fosfatna skupina prisutna u mnogim važnim strukturama organizama.

Elektroni koji se dijele između četiri atoma kisika i ugljikov atom mogu pohraniti mnogo energije; ta sposobnost je vitalna za neke od vaših uloga u ćeliji.

6 glavnih funkcija fosfatne skupine

1 - u nukleinskim kiselinama

DNA i RNA, genetski materijal svih živih bića, su nukleinske kiseline. Oni su formirani od nukleotida, koji su pak oblikovani dušikovom bazom, šećerom od 5 ugljika i fosfatnom skupinom..

Šećer od 5 atoma ugljika i fosfatna skupina svakog nukleotida spajaju se tako da tvore okosnicu nukleinskih kiselina.

Kada nukleotidi nisu vezani za druge da formiraju molekule DNA ili RNA, vežu se za dvije druge fosfatne skupine što rezultira molekulama kao što je ATP (adenozin trifosfat) ili GTP (gvanozin trifosfat).

2- Kao skladište energije

ATP je glavna molekula koja opskrbljuje stanice tako da mogu obavljati svoje vitalne funkcije.

Na primjer, kada se mišići skupljaju, mišićni proteini koriste ATP da ga naprave.

Ova molekula je formirana od adenozina vezanog za tri fosfatne skupine. Veze nastale između tih skupina su visoke energije.

To znači da se razbijanjem tih veza oslobađa velika količina energije koja se može koristiti za obavljanje posla u ćeliji.

Uklanjanje fosfatne skupine za oslobađanje energije naziva se ATP hidroliza. Rezultat je slobodni fosfat plus ADP molekula (adenozin difosfat, jer ima samo dvije fosfatne skupine).

Fosfatne skupine se također nalaze u drugim energetskim molekulama koje su rjeđe nego ATP, kao što su gvanozin trifosfat (GTP), citidin trifosfat (CTP) i uridin trifosfat (UTP)..

3 - U aktivaciji proteina

Fosfatne skupine su važne u aktivaciji proteina, tako da mogu obavljati određene funkcije u stanicama.

Proteini se aktiviraju procesom koji se naziva fosforilacija, što je jednostavno dodavanje fosfatne skupine.

Kada se fosfatna skupina veže na protein, kaže se da je protein fosforiliran.

To znači da je aktiviran za obavljanje određenog posla, kao što je prijenos poruke na drugi protein u ćeliji.

Fosforilacija proteina pojavljuje se u svim životnim oblicima, a proteini koji dodaju ove fosfatne skupine u druge proteine ​​nazivaju se kinaze.

Zanimljivo je spomenuti da je ponekad rad kinaze fosforilirati drugu kinazu. Nasuprot tome, defosforilacija je uklanjanje fosfatne skupine.

4- U staničnim membranama

Fosfatne skupine mogu se vezati na lipide kako bi tvorile drugu vrstu vrlo važnih biomolekula nazvanih fosfolipidi.

Njegova važnost leži u činjenici da su fosfolipidi glavna komponenta staničnih membrana i to su bitne strukture za život.

Mnoge fosfolipidne molekule su poredane u redove tako da tvore dvosloj fosfolipida; to jest, dvostruki sloj fosfolipida.

Ovaj dvosloj je glavna komponenta bioloških membrana, kao što su stanična membrana i nuklearna ovojnica koja okružuje jezgru.

5- Kao regulator pH

Živa bića trebaju neutralne uvjete za život jer se većina bioloških aktivnosti može dogoditi samo pri određenom pH blizu neutralnosti; to jest, niti vrlo kiselinski niti vrlo osnovni.

Fosfatna skupina je važan pufer pH u stanicama.

6- U ekosustavima

U slatkovodnom okruženju fosfor je hranjiva tvar koja ograničava rast biljaka i životinja.

Povećanje količine molekula koje sadrže fosfor (kao što su fosfatne skupine) može potaknuti rast planktona i biljaka.

To povećanje rasta biljaka pretvara se u više hrane za druge organizme, kao što su zooplankton i riba. Dakle, lanac hrane se nastavlja sve dok ne dosegne ljude.

Povećanje fosfata će u početku povećati broj planktona i riba, ali će previše povećati broj drugih hranjivih tvari koje su također važne za preživljavanje, kao što je kisik..

Ovo iscrpljivanje kisika naziva se eutrofikacija i može ubiti vodene životinje.

Fosfati se mogu povećati zbog ljudskih aktivnosti, kao što su obrada otpadnih voda, industrijsko ispuštanje i upotreba gnojiva u poljoprivredi.

reference

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. i Walter, P. (2014). Molekularna biologija stanice (6. izdanje). Znanost o Garlandu.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. i Strayer, L. (2015). biokemija (8. izdanje). W. H. Freeman i tvrtka.
  3. Hudson, J.J., Taylor, W.D., & Schindler, D.W. (2000). Koncentracije fosfata u jezerima. priroda, 406(6791), 54-56.
  4. Karl, D.M. (2000). Vodena ekologija Fosfor, osoblje života. priroda, 406(6791), 31-33.
  5. Karp, G. (2009). Stanična i molekularna biologija: koncepti i eksperimenti (6. izdanje). Wiley.
  6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. i Martin, K. (2016). Molekularna stanična biologija (8. izdanje). W. H. Freeman i tvrtka.
  7. Nelson, D. i Cox, M. (2017). Lehningerova načela biokemije (7. izdanje). W. H. Freeman.
  8. Voet, D., Voet, J. i Pratt, C. (2016). Osnove biokemije: život na molekularnoj razini (5. izd.). Wiley.
  9. Zhang, S., Rensing, C., i Zhu, Y.G. (2014). Redukcija arsen-redoks dinamike cijanobakterija regulirana je fosfatom u vodenim sredinama. Znanost i tehnologija okoliša, 48(2), 994-1000.