Mi a foszfátcsoport? Jellemzők és funkciók

egy foszfátcsoport egy molekula, amelyet egy négy oxigénatomhoz kapcsolódó foszforatom képez. Kémiai képlete PO43-. Ezt az atomcsoportot foszfátcsoportnak nevezik, ha egy molekulához kapcsolódik, amely szén (bármely biológiai molekula) tartalmaz..

Minden élő lény szénből készül. A foszfátcsoport a genetikai anyagban jelen van a sejtes metabolizmus szempontjából fontos energetikai molekulákban, amelyek a biológiai membránok és néhány édesvízi ökoszisztéma részét képezik..

Nyilvánvaló, hogy a foszfátcsoport számos fontos szervezetben van jelen.

A négy oxigénatom és a szénatom között megosztott elektronok sok energiát tárolhatnak; ez a képesség létfontosságú néhány cellában betöltött szerepe szempontjából.

A foszfátcsoport 6 fő funkciója

1- Nukleinsavakban

A DNS és az RNS, az összes élőlény genetikai anyaga, nukleinsavak. Ezeket nukleotidok alkotják, amelyek egy nitrogénbázisból, egy 5 szénatomos cukorból és egy foszfátcsoportból állnak..

Az 5 szénatomos cukor és az egyes nukleotidok foszfátcsoportja összekapcsolódik, hogy a nukleinsavak gerincét képezze.

Ha a nukleotidok nem kötődnek másokhoz DNS vagy RNS molekulák kialakításához, akkor két másik foszfátcsoporthoz kötődnek, amelyek olyan molekulákat eredményeznek, mint az ATP (adenozin-trifoszfát) vagy GTP (guanozin-trifoszfát).

2- Energia raktárként

Az ATP a fő molekula, amely energiát szolgáltat a sejtek számára, hogy létfontosságú funkciókat hajtsanak végre.

Például, ha az izmok összehúzódnak, az izomfehérjék az ATP-t használják.

Ezt a molekulát három foszfátcsoporthoz kapcsolt adenozin képezi. A csoportok között létrejött kapcsolatok nagy energiájúak.

Ez azt jelenti, hogy ezeknek a linkeknek a megszakításával nagy mennyiségű energiát szabadítanak fel, amely felhasználható a cellában végzett munkák elvégzésére.

A foszfátcsoport eltávolítása az energia felszabadítására az ATP hidrolízis. Az eredmény egy szabad foszfát és egy ADP molekula (adenozin-difoszfát, mert csak két foszfátcsoportot tartalmaz).

A foszfátcsoportok más energia molekulákban is megtalálhatók, amelyek kevésbé gyakoriak, mint az ATP, mint például a guanozin-trifoszfát (GTP), a citidin-trifoszfát (CTP) és az uridin-trifoszfát (UTP)..

3- A fehérjék aktiválásában

A foszfátcsoportok fontosak a fehérjék aktiválásában, így képesek bizonyos funkciókat végrehajtani a sejtekben.

A fehérjéket egy foszforilációs eljárással aktiváljuk, ami egyszerűen egy foszfátcsoport hozzáadása.

Ha egy foszfátcsoportot fehérjéhez kötünk, azt mondják, hogy a fehérjét foszforiláltuk.

Ez azt jelenti, hogy aktiválva van, hogy képes legyen egy adott feladatot elvégezni, mint például egy üzenet továbbítása egy másik fehérjéhez a cellában.

A fehérjefoszforiláció minden életformában történik, és a fehérjéket, amelyek ezeket a foszfátcsoportokat a többi fehérjéhez adják, kinázoknak nevezzük.

Érdekes megemlíteni, hogy néha a kináz munkája egy másik kináz foszforilálása. Ezzel szemben a defoszforiláció egy foszfátcsoport eltávolítása.

4 - A sejtmembránokban

A foszfátcsoportok kötődhetnek a lipidekhez, hogy egy másik típusú foszfolipidnek nevezett nagyon fontos biomolekulát képezzenek.

Fontossága abban rejlik, hogy a foszfolipidek a sejtmembránok fő összetevői, és ezek az élet lényeges szerkezetei.

Számos foszfolipid molekula sorba van rendezve, amit úgynevezett foszfolipid kettős rétegnek nevezünk; azaz kettős foszfolipid-réteg.

Ez a kettős réteg a biológiai membránok fő összetevője, például a sejtmembrán és a magot körülvevő nukleáris boríték..

5- pH-szabályozóként

Az élő lényeknek semleges feltételekre van szükségük az élethez, mivel a legtöbb biológiai aktivitás csak a semlegességhez közeli specifikus pH-nál fordulhat elő; vagyis sem nagyon sav, sem nagyon egyszerű.

A foszfátcsoport fontos pH-puffer a sejtekben.

6- Az ökoszisztémákban

Édesvízi környezetben a foszfor olyan tápanyag, amely korlátozza a növények és állatok növekedését.

A foszfortartalmú molekulák (pl. Foszfátcsoportok) mennyiségének növekedése elősegítheti a plankton és a növények növekedését..

A növények növekedésének ez a növekedése más élelmiszerekhez, például a zooplanktonhoz és a halakhoz több élelmiszert jelent. Így az élelmiszerlánc addig folytatódik, amíg el nem éri az embereket.

A foszfátok növekedése kezdetben megnöveli a plankton és a halak számát, de a túl sok növekedés korlátozza a túlélés szempontjából fontos egyéb tápanyagokat, például az oxigént..

Az oxigén kimerülését eutrofizációnak nevezik, és elpusztíthatja a víziállatokat.

A foszfátok növekedhetnek az emberi tevékenységek miatt, mint például a szennyvízkezelés, az ipari kibocsátások és a mezőgazdaságban használt műtrágyák használata.

referenciák

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). A sejt molekuláris biológiája (6. kiadás). Garland tudomány.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biokémia (8. kiadás). W. H. Freeman és Company.
3. Hudson, J. J., Taylor, W. D. és Schindler, D. W. (2000). Foszfátkoncentrációk tavakban. természet, 406(6791), 54-56.
4. Karl, D. M. (2000). Vízi ökológia Foszfor, az élet személyzete. természet, 406(6791), 31-33.
5. Karp, G. (2009). Sejt- és molekuláris biológia: fogalmak és kísérletek (6. kiadás). Wiley.
6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. és Martin, K. (2016). Molekuláris sejtbiológia (8. kiadás). W. H. Freeman és Company.
7. Nelson, D. & Cox, M. (2017). A biokémia Lehninger alapelvei (7. kiadás). W. H. Freeman.
8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). A biokémia alapjai: az élet a molekuláris szinten (5. kiadás). Wiley.
9. Zhang, S., Rensing, C. és Zhu, Y. G. (2014). A cianobaktériumok által közvetített arzén-redox-dinamikát a foszfát szabályozza a vízi környezetben. Környezeti tudomány és technológia, 48(2), 994-1000.