Was ist die Funktion von Adenosintriphosphat?
Adenosintriphosphat oder ATP fungiert als Hauptenergiequelle der Zelle. Es wird oft als molekulare Währungseinheit bezeichnet, da es Energie sowohl halten als auch abgeben kann, wenn eine Zelle dies benötigt. Die Struktur von ATP ist einfach und für maximale Effizienz optimiert, ein Adenosinmolekül plus drei Phosphatgruppen. Energie wird in den Bindungen zwischen den Phosphatgruppen und dem Adenosinmolekül gespeichert und freigesetzt. Eine Freisetzung von Energie durch Entfernen einer Phosphatgruppe ergibt ADP oder Adenosindiphosphat, und die Entfernung einer weiteren Phosphatgruppe ergibt AMP, Adenosinmonophosphat.
AMP, ADP und ATP sind alle energiereiche Moleküle, aber im Allgemeinen wird ATP gegenüber den beiden anderen bevorzugt. Adenosintriphosphat ist für jeden zellulären Prozess erforderlich, bei dem ein anderes Molekül aktiv bewegt wird. Für die Osmose ist beispielsweise kein ATP erforderlich, da das Wasser von einem hochkonzentrierten Zustand auf natürliche Weise in einen weniger konzentrierten Zustand fließt. Die Aktivität molekularer Motoren in bestimmten Zelltypen erfordert andererseits die in ATP gespeicherte Energie. Da kein Lebewesen vollständig von passiven natürlichen Prozessen abhängig ist, benötigen alle Lebewesen ATP, um ihre Zellen zu betreiben.
Nicht alle Organismen produzieren die gleiche Menge Adenosintriphosphat, obwohl es ein lebenswichtiges Molekül ist. ATP wird in der Regel durch Atmung erzeugt, wobei Energie aus einer externen Quelle, häufig einem Zucker namens Glucose, gewonnen wird. Organismen, die anaerobe Atmung verwenden, wie einige Bakterien, erzeugen ungefähr 2 ATP pro Glucosemolekül. Diejenigen, die aerobe Atmung verwenden, erzeugen wie der Mensch zwischen 32 und 36 ATP pro Molekül. Die aerobe Atmung ist komplizierter, aber effizienter, daher die hohe ATP-Ausbeute.
Die Adenosinkomponente von Adenosintriphosphat besteht eigentlich aus zwei getrennten Molekülen, nämlich einem Zucker namens Ribose und einer Base namens Adenin. An Ribose gebundenes Adenin erzeugt eine Struktur, die als Nukleosid bezeichnet wird und sich von den in RNA und DNA vorkommenden Adeninnukleotiden unterscheidet. Ein Nukleosid ist zwei Drittel eines Nukleotids; Nukleotide enthalten auch eine zusätzliche Phosphatgruppe, die für die Bildung langer Ketten wie in RNA und DNA essentiell ist. Im Gegensatz zu Nukleotiden können Nukleoside nicht alleine aneinander binden, und ATP-Moleküle können nach dieser Logik keine Ketten bilden.
Im menschlichen Körper werden täglich Billionen von Adenosintriphosphatmolekülen produziert, und der Körper kann in weniger als 24 Stunden mehr als sein Gewicht an ATP produzieren. Dies verursacht keine Gewichtszunahme oder Körperverletzung, da die meisten ATP-Moleküle im Bruchteil einer Sekunde erzeugt und verwendet werden. ATP ist im Laufe des Lebens eines Organismus die treibende Kraft, die den Körper funktionsfähig hält.