-
ללא ספק, אחת מהמולקולות הכי חשובות
בביולוגיה ,.
-
היא מולקולת ה-ATP.
-
אלה ראשי תיבות של: אָדֶנוֹזין טרי-פוֹספַט.
-
או בעברית אדנוזין-תלת-זרחני.
-
אבל כל מה שצריך לזכור הוא,
שבכל פעם שרואים ATP
-
מופיע באיזו שהיא תגובה ביוכימית-
-
משהו בראש שלנו צריך לומר
-
היי! כאן מדובר באנרגיה ביוכימית.
-
אפשר לחשוב על ATP
כמו על "מטבעות", במרכאות כפולות.
-
- מטבעות של אנרגיה ביוכימית.
-
אז מה זה מטבעות של אנרגיה?
-
ובכן, ATP אוגר אנרגיה בקשרים שבו.
-
מיד נסביר מה זאת אומרת.
-
אבל לפני שנסביר מה זה אדנוזין או
-
איך נראית קבוצה של תלת-זרחן,
-
כדאי שתדמיינו את ה ATP כאילו הוא בנוי
-
ממשהוא שנקרא- נצייר בצבע נחמד-
-
קבוצת אדנוזין, הנה כאן.
-
אליה מוצמדים שלושה זרחנים.
-
חשבו על זה כך.
-
ואז יש 3 זרחנים צמודים אליה - הנה כך.
-
וזו היא מולקולת ATP.
-
אָדֶנוֹזין טרי-פוֹספַט.
-
טרי = 3 קבוצות של זרחן .
-
אם ניקח אָדֶנוֹזין טרי-פוֹספַט ונעשה הידרוליזה
-
של הקשרים האלה-, כלומר אם ניקח
-
אותם בנוכחות מים -
-
אז נוסיף קצת מים לכאן,
-
נניח שיש כאן H2O,
-
אז אחד מהזרחנים האלה, יתנתק.
-
בעיקרון, חלק מהמים האלה
יצטרפו אל קבוצת הזרחן הזו
-
וחלק יתחברו אל
-
הזרחן הזה, הנה כאן..
-
נראה את זה ביתר פירוט אחר כך
-
אבל קודם נראה את התמונה הכללית.
-
מה שנשאר לנו - זו קבוצת אָדֶנוֹזין שעכשיו יש בה
-
רק שני זרחנים.
-
היא נקראית אָדֶנוֹזין די-פוֹספַט או ADP.
-
קודם היה לנו תלת -זרחן, כלומר 3 זרחנים.
-
עכשיו יש לנו די-זרחן, אָדֶנוֹזין די-פוֹספַט,
-
במקום 3 יש לנו 2 זרחנים. במקום טרי - יש די.
-
כלומר יש רק שתי קבוצות זרחן.
-
ה-ATP עבר הידרוליזה,
-
ואחת מקבוצות הזרחן נותקה.
-
לכן עכשיו יש ADP וגם
-
קבוצה אחת של זרחן.
-
כאן המפתח לכל מה
-
שאנו מדברים על ATP
-
ובנוסף יש קצת אנרגיה.
-
זוהי הסיבה לכך שאנו מדברים על ATP
-
שהוא כעין מטבע של אנרגיה ביולוגית .
-
אם יש לנו ATP, ואנו בעזרת תגובה כימית
-
מפרקים את הזרחן הזה כאן,
-
זה ישחרר אנרגיה.
-
את האנרגיה הזו אפשר לנצל כדי ליצור חום
-
או להשתמש בה לצרכי מתן אנרגיה
-
לתגובות נוספות הזקוקות לה.
-
ואז אפשר יהיה לקדם את התגובות הללו.
-
אם כן, ציירנו את העיגולים האלה
-
של אדנוזין ושל זרחן.
-
בעצם זה כל מה שנחוץ לכם לדעת.
-
עכשיו כבר כל מה שראינו כאן, זה המידע הנחוץ
-
לכם כדי לחשוב איך ה-ATP פועל
-
ברוב המערכות הביולוגיות.
-
ואם תרצו ללכת בכוון ההפוך.
-
אם יש לכם אנרגיה, ואתם רוצים ליצור ATP -
-
התגובה פשוט תזרום לכוון השני של המשוואה.
-
אנרגיה + קבוצת זרחן אחת + ADP
-
תחזיר אותכם ל ATP.
-
וכך נאגרת אנרגיה.
-
בצד הזה של המשוואה - האנרגיה נאגרת.
-
ובצד הזה של המשוואה -האנרגיה מנוצלת.
-
זה בערך 95% מהמידע הנחוץ לכם
-
כדי להבין באמת את התפקיד של ATP.
-
במערכות ביולוגיות. הATP הוא מאגר אנרגיה
-
כאשר יש אנרגיה של ATP.
-
כאשר משתחררת קבוצה אחת של זרחן
-זה מייצר אנרגיה.
-
ואז אם רוצים ללכת מADP וזרחן - חזרה לATP
-
יש הכרח להשתמש באנרגיה לשם כך.
-
אז אם יש ATP -זה מקור לאנרגיה.
-
אם יש ADP ורוצים ATP - צריך להוסף אנרגיה לשם כך.
-
עד כה ציירנו עיגול מסביב לA וקראנו לו
-
אדנוזין.
-
לפעמים כדאי לדעת
-
איך המולקולה נראית באמת.
-
אז הורדנו את זה מויקיפדיה.
-
לא הראינו את זה בתחילה כי
-
זה נראה די מסובך.
-
בעוד שהרעיון ש ATP הוא מטבעות
-
של אנרגיה - נשמע די פשוט.
-
כשיש 3 זרחנים- ניתן להרחיק זרחן אחד
-
וכתוצאה מכך תשתחרר אנרגיה
-
ותוכנס למערכת.
-
אבל אם רוצים לחבר בחזרה את הזרחן
-
יש צורך לספק אנרגיה לתהליך.
-
זהו העקרון הבסיסי של ATP.
-
זהו למעשה המבנה שלו.
-
גם כאן אנו יכולים לפרק אותו
-
ולראות שזה בעצם כלל לא רע.
-
אמרנו - אדנוזין.
-
הנה שרטוט של קבוצת האדנוזין.
-
כאן יש לנו אדנוזין.
-
המולקולה המוקפת בורוד כאן - היא אדנוזין
-
אבל חלק המולקולה כאן -
-
זה אדנוזין.
-
אלה מכם שהתרכזו היטב בסרטונים הקודמים -
-
יתכן ותזהו שזה חלק של אדנוזין -
-
הוא נקרא אדנוזין, אבל החלק הזה כאן -
-
הוא אדנין.
-
זה אותו האדנין המרכיב את חומצות הגרעין
-
שבונות את שלד ה-DNA.
-
כך שחלק מהמולקולות במערכות הביולוגיות
-
משתתפות ביותר מתפקיד אחד.
-
זה אותו האדנין שדברנו עליו
-
בקשר שלו עם גואנין.
-
זאת מולקולה של פּוּרין
-
ישנן גם מולקולות של פירימידין,
-
אבל לא נכנס לזה עכשיו.
-
אבל זו אותה המולקולה.
-
זה די מעניין
-
אותה המולקולה שבונה את הDNA - היא חלק
-
שבונה את המולקולות של מטבעות האנרגיה
-
טוב, אז אדנין מרכיב חלק מהאדנוזין וחלק מהATP.
-
החלק האחר כאן הוא הריבּוֹז.
-
שאותו פגשתם כבר בסרטון על RNA:
זוהי -חומצה ריבו-נוקלאית
-
ובכן, הריבוז משתתף
-
במצב כולו.
-
אבל לא נפרט יותר מידי כאן.
-
ריבוז הוא סוכר בעל 5 פחמנים.
-
כאשר לא מציירים את המולקולה לפרטיה,
-
זה אומר שכאן ישנו פחמן.
-
אז הנה פחמן אחד כאן, פחמן שני, שלישי
-
פחמן רביעי וחמישי.
-
זה נחמד לדעת.
-
נחמד לדעת שהם שותפים בחלק
-
מהמולקולה של DNA.
-
אלה אבני בניין מוכרות
-
שאנו פוגשים שוב ושוב.
-
בכל זאת נדגיש, שהידע הזה, או שינונו
-
לא יאפשר לכם להבין את הפשטות שבה הATP
-
הוא המנוע שמניע
-
את התגובות הביולוגיות.
-
וכאן מצויירות 3 קבוצות של הזרחן.
-
זהו המבנה המולקולארי שלהן.
-
"מבנה לוּאיס" שלהן ,כאן.
-
זו קבוצת זרחן אחת,
-
זו השניה
-
וזו השלילשית
-
בדיוק כך.
-
נשאלת השאלה : OK, אפשר לקבל זאת
-
כנתון, שאם אחד מהזרחנים האלה
-
יורחק, או שהקשרים איתו יעברו הידרוליזה
-
איכשהו זה יצור אנרגיה.
-
ואז אפשר להמשיך ולענות
-
על שאלות נוספות.
-
אבל - בעצם למה זה משחרר אנרגיה???
-
מה יש בקשר הזה שמשחרר אנרגיה?
-
זכרו, שכל הקשרים הם אלקטרונים
-
שאטומים שונים חולקים ביניהם.
-
הדרך הטובה לחשוב על זה הנה היא כאן.
-
-
האלקטרונים שאותם חולקים מסביב לקשר הזה
-
או האלקטרון הזה שאותו חולקים מעבר לקשר הזה
-
הוא בא מהזרחן.
-
לא נצייר את הטבלא המחזורית כאן עכשיו.
-
אבל אתם יודעים שלזרחן יש
5 אלקטרונים שהוא יכול לחלוק.
-
האלקטרונגטיביות של הזרחן -
פחותה מזו של החמצן,
-
לכן החמצן יכול לסחוב את האלקטרון.
-
אבל האלקטרון הזה נמצא במצב מאוד לא נוח.
-
לאי נוחות הזו יש שתי סיבות:
-
הוא נמצא במצב של אנרגיה מאוד גבוהה.
-
יש חמצן עם מטען שלילי כאן.
-
לכן הם "רוצים" להתרחק אחד מהשני.
-
לכן האלקטרונים בקשר הזה אינם יכולים
-
להתקרב אל הגרעין.
-
הם יעברו למין מצב של אנרגיה נמוכה.
-
האמור כאן הוא יותר אנלוגיה מאשר המציאות.
-
כולנו יודעים שהאלקטרון יכול להיות מאוד מורכב.
-
וכי יש עולם שלם של מכניקת קואנטום.
-
אבל זו דרך טובה לחשוב על כך:
-
שהמולקולות האלה שואפות להתרחק זו מזו.
-
אבל ישנם הקשרים הללו, לכן האלקטרון הזה,
-
-
נמצא במצב של אנרגיה גבוהה.
-
הוא רחוק יותר מהרצוי לו,
-
מהגרעינים של שני האטומים האלה.
-
וכאשר מרחיקים את הזרחן הזה
-
פתאום האלקטרון הזה יכול להכנס
-
למצב של אנרגיה נמוכה.
-
וזה מייצר אנרגיה.
-
לכן האנרגיה הזו כאן, באופן תמידי,
-
בעצם בכל תגובה כימית
שאומרים שהיא מייצרת אנרגיה,
-
זה תמיד נגרם על ידי אלקטרון
שיורד למצב אנרגיה נמוך יותר..
-
זהו כל העניין.
-
בסרטונים הבאים, כשנדון בנשימה תאית
-
ובגליקוליזיס וכו..., בכל פעם שאנו
-
רואים אנרגיה - זה באמת נגרם מאלקטרון
-
שעובר ממצב בלתי נוח למצב יותר נוח.
-
ובתהליך הזה נוצרת אנרגיה.
-
אם אנו במישור, או שאנו קופצים אל מחוץ למישור,
-
יש לנו הרבה אנרגיה פוטנציאלית כאשר
-
אנו קופצים אל מחוץ למישור.
-
ניתן לראות את זה כמו מצב בלתי נוח.
-
מאידך, אם אנו יושבים בכורסא וצופים בTV
-
יש לנו הרבה פחות אנרגיה פוטנציאלית, וזה
-
מצב הרבה יותר נוח.
-
אנו יכולים לייצר הרבה אנרגיה
-
אם ניפול אל הכורסא.
-
טוב, אנו לא יודעים
-
האנלוגיות שלנו תמיד מתפקששות מתי שהוא.
-
לבסוף היינו רוצים להראות לכם איך בדיוק
-
התגובות האלו קורות.
-
עד כה, יכולתם לכבות את הסרטון הזה,
-
והייתם יכולים להסתדר עם ה-ATP
-
כפי שמשתמשים בו ב95% משעורי הביולוגיה.
-
אבל היינו רוצים שתבינו איך
-
התגובות האלה באמת קורות.
-
לשם כך, נעתיק ונדביק
-
חלקים מהדיאגמות האלו.
-
כבר אמרנו שהחבר הזה כאן
-
יסולק מהATP.
-
זו קבוצת הזרחן שנפרדת.
-
ואז יש את יתרת המולקולה.
-
שהיא ה-ADP שנותר.
-
אז זהו ה-ADP.
-
לא צריך להעתיק ולהדביק את כל החומר הזה.
-
אתם פשוט תסכימו שזוהי קבוצת האדנוזין.
-
הנה כך.
-
כבר אמרנו שהדבר הזה עובר הידרוליזה.
-
והוא נחתך, ומייצר אנרגיה.
-
מה שנעשה עכשיו הוא
-
שנראה את המכניזם לכך.
-
ציור של המכניזם שמראה איך
-
זה עובד באמת.
-
אמרנו שכל זה קורה בנוכחות מים.
-
אז נצייר קצת מים כאן.
-
יש לנו חמצן ומימן.
-
ויש לנו עוד מימן.
-
הנה מולקולת מים.
-
הידרוליזה היא תגובה שבה אפשר לומר, היי!
-
החבר הזה כאן, הוא רוצה להתחבר עם משהו
-
או שהוא רוצה לשתף אלקטרון עם מישהו.
-
אז אולי המימן שכאן ירד הנה וישתף
-
את האלקטרון שלו עם החמצן שכאן.
-
ואז הזרחן הזה, יש לו אלקטרון נוסף
-
שצריך גם כן לשתף.
-
זכרו, הוא חמש -ערכי והוא צריך
-
לשתף את האלקטרונים עם החמצן.
-
יש לו אחד, שניים, שלושה
ארבעה שכבר משותפים.
-
ובכן אם המימן הזה ילך אל החבר הזה,
-
אז ישאר רק הOH הכחול הזה.
-
החבר הזה יכול לשתף את אחד
-
מהאלקטרונים הנוספים של הזרחן
-
וכך מקבלים את OH כמו כאן.
-
זהו בעצם התהליך שקורה.
-
וזה כמובן יכול ללכת גם בכוון ההפוך.
-
אפשר היה לחתוך כאן.
-
או אפשר היה לחתוך את הכל כאן.
-
ואז החבר הזה היה שומר על החמצן,
-
והמימן היה הולך אליו.
-
ואז החבר הזה היה לוקח את ה-OH.
-
זה יכול לקרות בשתי הדרכים.
-
וכל סדר שהוא יהיה נכון.
-
עכשיו יש דבר נוסף שברצוננו להראות.
-
זה קצת יותר מורכב.
-
בתחילה פקפקנו אם להראות את זה בכלל.
-
הסיבה שיש כאן אנרגיה יותר נמוכה היא
-
שכאשר הם נפרדים,-- בעצם נכתוב את זה
-
יותר למטה-- זה כי אמרנו היי, האלקטרון הזה
-
מבסוט יותר כאשר-- נניח שהאלקטרון הזה היה חלק
-
מהזרחן הזה - והוא עכשיו מבסוט יותר.
-
הוא במצב אנרגיה יותר נמוך,
-
כי הוא אינו נמתח.
-
הוא לא צריך להיות בין החבר הזה והחבר הזה.
-
כי המולקולה הזו, והמולקולה הזו- רוצות להפרד
-
מפני שיש להן מטען שלילי.
-
זו סיבה חלקית
-
הסיבה הנוספת היא, ונדבר עליה יותר
-
כשנלמד כימיה אורגנית,
-
שיש לזה יותר תהודה.
-
יותר תהודה מבנית או תהודה של קוֹנְפִיגוּרַצְיָה.
-
כלומר, האלקטרונים האלה, האלקטרונים
-
הנוספים האלה כאן,יכולים לנוע בין
-
האטומים השונים.דבר זה
גורם להם להיות יותר יציבים.
-
אז אם תדמיינו שהחמצן הזה
-
הוא בעל אלקטרון נוסף.
-
האלקטרון הנוסף הזה, יכול לרדת הנה
-
ואז ליצור קשר כפול עם הזרחן.
-
אז האלקטרון הזה כאן יכול לקפוץ
-
למעלה אל החמצן הזה.
-
וזה יכול לקרות בצד הזה וגם בצד הזה.
-
לא ניכנס לפרטים, אבל זו סיבה נוספת
-
מדוע המצב הזה יותר יציב.
-
אם למדתם כימיה אורגנית,
-
אתם מסוגלים להעריך את זה.
-
לא נעסוק כאן בפרטים אלו.
-
הלקח הכי חשוב זה לזכור שכאשר מה-ATP
-
יורדת מולקולה של זרחן - זה מייצר
-
אנרגיה שמסוגלת לתמוך בתפקודים ביולוגים,
-
כמו גדילה, תנועה, הזזת שרירים, כווץ שרירים
-
פולסים חשמליים,
-
בעצבים ובמוח.
-
זוהי הסוללה העיקרית או מטבעות האנרגיה
-
של המערכות הביולוגיות. זה הדבר העיקרי
-
Not Synced
שאתם צריכים לזכור בקשר לATP.