Какво представлява фосфатната група? Характеристики и функции



а фосфатна група "Алкил" е молекула, образувана от фосфорен атом, свързан с четири кислородни атома. Неговата химична формула е PO43-. Тази група от атоми се нарича фосфатна група, когато е прикрепена към молекула, която съдържа въглерод (всяка биологична молекула).

Всички живи същества са направени от въглерод. Фосфатната група присъства в генетичния материал в енергийните молекули, важни за клетъчния метаболизъм, които са част от биологичните мембрани и на някои сладководни екосистеми..

Очевидно е, че фосфатната група присъства в много важни структури на организмите.

Електроните, разделени между четирите кислородни атоми и въглеродния атом, могат да съхранят много енергия; тази способност е жизненоважна за някои от вашите роли в клетката.

6-те основни функции на фосфатната група

1 - В нуклеинови киселини

ДНК и РНК, генетичният материал на всички живи същества, са нуклеинови киселини. Те се образуват от нуклеотиди, които от своя страна се образуват от азотна основа, захар от 5 въглеродни атома и фосфатна група.

Захарта от 5 въглерода и фосфатната група на всеки нуклеотид се свързват, за да образуват гръбнака на нуклеиновите киселини.

Когато нуклеотидите не са свързани с други, за да образуват ДНК или РНК молекули, те се свързват с две други фосфатни групи, водещи до молекули като АТФ (аденозин трифосфат) или GTP (гуанозин трифосфат).

2 - Като енергиен склад

АТФ е основната молекула, която доставя енергия на клетките, така че те могат да изпълняват своите жизнени функции.

Например, когато мускулите се свиват, мускулните протеини използват АТФ, за да го направят.

Тази молекула се образува от аденозин, свързан с три фосфатни групи. Връзките, образувани между тези групи, са високоенергийни.

Това означава, че чрез прекъсване на тези връзки се отделя голямо количество енергия, която може да се използва за извършване на работа в клетката.

Премахването на фосфатна група за освобождаване на енергия се нарича АТР хидролиза. Резултатът е свободен фосфат плюс ADP молекула (аденозин дифосфат, защото има само две фосфатни групи).

Фосфатните групи се намират и в други енергийни молекули, които са по-рядко срещани от АТФ, като гуанозин трифосфат (GTP), цитидин трифосфат (CTP) и уридин трифосфат (UTP)..

3 - В активирането на протеини

Фосфатните групи са важни за активирането на протеини, така че те могат да изпълняват определени функции в клетките.

Протеините се активират чрез процес, наречен фосфорилиране, който е просто добавяне на фосфатна група.

Когато фосфатна група е свързана с протеин, се казва, че протеинът е фосфорилиран.

Това означава, че е било активирано, за да може да изпълни конкретна работа, като например пренасяне на съобщение към друг протеин в клетката.

Протеиновото фосфорилиране се среща във всички форми на живот и протеините, които добавят тези фосфатни групи към другите протеини, се наричат ​​кинази.

Интересно е да се спомене, че понякога работата на киназата е да фосфорилира друга киназа. Обратно, дефосфорилирането е отстраняването на фосфатна група.

4- В клетъчните мембрани

Фосфатните групи могат да се свързват с липидите, за да образуват друг вид много важни биомолекули, наречени фосфолипиди.

Неговото значение се крие във факта, че фосфолипидите са основният компонент на клетъчните мембрани и това са съществени структури за живота.

Много фосфолипидни молекули са подредени в редове, за да образуват това, което се нарича двуслой на фосфолипиди; това е двуслоен фосфолипид.

Този двуслой е основният компонент на биологичните мембрани, като клетъчната мембрана и ядрената обвивка, която обгражда ядрото.

5- Като регулатор на рН

Живите същества се нуждаят от неутрални условия за живот, тъй като повечето биологични дейности могат да се появят само при специфично рН, близко до неутралност; тоест, нито много кисели, нито много основни.

Фосфатната група е важен буфер на рН в клетките.

6- В екосистемите

В сладководна среда фосфорът е хранително вещество, което ограничава растежа на растенията и животните.

Увеличаването на количеството на съдържащите фосфор молекули (като фосфатни групи) може да стимулира растежа на планктон и растения.

Това увеличение на растежа на растенията се превръща в повече храна за други организми, като зоопланктон и риба. По този начин хранителната верига продължава, докато достигне до хората.

Увеличаването на фосфатите първоначално ще увеличи броя на планктона и рибата, но твърде голямото увеличение ще ограничи други хранителни вещества, които също са важни за оцеляването, като например кислород..

Това изчерпване на кислорода се нарича еутрофикация и може да убива водните животни.

Фосфатите могат да се увеличат поради човешки дейности, като пречистване на отпадъчни води, изхвърляне в промишлеността и използване на торове в селското стопанство.

препратки

  1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Молекулярна биология на клетката (6-то изд.). Garland Science.
  2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). биохимия (8-мо изд.). W. H. Freeman and Company.
  3. Hudson, J.J., Taylor, W.D., & Schindler, D.W. (2000). Концентрации на фосфати в езерата. природа, 406(6791), 54-56.
  4. Karl, D. М. (2000). Водна екология Фосфорът, персоналът на живота. природа, 406(6791), 31-33.
  5. Карп, Г. (2009). Клетъчна и молекулярна биология: концепции и експерименти (6-то изд.). Wiley.
  6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Молекулярна клетъчна биология (8-мо изд.). W. H. Freeman and Company.
  7. Нелсън, Д. и Кокс, М. (2017). Принципи на биохимията на Ленингер (7-мо изд.). У. Х. Фрийман.
  8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Основи на биохимията: Живот на молекулярно ниво (5-то изд.). Wiley.
  9. Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, Y.G. (2014). Кианобактериално-медиираната динамика на арсеновия редокс се регулира от фосфатите във водни среди. Наука и технологии в областта на околната среда, 48(2), 994-1000.