A A A

Akumulator i transformator

Pierwszą cechą, która rzuca się w oczy podczas obserwacji wzoru cząsteczki ATP, jest jej złożony charakter w porównaniu z prostą czynnością, jaką spełnia w komórce. Przyroda nie produkuje skomplikowanych tworów, jeśli nie są jej potrzebne.. Tymczasem w cząsteczce ATP wykorzystane jest jedynie jej bogate energetycznie wiązanie pomiędzy ostatnią a przedostatnią resztą kwasu fosforowego P-O-P. Wiązanie takie może przecież występować w znacznie prostszej cząsteczce. Zastanówmy się jednak nad budową cząsteczki ATP nieco głębiej. Jak widzimy na przedstawionym poniżej wzorze, ma ona dwa bieguny — fosforowy oraz purynowy. Biegun fosforowy to zapas energii chemicznej, a więc energii potencjalnej w komórce. Strzałkami zaznaczono atomy węgla, przy których może zachodzić zagięcie się łańcucha cząsteczki. W wyniku takiego „zagięcia" cząsteczki ATP w obecności jonów magnezu kształt cząsteczki ATP może być taki, że istnieje ścisłe sąsiedztwo grup fosforanowych i atomów azotu adeniny poprzez jon magnezu znajdujący się między nimi energii „ruchomej". „Rozciągnięta" postać wzoru ATP nie jest rzeczywistym odbiciem budowy tej cząsteczki. W miejscach zaznaczonych strzałkami cząsteczka ta może ulegać zagięciu, w wyniku czego przybiera postać taką, jak przedstawia wzór B. Jak dostrzegamy, dzięki takiemu zagięciu istnieje bezpośrednie sąsiedztwo pomiędzy obu biegunami cząsteczki ATP. Dokładna analiza przestrzenna wykazała, że pomiędzy atomami tlenu (cząsteczka jest przedstawiona w formie zdys-cjowanej, z O- zamiast grupy OH przy resztach kwasu fosforowego) a atomami azotu w purynie istnieje przestrzeń, do której doskonale „pasują" jony metali dwuwartościowych, takich jak magnez czy wapń. Z drugiej zaś strony wiemy, że jony te są niezbędne do spełniania przez cząsteczkę ATP jej czynności w komórce. Prawdopodobnie więc cząsteczka ATP tworzy kompleks wraz z jonami tych metali, którego obraz przedstawia rysunek B. Jony te spełniać mogą w cząsteczce rolę łącznika pomiędzy obu jej biegunami, będąc pomostem pomiędzy elektronami atomów tlenu grupy fosforowej i atomów azotu puryny. W tym ujęciu cząsteczka ATP spełniałaby w komórce funkcję nie tylko akumulatora energii, lecz również i jej transformatora. Mając jeden biegun (reszty kwasu fosforowego) będący magazynem energii chemicznej, a więc potencjalnej dla komórki, drugi zaś (puryna) mogący być źródłem energii „ruchomej", jest w stanie oba rodzaje energii transformować podczas procesu fotosyntezy; energię z pobranych przez chlorofil kwantów energii świetlnej, a więc energię jeszcze „ruchomą", cząsteczka ATP jest w stanie pobierać swoim biegunem purynowym i zamienić ją w wiązanie fosforanowe na biegunie przeciwległym. Odwrotnie dzieje się podczas skurczu mięśnia...