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जीवविज्ञान · शब्दावली

ATP, युग्मन क्या है?

अन्य नाम: ATP · फ़ॉस्फ़ोऐनहाइड्राइड बंध · ऊर्जा मुद्रा · ऊर्जा युग्मन

परिभाषा 8.16 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · अध्याय 8 — जल और छोटे जैव-अणु

ATP (एडेनोसिन ट्राइफ़ॉस्फ़ेट) एक न्यूक्लियोटाइड है (अध्याय 11) जो एक पंक्ति में तीन फ़ॉस्फ़ेट धारण करता है; बाहर के दोनों बंध फ़ॉस्फ़ोऐनहाइड्राइड बंध हैं जिनके जल-अपघटन, ATP+H2OADP+Pi\mathrm{ATP} + \mathrm{H_2O} \to \mathrm{ADP} + \mathrm{P_i}, का ΔG=30.5kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = -30.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol} है और किसी कोशिका की सांद्रताओं पर ΔG50kJ/mol\Delta G \approx -50\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}। ATP कोशिका की ऊर्जा मुद्रा है: अपचय उसे बनाता है (अध्याय 15), और जैवसंश्लेषण, अभिगमन तथा गति उसे ख़र्च करते हैं। किसी चढ़ाई वाली अभिक्रिया को चलाया जाता है, उसे किसी साझा मध्यवर्ती के माध्यम से ATP के जल-अपघटन से युग्मित करके, ताकि दोनों के ΔG\Delta G का योग ऋणात्मक हो।

उदाहरण

उदाहरण 8.17 (ATP का जल-अपघटन इतना कुछ क्यों छोड़ता है)

तीन कारण: ATP के फ़ॉस्फ़ेटों के चारों ऋण आवेश एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं और कटने से उन्हें राहत मिल जाती है; उत्पाद ADP\mathrm{ADP} और Pi\mathrm{P_i} अनुनाद तथा जलयोजन से ऐनहाइड्राइड की तुलना में बेहतर स्थायी होते हैं; और कोशिका ATP को ADP तथा फ़ॉस्फ़ेट के साथ उसके साम्य से एक हज़ार गुना ऊपर रखती है। अंतिम पद सबसे बड़ा है: ATP 5mmol/L5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} पर, ADP 1mmol/L1\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} पर, Pi\mathrm{P_i} 10mmol/L10\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} पर, ΔG=30.5+2.58ln103×1025×103=30.516=46.5kJ/mol\Delta G = -30.5 + 2.58\ln\frac{10^{-3}\times 10^{-2}}{5\times 10^{-3}} = -30.5 - 16 = -46.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}

उदाहरण 8.18 (युग्मन)

ग्लूकोज़ + Pi+\ \mathrm{P_i} \to ग्लूकोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट + H2O+\ \mathrm{H_2O} का ΔG=+13.8kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = +13.8\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol} है: साम्य पर लगभग कोई ग्लूकोज़ फ़ॉस्फ़ोरिलित नहीं होता। इसके बजाय हेक्सोकाइनेज़ फ़ॉस्फ़ेट सीधे ATP से हस्तांतरित करता है: ग्लूकोज़ ++ ATP \to ग्लूकोज़-6-फ़ॉस्फ़ेट ++ ADP, ΔG=13.830.5=16.7kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = 13.8 - 30.5 = -16.7\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}, साम्य स्थिरांक 800800, और अभिक्रिया लगभग पूरी। फ़ॉस्फ़ेट कभी मुक्त नहीं दिखता: दोनों अभिक्रियाएँ एक ही हैं।

उदाहरण 8.14 (कोशिका की सूची)

किसी जीवाणु के शुष्क द्रव्यमान में प्रोटीन 55%55\,\% हैं, RNA 20%20\,\%, DNA 3%3\,\%, लिपिड 9%9\,\%, बहुशर्कराएँ 5%5\,\%, और बाक़ी छोटे अणु तथा आयन। अणुओं की संख्या के हिसाब से चित्र उल्टा हो जाता है: नैनोमोलर से लेकर एक मोल प्रति लीटर के दसवें भाग तक की सांद्रताओं पर एक हज़ार प्रकार के छोटे उपापचयज और आयन उन अधिकांश अणुओं को बनाते हैं जो जल नहीं हैं। पोटैशियम 150mmol/L150\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} पर है, ग्लूटामेट 100mmol/L100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, ATP 5mmol/L5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, और कोई अनुलेखन कारक प्रति कोशिका कुछ ही अणुओं पर।

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