Lärandemål
I slutet av det här avsnittet kommer du att kunna:
- Gemenskapligt jämföra energiproducerande processer i olika typer av celler.
Alla levande organismer behöver energi för att utföra sina livsprocesser. Energi är, som du lärde dig tidigare i kapitlet om enzymer, förmågan att utföra arbete eller skapa någon form av förändring. Du känner till eller har lärt dig om många processer som kan kräva energi:
- Rörelse
- Reproduktion
- Hållande av homeostas under många olika förhållanden
- Förvärva och smälta föda
- Produktion av proteiner
På samma sätt som levande varelser ständigt måste konsumera föda för att fylla på sina energitillgångar måste cellerna ständigt producera mer energi för att fylla på den som förbrukas av de många energikrävande kemiska reaktioner som ständigt äger rum. Tillsammans kallas alla kemiska reaktioner som äger rum i cellerna, inklusive de som förbrukar eller genererar energi, för cellens ämnesomsättning.
En levande cell kan inte lagra betydande mängder fri energi. Fri energi är energi som inte lagras i molekyler. Överskott av fri energi skulle resultera i en ökning av värmen i cellen, vilket skulle denaturera enzymer och andra proteiner och förstöra cellen. I stället måste en cell kunna lagra energi på ett säkert sätt och frigöra den för användning endast vid behov. Levande celler gör detta med hjälp av ATP, som kan användas för att fylla cellens alla energibehov. Hur? Det fungerar som ett uppladdningsbart batteri.
När ATP bryts ner frigörs energi. Denna energi används av cellen för att utföra arbete. Till exempel i det mekaniska arbetet vid muskelkontraktion levererar ATP energi för att förflytta de kontraktila muskelproteinerna.
ATP är en molekyl som ser komplicerad ut, men för våra syften kan man se den som ett uppladdningsbart batteri. ATP, den fullt laddade formen av vårt batteri, består av tre fosfater (TP-delen av ATP betyder ”trifosfat”) som är knutna till ett socker och ett adenin (A-delen av ATP) (figur 1). När den sista fosfaten bryts av från ATP frigörs energi. Resultatet är en enda fosfat och en molekyl som kallas ADP (”D” står för ”di” som betyder två).
Det krävs en stor mängd energi för att ladda om en molekyl ADP till ATP. Denna energi lagras i bindningen mellan den andra och tredje fosfatgruppen. När denna bindning bryts frigörs energin på ett sätt som cellen kan använda den.