عملة الطاقة ATP – خصائص الأدينوسين ثلاثي الفوسفات

عملة الطاقة ATP 

الأدينوسين هو نوع من النواقل التجاري في الجسم، وهو يلعب دورًا هامًا في تنفيذ عمليات جديدة. تحتوي على الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) هي إحدى المركبات التي تحتوي على الأدينوسين. وهي تعد جاهزة للاستخدام في توليد الطاقة في الخلايا.

يلقب الأدونيسين ثلاثي الفوسفات بعملة الطاقة لدى الخلية. نظراً لكونه الوسيط بين إنتاج أو استخدام الطاقة ومختلف مصادر الطاقة أو أوجه صرفها.

ما هو الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP).

هو مادة كيميائية موجودة في الجسم مؤلفة من القاعدة النيتروجينية الأدينين وسكر الريبوز وثلاث مجموعات فوسفات يربط بينها جزيئات أكسجين. والروابط بين هذه المجموعات تعتبر مصدر الطاقة في جزيء (ATP) بسبب الشحنات الكهربائية المتنافرة بين مجموعات الفوسفات. وتعتبر وقود الخلايا وخاصة الخلية العضلية (فضل، 1999، ص328).

أي أنه جزيء مهم وضروري للخلايا في عملياتها الحيوية التي تهدف لإنتاج واستخدام الطاقة بصورة كافية في كل الأوقات (Douglas, Choi, & Clark ،2018 ،p5 ).

أهمية ATP الأدينوسين ثلاثي الفوسفات.

الأدينوسين ثلاثي الفوسفات له أهمية كبيرة ولا يمكن الاستغناء عنه في الخلية. فهو يدخل في جميع عمليات نقل الطاقة ويعمل كمساعد للإنزيمات المهمة مثل إنزيم الأدينوزين ثلاثي الفوسفات ديفوسفاتاز. الذي ينقل الطاقة الموجودة في رابطة الفوسفات إلى الوسط الخلوي.

 مما يوفر طاقة كافية لبدء تفاعل معين. يلعب دورا مهما في تقلص العضلات ونقل النبضات العصبية وتوليف البروتينات (حمدون،2021).

اقرأ أيضاً ما هو دور الماء والكربون في حياة الكائنات الحية؟.

الخصائص التي تميز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات وتجعله ملائماً للقيام بهذه المهمة.

من الخصائص التي تميز الأدينوسين ثلاثي الفوسفات وتجعله ملائماً للقيام بهذه المهمة نذكر:

1- تخزين الطاقة: 

يحتوي جزيء (ATP) على رابطة ثلاثية فوسفات عالية الطاقة تمثل مخزناً للطاقة، أو عملة الطاقة الأساسية لجميع الخلايا. التي تستخدم تلك الطاقة المخزنة لأداء مختلف النشاطات الحيوية (Douglas, Choi, & Clark ،2018 ،p5).

فعندما يتم فك رابطة الفوسفات الثالثة. يتم إطلاق الطاقة المخزنة ويتحول (ATP) إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP)، وهذا يسمح للخلايا بالحصول على الطاقة التي يحتاجونها.

2- قابلية النقل (ATP):

يمكن نقله بسهولة داخل الخلايا وبين الخلايا، وبالتالي يسمح بنقل الطاقة من مصادر الإنتاج (مثل التمثيل الغذائي وتصنيع البروتينات وأيض الطعام ومختلف العمليات الحيوية) إلى مصادر الاستهلاك (مثل الانقباض العضلي).

فتقوم الخلايا الحية بسحب الطاقة ومن ثم نقلها كيميائياً بصورة ثالث فوسفات الأدينوسين (ATP). الذي يقوم بمهمة حامل رئيسي للطاقة الكيميائية في جميع الكائنات الحية.

بالإضافة لقدرة ال (ATP) على نقل طاقته لجزيئات حيوية محددة، وحينئذ تنفصل مجموعته الفوسفاتية الطرفية. فيصبح هذا الجزيء الغني بالطاقة بصورة مركب مضمحل للطاقة وهو ثاني فوسفات الأدينوسين (ADP). والذي يمكنه أن يحصل على مجموعة فوسفاتية جديدة ليشكل (ATP) مرة أخرى في تلك الخلايا التي تقوم بعملية التركيب الضوئي. أو عبر الطاقة الكيمياوية في الخلايا الحيوانية (التميمي، 2019، ص31).

اقرأ أيضاً كيف تحول النباتات أشعة الشمس إلى طاقة مخزنة في صورة سكريات؟.

3- قدرة التحلل والتجديد من خلال دورة أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP): 

حيث ينكسر جزيء (ATP) بتفاعل الانحلال المائي، ويتحلل بسرعة وسهولة إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP)، بالإضافة لمجموعة فوسفات حرة وحرارة (حمارشة وآخرون، 2019، ص6).

وهذا التفاعل ينشر طاقة يمكن استغلالها في تشغيل أنشطة الخلية المختلفة كتفاعلات البناء. وبعد التحلل، يمكن إعادة تجديد (ATP) من خلال عملية التنفيذ العكسي لإعادة إضافة مجموعة فوسفات إلى أدينوسين ثنائي الفوسفات (ADP) (Douglas, Choi, & Clark ،2018 ،p5 ).

وهذا التفاعل يحتاج لإمداده بالطاقة الناتجة أثناء عملية التنفس الخلوي. والتي تتم عن طريق تفاعلات الهدم لجزيئات الجلوكوز(Elkahlout، 2009).

ففي عملية التنفس الخلوي يمكن لجزيء واحد من الجلوكوز أن يصدر (38) جزيء من (ATP) مع القليل من الطاقة الحرارية. وعملية تحول الجلوكوز هذه تتم عبر ثلاث مراحل هي تحلل الغلوكوز. ودورة كريبس، وسلسلة نقل الالكترون (عزت، 2021).

4- دوره في العمل الحيوي: 

(ATP) يعتبر المصدر الرئيسي للطاقة في الخلايا ويستخدم في العديد من العمليات الحيوية مثل التنفسية الخلوية والتمثيل الغذائي والتقلص العضلي. حيث يساهم ثلاثي أدينوسين الفوسفات (ATP) في حدوث الانقباض العضلي. عبر استغلال العضلات خلال أداء عملها للطاقة الكيميائية. التي يتم تخزينها في جزيئات قد تتحول إلى طاقة حركية داخل الخلية العضلية.

كما أن الجزيئات الكيميائية التي تستخدمها الخلايا العضلية تدعى ثلاثي فوسفات الأدينوسين (ATP) المكون من ثلاثة مجاميع فوسفاتية. وعند انفصال جزيء واحد بواسطة أنزيم معين في الخلية تتحول إلى ثنائي فوسفات (ADP) وفوسفات وطاقة حرارية تقدر ب (7,6 سعرة / مول ATP). (كماش، 2019، ص 15).

كما أن لجزيئات ال(ATP) دوراً مهماً للمساعدة في تدريبات التحكم بالتنفس وتدريب العضلات التنفسية وزيادة الأنزيمات المساعدة على إنتاج (ATP) عن طريق نظام خاص هو حامض اللاكتيك (سعدي، 2022، ص263).

بشكل عام، يتميز ATP بخصائصه التي تجعله ملائماً للقيام بدور الوسيط بين إنتاج واستخدام الطاقة في الكائنات الحية.

المراجع.

1. التميمي، علي عبد الله. (2019). مبادئ الكيمياء الحياتية التركيبية. ملف pdf. مكتبة المنهل. متاح على الرابط https://platform.almanhal.com/Details/Book/5817.
2. حمارشة، عمر وشقير، عائشة وإبراهيم، رياض ودعيج، إبراهيم والأسطل، مرام. (2020). العلوم الحياتية العلمي والزراعي. وزارة التربية والتعليم. ط3. فلسطين: مركز المناهج.
3. حمدون،ليلى.(2021).الادينوسين ثلاثي الفوسفات. موقع انا أصدق العلم .تم الاسترجاع من الرابط https://www.ibelieveinsci.com/%d8%a7%d9%84%d8%a3%d8%af%d9%8a%d9%86%d9%88%d8%b3%d9%8a%d9%86-%d8%ab%d9%84%d8%a7%d8%ab%d9%8a-%d8%a7%d9%84%d9%81%d9%88%d8%b3%d9%81%d8%a7%d8%aa/
4. سعدي، وفاء عصام كامل وجمعة، أشرف محمد وإبراهيم، أحمد سليمان. (2022). تأثير تدريبات التحكم في التنفس داخل وخارج الماء على بعض المتغيرات البدنية والفيسيولوجية والمستوى الرقمي لسباحي المسافات المتوسطة. العدد (45). المنصورة. مصر: مجلة كلية التربية الرياضية.
5. عزت، هدير. (2021). أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) والتنفس الخليوي. أخبار تن. متاح على الرابط https://web.akhbarten.com/e-433480-6.
6. فضل، عايد. (1999). الطب الرياضي والفسيولوجي – قضايا ومشكلات معاصرة. إربد، الأردن: دار الكندي للنشر.
7. كماش، يوسف لازم وأبو خيط، صالح بشير. (2019). علم وظائف الأعضاء في المجال الرياضي. ملف PDF. مكتبة المنهل. متاح على الرابط https://platform.almanhal.com/Details/Book/1160.
8. Douglas, M., Choi, J., & Clark, M. A. (2018). Biology 2e. Retrieved, from https://openstax.org/books/biology-2e.
9. Kamal. A. Elkahlout, M.Sc. (2009). Biotechnology,(PDF). from https://2u.pw/7wTVP7R.