Care este grupul de fosfați? Caracteristici și funcții

o fosfat este o moleculă formată de un atom de fosfor atașat la patru oxigen. Formula sa chimică este PO43-. Acest grup de atomi se numește grupul fosfat atunci când este legat de o moleculă care conține carbon (orice moleculă biologică).

Toate ființele vii sunt fabricate din carbon. Grupul fosfat este prezent în materialul genetic în moleculele energetice importante pentru metabolismul celular, care fac parte din membranele biologice și din unele ecosisteme de apă dulce.

Este evident că grupul fosfat este prezent în multe structuri importante de organisme.

Electronii împărțiți între cei patru atomi de oxigen și atomul de carbon pot stoca o mulțime de energie; Această abilitate este vitală pentru unele dintre rolurile dvs. din celulă.

Cele 6 funcții principale ale grupului fosfat

1- În acizi nucleici

ADN-ul și ARN-ul, materialul genetic al tuturor lucrurilor vii, sunt acizi nucleici. Acestea sunt formate din nucleotide, care la rândul lor sunt formate de o bază de azot, un zahăr de 5 atomi de carbon și o grupare fosfat.

Zahărul cu 5 atomi de carbon și grupul fosfat al fiecărei nucleotide se unesc pentru a forma coloana vertebrală a acizilor nucleici.

Când nucleotidele nu sunt atașați la alte molecule pentru a forma ADN-ului sau ARN-ului se leaga la doua grupuri de fosfat care rezultă molecule cum ar fi ATP (adenozin trifosfat) sau GTP (guanozin trifosfat).

2- Ca depozit de energie

ATP este molecula principală care furnizează energie celulelor astfel încât acestea să își poată îndeplini funcțiile vitale.

De exemplu, atunci când mușchii sunt contractați, proteinele musculare utilizează ATP pentru a face acest lucru.

Această moleculă este formată dintr-o adenozină legată de trei grupări fosfat. Legăturile formate între aceste grupuri sunt de mare energie.

Acest lucru înseamnă că, prin ruperea acestor legături, se eliberează o cantitate mare de energie care poate fi folosită pentru a efectua lucrări în celulă.

Eliminarea unei grupări fosfat pentru eliberarea energiei se numește hidroliză ATP. Rezultatul este un fosfat liber plus o moleculă ADP (adenozin difosfat, deoarece are doar două grupuri de fosfat).

Grupurile de fosfat sunt de asemenea disponibile de la alte molecule de energie care sunt mai puțin frecvente decât ATP, ca guanozin trifosfat (GTP), trifosfat citidina (CTP) și trifosfat uridină (UTP).

3- În activarea proteinelor

Grupările fosfatice sunt importante în activarea proteinelor, astfel încât acestea să poată îndeplini anumite funcții în celule.

Proteinele sunt activate printr-un proces numit fosforilare, care este pur și simplu adăugarea unei grupări fosfat.

Atunci când o grupare fosfat a fost legată de o proteină, se spune că proteina a fost fosforilată.

Aceasta înseamnă că a fost activat pentru a efectua o anumită activitate, cum ar fi transmiterea unui mesaj către o altă proteină din celulă.

Proteina fosforilarea apare în toate formele de viață și proteinele care adaugă aceste grupări fosfat la celelalte proteine ​​se numesc kinaze.

Este interesant de menționat că, uneori, activitatea unei kinaze este de a fosforila o altă kinază. Dimpotrivă, defosforilarea este eliminarea unei grupări fosfat.

4- În membranele celulare

Grupurile fosfatice se pot lega de lipide pentru a forma un alt tip de biomolecule foarte importante numite fosfolipide.

Importanța sa constă în faptul că fosfolipidele sunt componenta principală a membranelor celulare și acestea sunt structuri esențiale pentru viață.

Multe molecule de fosfolipide sunt aranjate în rânduri pentru a forma ceea ce se numește o bistrat de fosfolipide; care este un strat dublu de fosfolipide.

Această bistratificată este componenta principală a membranelor biologice, cum ar fi membrana celulară și plicul nuclear care înconjoară nucleul.

5- Ca regulator de pH

Ființele vii au nevoie de condiții neutre pentru viață, deoarece majoritatea activităților biologice pot apărea numai la un pH specific apropiat de neutralitate; adică nu este nici acid, nici foarte fundamental.

Grupul fosfat este un tampon important în celule.

6- În ecosisteme

În mediile de apă dulce, fosforul este un nutrient care limitează creșterea plantelor și a animalelor.

Creșterea cantității de molecule care conțin fosfor (cum ar fi grupările fosfat) poate promova creșterea planctonului și a plantelor.

Această creștere a creșterii plantelor se traduce în mai multe alimente pentru alte organisme, cum ar fi zooplanctonul și peștii. Astfel, lanțul alimentar continuă până ajunge la oameni.

O crestere a fosfatilor va creste initial numarul planctonului si a pestelui, dar o crestere prea mare va limita si alti nutrienti care sunt de asemenea importanti pentru supravietuire, cum ar fi oxigenul.

Această epuizare a oxigenului se numește eutrofizare și poate ucide animalele acvatice.

Fosfații pot crește datorită activităților umane, cum ar fi tratarea apelor reziduale, evacuarea industrială și utilizarea îngrășămintelor în agricultură.

referințe

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K.& Walter, P. (2014). Biologie moleculară a celulei (Ediția a șasea). Garland Science.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biochimie (Ediția a 8-a). W. H. Freeman și Compania.
3. Hudson, J.J., Taylor, W.D., & Schindler, D.W. (2000). Concentrațiile de fosfați din lacuri. natură, 406(6791), 54-56.
4. Karl, D. M. (2000). Ecologie acvatică Fosfor, personalul vieții. natură, 406(6791), 31-33.
5. Karp, G. (2009). Biologie celulară și moleculară: concepte și experimente (Ediția a șasea). Wiley.
6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Biologie celulară moleculară (Ediția a 8-a). W. H. Freeman și Compania.
7. Nelson, D. și Cox, M. (2017). Principiile de biochimie Lehninger (Ediția a șaptea). W. H. Freeman.
8. Voet, D., Voet, J. și Pratt, C. (2016). Bazele biochimiei: Viața la nivel molecular (Ediția a 5-a). Wiley.
9. Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, Y. G. (2014). Dinamica redoxului arsenic mediată de cyanobacterii este reglementată de fosfat în mediile acvatice. Știința și tehnologia mediului, 48(2), 994-1000.