Vad är fosfatgruppen? Egenskaper och funktioner

en fosfatgrupp är en molekyl bildad av en fosforatom bunden till fyra syreatomer. Dess kemiska formel är PO43-. Denna grupp av atomer kallas fosfatgruppen när den är bunden till en molekyl som innehåller kol (vilken biologisk molekyl).

Alla levande varelser är gjorda av kol. Fosfatgruppen är närvarande i det genetiska materialet i energiska molekyler som är viktiga för cellulär metabolism, som utgör en del av de biologiska membranerna och vissa sötvattenekosystem.

Det är uppenbart att fosfatgruppen är närvarande i många viktiga organismer av organismer.

De elektroner som delas mellan de fyra syreatomerna och kolatomen kan lagra mycket energi. Denna förmåga är avgörande för några av dina roller i cellen.

De 6 huvudfunktionerna i fosfatgruppen

1- I nukleinsyror

DNA och RNA, det genetiska materialet i alla levande varelser, är nukleinsyror. De bildas av nukleotider, som i sin tur bildas av en kvävebas, en socker med 5 kolatomer och en fosfatgrupp.

Sockret med 5 kolatomer och fosfatgruppen i varje nukleotid förenas för att bilda nukleinsyrans ryggrad.

När nukleotider inte är bundna till andra för att bilda DNA- eller RNA-molekyler, binder de till två andra fosfatgrupper som resulterar i molekyler såsom ATP (adenosintrifosfat) eller GTP (guanosintrifosfat).

2- Som ett energilager

ATP är den huvudsakliga molekylen som förser energi till cellerna så att de kan utföra sina vitala funktioner.

Till exempel, när musklerna är kontraherade, använder muskelproteiner ATP för att göra det.

Denna molekyl bildas av en adenosin kopplad till tre fosfatgrupper. Länkarna som bildas mellan dessa grupper är hög energi.

Det betyder att genom att bryta dessa länkar släpps en stor mängd energi som kan användas för att utföra arbete i cellen.

Avlägsnandet av en fosfatgrupp för att frigöra energi kallas ATP-hydrolys. Resultatet är en fri fosfat plus en ADP-molekyl (adenosindifosfat, eftersom den bara har två fosfatgrupper).

Fosfatgrupper finns också i andra energimolekyler som är mindre vanliga än ATP, såsom guanosintrifosfat (GTP), cytidintrifosfat (CTP) och uridintrifosfat (UTP)..

3- Vid aktivering av proteiner

Fosfatgrupperna är viktiga vid aktivering av proteiner, så att de kan utföra särskilda funktioner i celler.

Proteiner aktiveras genom en process som kallas fosforylering, som helt enkelt är tillsatsen av en fosfatgrupp.

När en fosfatgrupp har bundet till ett protein sägs att proteinet har fosforylerats.

Det betyder att det har blivit aktiverat för att kunna utföra ett visst jobb, till exempel att bära ett meddelande till ett annat protein i cellen.

Proteinfosforylering sker i alla livsformer och proteinerna som adderar dessa fosfatgrupper till de andra proteinerna kallas kinaser.

Det är intressant att nämna att ibland är ett kinas arbete att fosforylera en annan kinas. Omvänt är av fosforylering avlägsnandet av en fosfatgrupp.

4- I cellmembran

Fosfatgrupperna kan binda till lipider för att bilda en annan typ av mycket viktiga biomolekyler som kallas fosfolipider.

Dess betydelse ligger i det faktum att fosfolipider är huvudkomponenten i cellmembran och dessa är väsentliga strukturer för livet.

Många fosfolipidmolekyler är anordnade i rader för att bilda det som kallas ett skikt av fosfolipider; det vill säga ett dubbelskikt fosfolipider.

Detta dubbellagret är huvudkomponenten i biologiska membran, såsom cellmembranet och det kärnämne som omger kärnan.

5- Som en pH-regulator

Levande varelser behöver neutrala villkor för livet eftersom de flesta biologiska aktiviteter endast kan ske vid ett visst pH nära neutralitet. det vill säga varken mycket sur eller väldigt grundläggande.

Fosfatgruppen är en viktig buffert med pH i celler.

6- I ekosystem

I sötvattenmiljöer är fosfor ett näringsämne som begränsar tillväxten av växter och djur.

Ökningen i mängden fosforhaltiga molekyler (såsom fosfatgrupper) kan främja tillväxten av plankton och växter.

Denna ökning av växttillväxten omvandlas till mer mat till andra organismer, såsom zooplankton och fisk. Således fortsätter matkedjan tills den når människor.

En ökning av fosfater kommer initialt att öka antalet plankton och fisk, men för mycket ökning kommer att begränsa andra näringsämnen som också är viktiga för överlevnad, såsom syre.

Denna uttömning av syre kallas övergödning och kan döda vattenlevande djur.

Fosfater kan öka på grund av mänskliga aktiviteter, såsom avloppsrening, industriell utsläpp och användning av gödselmedel inom jordbruket.

referenser

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6: e upplagan). Garland Science.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). biokemi (8: e upplagan). W. H. Freeman och Company.
3. Hudson, J.J., Taylor, W.D., & Schindler, D.W. (2000). Fosfatkoncentrationer i sjöar. Nature, 406(6791), 54-56.
4. Karl, D. M. (2000). Akvatisk ekologi Fosfor, livets personal. Nature, 406(6791), 31-33.
5. Karp, G. (2009). Cell och molekylärbiologi: Begrepp och experiment (6: e upplagan). Wiley.
6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8: e upplagan). W. H. Freeman och Company.
7. Nelson, D. & Cox, M. (2017). Lehninger-principerna för biokemi (7: e upplagan). W. H. Freeman.
8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Grundämnena för biokemi: Livet på molekylär nivå (5: e upplagan). Wiley.
9. Zhang, S., Rensing, C., & Zhu, Y. G. (2014). Cyanobakteriemedierad arsenisk redoxdynamik regleras av fosfat i vattenmiljöer. Miljövetenskap och teknik, 48(2), 994-1000.