กลุ่มฟอสเฟตคืออะไร ลักษณะและฟังก์ชั่น

กลุ่มฟอสเฟต เป็นโมเลกุลที่เกิดขึ้นจากอะตอมฟอสฟอรัสที่ติดกับอะตอมออกซิเจนสี่อะตอม สูตรทางเคมีของมันคือ PO43- อะตอมกลุ่มนี้เรียกว่ากลุ่มฟอสเฟตเมื่อถูกยึดติดกับโมเลกุลที่มีคาร์บอน (โมเลกุลชีวภาพใด ๆ )

สิ่งมีชีวิตทั้งหมดทำจากคาร์บอน กลุ่มฟอสเฟตมีอยู่ในสารพันธุกรรมในโมเลกุลที่มีความสำคัญสำหรับการเผาผลาญของเซลล์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อชีวภาพและระบบนิเวศน้ำจืด

เห็นได้ชัดว่ากลุ่มฟอสเฟตมีอยู่ในโครงสร้างที่สำคัญของสิ่งมีชีวิต

อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันระหว่างอะตอมออกซิเจนทั้งสี่กับอะตอมคาร์บอนสามารถเก็บพลังงานได้จำนวนมาก ความสามารถนี้มีความสำคัญสำหรับบทบาทของพวกเขาในเซลล์

หน้าที่หลัก 6 ประการของกลุ่มฟอสเฟต

1- ในกรดนิวคลีอิก

DNA และ RNA ซึ่งเป็นสารพันธุกรรมของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดเป็นกรดนิวคลีอิก พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยนิวคลีโอไทด์ซึ่งจะถูกสร้างขึ้นโดยฐานไนโตรเจน, น้ำตาล 5 carbons และกลุ่มฟอสเฟต

น้ำตาลของ 5 carbons และกลุ่มฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์แต่ละตัวจะรวมกันเป็นกระดูกสันหลังของกรดนิวคลีอิก

เมื่อนิวคลีโอไทด์ไม่ผูกพันกับผู้อื่นเพื่อสร้างโมเลกุลของ DNA หรือ RNA พวกมันจะจับกับกลุ่มฟอสเฟตอื่น ๆ สองกลุ่มที่ก่อให้เกิดโมเลกุลเช่น ATP (adenosine triphosphate) หรือ GTP (guanosine triphosphate)

2- เป็นคลังเก็บพลังงาน

ATP เป็นโมเลกุลหลักที่ให้พลังงานแก่เซลล์เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ตัวอย่างเช่นเมื่อกล้ามเนื้อหดตัวโปรตีนในกล้ามเนื้อใช้ ATP ในการทำเช่นนั้น

โมเลกุลนี้เกิดจากอะดีโนซีนซึ่งเชื่อมโยงกับฟอสเฟตสามกลุ่ม การเชื่อมโยงที่เกิดขึ้นระหว่างกลุ่มเหล่านี้เป็นพลังงานสูง

ซึ่งหมายความว่าโดยการทำลายการเชื่อมโยงเหล่านี้พลังงานจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมาซึ่งสามารถใช้ในการทำงานในเซลล์

การกำจัดกลุ่มฟอสเฟตเพื่อปลดปล่อยพลังงานเรียกว่า ATP การไฮโดรไลซ์ ผลที่ได้คือฟอสเฟตอิสระบวกโมเลกุล ADP (adenosine diphosphate เนื่องจากมีเพียงสองกลุ่มฟอสเฟต)

กลุ่มฟอสเฟตยังพบในโมเลกุลพลังงานอื่น ๆ ที่พบได้น้อยกว่า ATP เช่น guanosine triphosphate (GTP), cytidine triphosphate (CTP) และ uridine triphosphate (UTP)

3- ในการกระตุ้นการทำงานของโปรตีน

กลุ่มฟอสเฟตมีความสำคัญในการกระตุ้นโปรตีนเพื่อให้สามารถทำหน้าที่เฉพาะในเซลล์ได้

โปรตีนจะถูกกระตุ้นผ่านกระบวนการที่เรียกว่าฟอสโฟรีเลชั่นซึ่งเป็นเพียงการเพิ่มของกลุ่มฟอสเฟต

เมื่อกลุ่มฟอสเฟตถูกผูกมัดกับโปรตีนก็มีการกล่าวว่าโปรตีนได้รับ phosphorylated

นั่นหมายความว่ามันถูกเปิดใช้งานเพื่อให้สามารถทำงานบางอย่างได้เช่นส่งข้อความไปยังโปรตีนตัวอื่นในเซลล์

phosphorylation โปรตีนเกิดขึ้นในทุกรูปแบบของชีวิตและโปรตีนที่เพิ่มกลุ่มฟอสเฟตเหล่านี้ไปยังโปรตีนชนิดอื่นเรียกว่าไคเนส

เป็นที่น่าสนใจที่จะกล่าวถึงว่าบางครั้งการทำงานของ kinase คือการ phosphorylate kinase อื่น ตรงกันข้าม dephosphorylation คือการกำจัดของกลุ่มฟอสเฟต

4- ในเยื่อหุ้มเซลล์

กลุ่มฟอสเฟตสามารถจับกับไขมันเพื่อสร้างโมเลกุลทางชีวภาพที่สำคัญอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าฟอสโฟลิปิด

ความสำคัญของมันอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าฟอสโฟลิปิดเป็นองค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มเซลล์และสิ่งเหล่านี้เป็นโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับชีวิต

โมเลกุลฟอสโฟไลปิดจำนวนมากถูกจัดเรียงเป็นแถวเพื่อสร้างสิ่งที่เรียกว่า bilayer ของฟอสโฟลิปิด นั่นคือสองชั้นของฟอสโฟไลปิด

bilayer นี้เป็นองค์ประกอบหลักของเยื่อหุ้มชีวภาพเช่นเยื่อหุ้มเซลล์และซองจดหมายนิวเคลียร์ที่ล้อมรอบนิวเคลียส

5- เป็นตัวควบคุมค่า pH

สิ่งมีชีวิตต้องการสภาพที่เป็นกลางสำหรับชีวิตเพราะกิจกรรมทางชีวภาพส่วนใหญ่สามารถเกิดขึ้นได้ที่ค่า pH ที่เฉพาะเจาะจงใกล้กับความเป็นกลาง นั่นคือไม่มากกรดหรือพื้นฐานมาก

กลุ่มฟอสเฟตเป็นบัฟเฟอร์สำคัญในเซลล์

6- ในระบบนิเวศ

ฟอสฟอรัสในสภาพแวดล้อมน้ำจืดเป็นสารอาหารที่ จำกัด การเติบโตของพืชและสัตว์

การเพิ่มปริมาณของโมเลกุลที่ประกอบด้วยฟอสฟอรัส (เช่นกลุ่มฟอสเฟต) สามารถส่งเสริมการเจริญเติบโตของแพลงก์ตอนและพืช

การเจริญเติบโตของพืชที่เพิ่มขึ้นนี้แปลเป็นอาหารมากขึ้นสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นแพลงก์ตอนสัตว์และปลา ดังนั้นห่วงโซ่อาหารยังคงดำเนินต่อไปจนกว่าจะถึงมนุษย์

การเพิ่มขึ้นของฟอสเฟตจะเพิ่มจำนวนแพลงก์ตอนและปลาในขั้นต้น แต่การเพิ่มขึ้นมากเกินไปจะ จำกัด สารอาหารอื่น ๆ ที่สำคัญต่อการอยู่รอดเช่นออกซิเจน

การสูญเสียออกซิเจนนี้เรียกว่ายูโทรฟิเคชั่นและสามารถฆ่าสัตว์น้ำได้

ฟอสเฟตอาจเพิ่มขึ้นเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์เช่นการบำบัดน้ำเสียการปล่อยในอุตสาหกรรมและการใช้ปุ๋ยในการเกษตร