Care este grupul de fosfați? Caracteristici și funcții
O grupare fosfat este o moleculă formată de un atom de fosfor atașat la patru atomi de oxigen. Formula sa chimică este PO43-. Acest grup de atomi se numește grupul fosfat atunci când este atașat la 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 ale organismelor.
Electronii împărțiți între cei patru atomi de oxigen și atomul de carbon pot stoca multă energie; Această abilitate este vitală pentru unele dintre rolurile lor din celulă.
Cele 6 funcții principale ale grupului fosfat
1- În acizii nucleici
ADN-ul și ARN-ul, materialul genetic al tuturor ființelor 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.
Atunci când nucleotidele nu se leagă la alții pentru a forma molecule de ADN sau ARN, ele se leagă la alte două grupări fosfatice care dau naștere la molecule cum ar fi ATP (adenozin trifosfat) sau GTP (guanozin trifosfat).
2- Ca un depozit de energie
ATP este principala moleculă care furnizează energie celulelor astfel încât să poată îndeplini funcțiile lor 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 la trei grupări fosfat. Legăturile formate între aceste grupuri sunt de mare energie.
Aceasta 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 numai două grupări fosfat).
Grupurile fosfatice se regăsesc și în alte molecule de energie care sunt mai puțin obișnuite decât ATP, cum ar fi guanozin trifosfat (GTP), citrat trifosfat (CTP) și uridin trifosfat (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.
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 putea efectua o anumită activitate, cum ar fi transmiterea unui mesaj către o altă proteină din celulă.
Protein fosforilarea apare în toate formele de viață și proteinele care adaugă aceste grupări fosfat la alte proteine sunt numite kinaze.
Este interesant de menționat că, uneori, activitatea unei kinaze este de a fosforila o altă kinază. Dimpotrivă, defosforilarea este îndepărtarea 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 barieră 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.
