misschien wel het belangrijkste molecuul in het heelal
Deze keer weer eens wat anders. Chemie. Biochemie om precies te zijn. Ik probeer het zo simpel mogelijk te houden. Al tijdens de biologieles op de middelbare school vond ik het fascinerend dat de energiehuishouding van (vrijwel) elk levend wezen, plant en dier gebaseerd is op één molecuul, adenosinetrifosfaat, kortaf ATP. Samen met de ‘ingekorte’ versies, adenosinedifosfaat (ADP) en adenosinemonofosfaat (AMP) speelt dit molecuul de hoofdrol in transporteren van energie. Zie het volgende plaatje, waar alle drie de versies worden getoond:
De driedimensionale structuur
Hieronder een animatie van de driedimensionale structuur. De drie gele bollen met de kleinere rode bolletjes zijn de fosfaatgroepen.
Ketensamenwerking
De essentie is dat de binding tussen de fosfaatgroepen veel energie bevatten. Ze kunnen worden afgekoppeld, waarbij energie vrijkomt, of juist aangekoppeld, waardoor de energie wordt opgeslagen.
Laten we de energiestroom volgen van zonlicht op een plant tot de beweging van de spier in mijn vinger, waarmee ik deze letters intyp op mijn toetsenbord. Ik probeer alle tussenstapjes over te slaan en alleen de essentie van ATP weer te geven. Wat dat is de verwondering.
Zonlicht wordt ATP
Als er licht op een blaadje van een boom valt, raakt dat een bladgroenkorrel waar de energie van het licht wordt opgenomen door van een ADP een ATP te maken. Zie het dynamische plaatje hieronder over hoe dat gaat:
van atp naar appel
Het geproduceerde ATP wordt in de plant gebruikt om andere moleculen te maken zoals glucose (suiker) die in de vrucht van een plant wordt opgeslagen, bijvoorbeeld in een appel. Bij dat proces wordt de ATP weer omgezet in ADP zodat die weer ‘opgeladen’ kan worden met nieuw zonlicht. Dit gaat een hele tijd door, waarbij de opgetelde essentie van wat er gebeurt is dat de energie van zonlicht wordt opgeslagen in een vrucht.
Van appel naar ATP
Wanneer ik de appel eet, zorgt mijn spijsverteringstelsel ervoor dat de glucose wordt opgenomen in het bloed. Mijn cellen gebruiken die glucose vervolgens om beschikbaar ADP te promoveren tot ATP.
van ATP naar spierbeweging
De ATP in een spiercel wordt vervolgens gebruikt om spiervezels te laten samentrekken, waarbij weer ADP ontstaat dat met nog meer glucose weer ATP wordt zodat de spieren continu kunnen werken. Spieren moeten niet alleen maar aanspannen, maar ook ontspannen, daarom is de cyclus iets ingewikkelder:
Het netto effect is dat ATP (linksboven), wordt omgezet in spierbeweging (“energy for muscle contraction”) en ADP.
Best wel veel
Hoeveel ATP gebruiken we? Het blijkt dat een persoon dagelijks ongeveer het eigen gewicht aan ATP nodig heeft om te functioneren! Er is maar ongeveer 50 gram ATP tegelijk aanwezig. In een persoon van 75 kg doorloopt een ATP-molecuul dagelijks dus gemiddeld 1500 keer de ATP-ADP cyclus!
Fascinerend om je te realiseren dat alle levende wezens, plant en dier, van één mechanisme gebruik maken voor energie transport. De energieketen van zonlicht tot benutting voor spierkracht (of om geluid waar te nemen, je evenwicht te bewaren, of om zenuwpulsen te generen, werkelijk alles wat we doen) is wonderlijk om te zien, wekt ontzag om hoe het leven in elkaar steekt.
Ik heb het hier maar heel oppervlakkig beschreven. Als je dieper kijkt wordt het eigenlijk alleen maar wonderlijker dat dit alles goed werkt, terwijl het er zo kwetsbaar uitziet.
Recente reacties