Adenozin trifosfat (ATP) kestirmeden tanımlamak gerekirse bir hücrenin enerjik değer birimi olsuğunu söylemek mümkündür. Hücrenin, DNA’nın sentezinden beyine kimyasal sinyaller ve sinir uyarıları göndermeye kadar değişen her türlü görevi yapması gerekir. Vücuttaki metabolik yollar, özellikle hücresel solunum yoluy ile ATP sürekli olarak tüketilir ve yenilenir, böylece bir organizmanın işlev görmesini ve hayatta kalmasını sağlar.
Bu kritik organik bileşik, üç ana bölümden oluşur: adenin (azotlu bir baz), bir trifosfat (üç fosfat grubu) ve bir şeker (riboz). Yapısal olarak adenin ile şeker bağlanır ve daha sonra ilave fosfat grupları alabilir. Sadece bir fosfat grubu eklendiğinde bu bileşiğe adenozin monofosfat (AMP); ikinci bir grup eklendiğinde adenosin difosfat (ADP) olarak adlandırılır ve üçüncüsü eklendiğinde adenosin trifosfat (ATP) oluşturulur.
Vücut yeterli ATP’ye sahip olduğunda, organ sistemleri arasında etkili bir şekilde iletişim kurabilir, DNA ve RNA’yı sentezleyebilir, kimyasalları hücrelere girip çıkarabilir, temel proteinler üretebilir. Bunu hücresel ve organizmanın hayatta kalması için gerekli olan diğer birçok kritik süreçle birlikte yapabilir.
Adenozin Trifosfat Nasıl Üretilir?
Hayvanlarda birincil ATP kaynağı, hücrenin sitozol ve mitokondrilerinde ortaya çıkan hücresel solunumdur, glikoliz ile başlar, ardından aerobik solunumla devam eder. Bu üç adım toplam 36 ATP yaratacaktır. 2 ATP, glikolizde üretilir ve bir diğer 2 Krebs döngüsünden gelirken, elektron taşıma zinciri boyunca bir kuyruklu 32 ATP üretilir. Mitokondriyal zarda, ATP sentaz adı verilen büyük protein kompleksleri vardır. Mitokondrinin 
içi ve dışı arasında tutulan proton gradyanı nedeniyle, protonlar mitokondriye akarken, ATP ADP’den üretilebilir (başka bir fosfat grubu eklenerek). ATP ADP’ye dönüştürüldüğünde, hidroliz olarak bilinen bir işlemle ortaya çıkar.
Bitkilerde ATP, fotosentez yoluyla üretilir. Bir bitki güneş ışığından kaynaklanan karbondioksit, su ve enerjiye hazır erişime sahip olduğunda, fotosentezin aydınlık ve karanlık reaksiyonlarına maruz kalabilir. Işık reaksiyonlarında, güneşten gelen enerji, bir fosfat grubu kazanan ve ATP olan ADP’nin fosforilasyonu yoluyla kimyasal enerjiye (ATP) dönüştürülür. Fotosentezin karanlık reaksiyonlarında aynı ATP, bitkilerin hayatta kalması gereken gıda olan glikozu sentezlemek için kullanılabilir.
Adenozin Trifosfat Nasıl Kullanılır?
Canlıların enerjik değer birimi olan ATP, birçok farklı şekilde ve binlerce farklı amaç için kullanılmaktadır. Bir ATP molekülü ATP sentaz yoluyla oluşturulduktan sonra, yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu alana difüzyon yoluyla ihtiyaç duyulan yere taşınacaktır. Adenozin trifosfat ihtiyaç duyulan alana ulaştığında, ikinci ve üçüncü fosfat grupları arasındaki bağ kırılarak enerji serbest bırakılabilir. Bu son fosfat grubu, genellikle hidroliz adı verilen bir işlemle başka bir moleküle aktarıldığında, bu bağın enerjisi serbest bırakılır ve hücrede bulunan diğer önemli işlemlere güç vermek için kullanılabilir. Bu, daha sonra bir ATP sentaz kompleksine doğru ilerleyebilen ve işlemi tekrar baştan başlatabilen bir adenozin difosfat molekülünün arkasında kalmaktadır.
Daha önce de belirtildiği gibi, ATP’nin birçok farklı işlevi vardır, çünkü işin gerçekleştirilmesi için enerji gerektiren birçok farklı işlem ve yol vardır. ATP’yi içeren üç ana iş türü kimyasal, mekanik ve taşınımdır. ATP tarafından gerçekleştirilen ortak bir kimyasal işlem şekli, makromoleküllerin sentezidir. Bir substrat ve bir enzim olduğu düşünüldüğünde enzimatik reaksiyon, yalnızca bir ATP molekülü bir ADP molekülüne dönüştürüldüğünde elde edilebilecek bir enerji akışı yoluyla katalize edilebilir. Reaksiyon, ADP molekülüne ek olarak, substrattan bir ürün ortaya çıkarak meydana gelir.
Taşımacılık işleri bakımından ATP, malzemelerin hücresel membranlar boyunca hareket etmesine yardımcı olmak için büyük ölçüde güvenlidir. Örneğin, hidrojen moleküllerini plazma zarı boyunca iten proton pompalarına güç vermek için ATP’ye ihtiyaç vardır. Son olarak, mekanik çalışma söz konusu olduğunda, kas kasılması ve kilit proteinlerin bir hücre iskeleti boyunca hareketi gibi konularda enerji açığa çıkarmak için parçalanabilen ATP varlığında, ADP’yi ve inorganik bir fosfat molekülünü geride bırakarak mümkün olmaktadır.
Bunlar ATP’nin birincil ve en temel işlevleri olsa da, bu enerjik değer birimi tüm canlı organizmalar ve milyonlarca farklı kimyasal reaksiyon için kritiktir. Her saniyede, yüz milyonlarca ATP’nin ADP’ye dönüşümü ve bunun tersi, vücudumuzda gerçekleşir ve hayatta kalmamızı en temel varoluş seviyesine getirir.
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu