ความแตกต่างที่สำคัญ – กลูโคสเทียบกับ ATP
กลูโคสและเอทีพีเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจนและออกซิเจน นอกจากองค์ประกอบทั้งสามนี้แล้ว ATP ยังมีฟอสฟอรัสและไนโตรเจน การหายใจระดับเซลล์จะสลายกลูโคสให้เป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งสร้างโมเลกุล ATP สุทธิ 38 โมเลกุล เอทีพีเป็นพลังงานที่มีนิวคลีโอไทด์ในเซลล์ในขณะที่พลังงานที่พบในกลูโคสถูกใช้เพื่อสร้างเอทีพี ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างกลูโคสและ ATP คือองค์ประกอบของโมเลกุลทั้งสองนี้
กลูโคสคืออะไร
กลูโคสเป็นน้ำตาลธรรมดาที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในสิ่งมีชีวิต สูตรทางเคมีของกลูโคสคือ C6H12O6เป็นโมโนแซ็กคาไรด์ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นสำหรับคาร์โบไฮเดรตหลายชนิดที่พบในสิ่งมีชีวิต ในพืช กลูโคสถูกผลิตขึ้นโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงและใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการผลิตพลังงาน สำหรับสัตว์ กลูโคสเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญ ในโปรคาริโอต กลูโคสอยู่ภายใต้การหายใจแบบใช้ออกซิเจน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน หรือการหมัก และแปลงเป็นโมเลกุลพลังงาน ดังนั้นกลูโคสจึงถือได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานหลักของสิ่งมีชีวิต
กลูโคสถูกย่อยสลายเป็นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์อย่างสมบูรณ์โดยการหายใจแบบใช้ออกซิเจน มันเริ่มต้นด้วยไกลโคไลซิสและผ่านวงจร Krebs และห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน ในท้ายที่สุด มันจะแปลงพลังงานในสารอาหารกลูโคสเป็น 38 ATP และของเสียอีกสองอย่าง การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนทำให้เกิด ATP จากโมเลกุลกลูโคสน้อยลงเนื่องจากกลูโคสอยู่ระหว่างการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ จุลินทรีย์บางชนิดหมักแลคโตสให้เป็นกรดแลคติกหรือแอลกอฮอล์ผลิตพลังงานภายใต้สภาวะที่ไม่เป็นพิษ กระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ใช้กลูโคสเป็นสารตั้งต้นสำหรับการผลิตเอทีพี
Figure_01: กลูโคสในการหายใจระดับเซลล์
สมองต้องการพลังงานสูงต้องการแหล่งพลังงานเพื่อจัดหาพลังงานอย่างต่อเนื่อง กลูโคสทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานของเชื้อเพลิงสมองในมนุษย์ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำหรับกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่ออื่นๆ อีกด้วย นอกเหนือจากการผลิตพลังงานแล้ว กลูโคสยังเกี่ยวข้องกับการผลิตโมเลกุลโครงสร้างในร่างกายมนุษย์ กลูโคสขนส่งในร่างกายผ่านทางเลือด ควรควบคุมความเข้มข้นของกลูโคสในเลือดอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันระดับผิดปกติที่ก่อให้เกิดโรคแทรกซ้อนทางสุขภาพ เช่น ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ เบาหวาน น้ำหนักขึ้น เป็นต้น
เอทีพีคืออะไร
อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) เป็นสกุลเงินพลังงานในเซลล์ที่มีชีวิต เป็นนิวคลีโอไทด์ที่ประกอบด้วยสามองค์ประกอบหลัก ได้แก่ น้ำตาลไรโบส หมู่ไตรฟอสเฟต และอะดีนีนเบสโมเลกุล ATP มีพลังงานสูงภายในโมเลกุล เมื่อมีการร้องขอพลังงานเพื่อการเจริญเติบโตและเมแทบอลิซึม ATP จะไฮโดรไลซ์และปล่อยพลังงานออกมาเพื่อตอบสนองความต้องการของเซลล์ กลุ่มฟอสเฟตสามกลุ่มมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำงานของโมเลกุล ATP เนื่องจากพลังงานถูกเก็บไว้ในโมเลกุล ATP ภายในพันธะฟอสโฟแอนไฮไดรด์ระหว่างกลุ่มฟอสเฟต กลุ่มฟอสเฟตไฮโดรไลซ์โดยทั่วไปของโมเลกุล ATP คือกลุ่มฟอสเฟตที่ไกลที่สุด (แกมมา-ฟอสเฟต) จากน้ำตาลไรโบส
ATP โมเลกุลมีพลังงานสูงอยู่ภายใน ดังนั้นจึงเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียร ไฮโดรไลซิสของ ATP เป็นไปได้เสมอผ่านปฏิกิริยา exergonic เทอร์มินอลฟอสเฟตกรุ๊ปดึงออกจากโมเลกุล ATP และแปลงเป็นอะดีโนซีนไดฟอสเฟต (ADP) เมื่อมีน้ำ การแปลงนี้จะปล่อยพลังงาน 30.6 กิโลจูล/โมลไปยังเซลล์ ADP จะแปลงกลับเป็น ATP ทันทีภายในไมโตคอนเดรียโดย ATP synthase ระหว่างการหายใจระดับเซลล์
Figure_02: วงจร ADP-ATP
กลูโคสกับเอทีพีต่างกันอย่างไร
กลูโคสเทียบกับเอทีพี |
|
| กลูโคสเป็นน้ำตาลธรรมดาที่ใช้ในสิ่งมีชีวิต | ATP คือพลังงานที่มีนิวคลีโอไทด์ในเซลล์ |
| องค์ประกอบ | |
| ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน | ประกอบด้วยคาร์บอน ไฮโดรเจน ออกซิเจน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส |
| หมวดหมู่ | |
| มันคือโมโนแซ็กคาไรด์ (น้ำตาลธรรมดา) | มันคือนิวคลีโอไทด์ |
| ฟังก์ชั่น | |
| ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานหลัก (สารอาหาร) | ทำหน้าที่เป็นสกุลเงินพลังงานของเซลล์ |
| รูปแบบพลังงาน | |
| มีพลังงานสูงแต่ไม่พร้อมสำหรับการใช้งานโดยตรง | มีพลังงานในรูปแบบที่พร้อมใช้งานสำหรับความต้องการของเซลล์ |
สรุป – กลูโคสเทียบกับ ATP
กลูโคสเป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหลักที่พบในสิ่งมีชีวิต พลังงานของกลูโคสจะถูกแปลงเป็นโมเลกุล ATP โดยกระบวนการต่างๆ ของเซลล์ เช่น การหายใจแบบใช้ออกซิเจน การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน และการหมัก ATP คือนิวคลีโอไทด์ที่ปล่อยและเก็บพลังงานไว้ในเซลล์ มันทำหน้าที่เป็นสกุลเงินพลังงานของสิ่งมีชีวิต โมเลกุล ATP มีพลังงานสูงซึ่งพบครั้งแรกในโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลของกลูโคสส่งผลให้โมเลกุล ATP สุทธิ 38 โมเลกุลระหว่างการหายใจแบบใช้ออกซิเจน พลังงานของโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุลถูกเก็บไว้ใน 38 โมเลกุลของ ATP ในเซลล์