생명체의 공통 화폐 달러 ATP The common currency of life is the dollar

ATP란 무엇인가?

자동차가 연료를 연소시켜 나오는 열에너지를 운동에너지로 전환시켜 작동하듯이, 우리 몸도 당이나, 지방, 단백질을 소화효소를 이용해 산화, 분해시켜 쓸 수 있는 화폐로 전환시킨다. 쪼개고 쪼개서 우리가 최종적으로 사용하게 되는 에너지화폐를 ATP라고 한다

ATP는 지구상의 모든 생명체는 물론이고, 우리 몸에 수십조 개에 달하는 모든 세포가 공통적으로 사용하는 화폐이기 때문에 세포의 달러라고도 불린다

 

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에너지는 원자폭탄이 핵분열을 하며 막대한 에너지를 발생시키듯이, 분자와 원자의 결합이 깨질 때 발생한다. 탄수화물이 위장으로 들어오면 소장에서 탄수화물을 소화, 흡수하기 용이한 단당류인 글루코스 포도당으로 전환시킨다

우리의 뇌는 혈관장벽인 BBB로 인해 케톤체와, 포도당밖에 연료로 사용하지 못한다

설탕은 이당류이며 포도당은 단당류이다

소장에는 설탕을 빼앗는 박테리아가 득실득실거리기 때문에, 소장세포가 설탕을 안빼았기기위해 이당류인 설탕이 흡수될 때 단당류인 글루코스로 쪼개지며 흡수된다. 박테리아는 이당류를 쪼갤 수 있는 능력이 없기 때문에 단당류만 노리기 때문이다

만약 소장 세포가 타이밍을 놓치고 흡수하기 전에 설탕을 단당류인 포도당으로 쪼개버리면, 매복하고 있던 박테리아가 스틸해 간다. 그래서 설탕은 소장세포에 흡수되기 직전에 포도당으로 쪼개지며 흡수가 된다

atp

 

생명은 정착할 곳을 찾아 떠나는 전자의 여정일지도 모른다. 쌀과 밀의 잠시 저장되어 있던 전자는, 동물의 소장을 통해서 흡수되어 혈액을 타고 움직이다가 세포질로 들어간다

먼저 세포막을 통과한 포도당은 세포질에서 해당과정을 통해 피부르산으로 분해되어 미토콘드리아로 들어간다

ATP에너지 화폐는 미토콘드리아가 포도당과 산소를 물과 이산화탄소로 바꿀 때 만들어진다

미토콘드리아 내의 피부르산은 활성아세트산으로 전환되어 여러 유기산으로 구성된 전자회로를 통해 최종적으로 물과 이산화탄소로 분해된다

이렇게 정교한 환전과정을 거친 포도당은 공용화폐인 ATP로 전환되어 우리 몸에서 연료로 사용된다

이러한 과정을 세포 호흡이라고 한다 

 

왜 세포는 포도당을 에너지로 바로 사용하지 않을까?

그냥 바로 포도당을 에너지로 전환시키면 될 것을 왜 귀찮게 세포는 굳이 포도당을 다시 ATP로 쪼개서 사용하는 것일까?

그 이유는 우리가 100만 원짜리 수표를 들고 다니지 않듯이, 포도당 분자가 세포가 사용하기에는 너무 크기 때문이다

포도당은 ATP에 비해 90배가량 많은 에너지를 보유하고 있다. 열역학인 에너지 보전 법칙은 생명체에게도 동일하게 작동된다. 에너지는 항상 전환되는 과정에서 일부의 열에너지 형태로 전환되고, 반환된 에너지는 재사용할 수가 없다

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이는 근육이 운동을 할 때 체온이 상승하는 것을 보면 알 수 있다

따라서 만약 ATP보다 90배가량 많은 에너지를 보유하고 있는 포도당을 직접적으로 사용한다면, 우리는 현재와 같은 체온을 유지하는데 어려움을 겪을 것이다. 이는 포도당을 직접적으로 사용하는 생물이 생존하기 어려운 이유이다

 

ATP는 어떻게 에너지를 운반하며, 에너지가 방출되는 원리는 무엇인가?

간단하다. 원자와 분자가 결합할 때 에너지가 저장되듯이, 반대로 원자와 분자의 결합이 깨지면 에너지는 방출된다

ATP는 아데노신 삼인산(adenosine tri- phosphate)의 약어이다. 이름 그대로 당과 인(P)과 산소(O)로 이루어진 인산사슬에 핵산이 결합된 구조를 의미한다. ATP에서 이루어지는 화학 결합은 매우 강력하며 인산 사슬은 강한 음전하를 띤다. 따라서 항상 양전하 분자와 결합하려는 성질이 있다. 이 인산사슬은 에너지를 운반하는 역할을 한다

양성자를 방출하는 물질을 '산(PH)'이라고 한다. 피가 붉은 이유는 철(Fe)은 산소와 만나면 붉은색을 띠기 때문이다. NADH는 전자 2개와 양성자 1개를 전달하는 분자로써 산화적 인산화 단계에서 ATP를 만들어낸다

음전하를 띠고 있는 강력한 인산사슬결합체인 ATP는 +인 양전하와 결합하여 떨어져 나갈 때 에너지는 세포로 방출되어 공급된다. 보통 세포 한개에는 10억 개 정도의 ATP분자가 존재한다고 한다. 근육세포는 지방세포보다 훨씬 많은 에너지를 소비하므로 신체는 끊임없이 지방세포를 더 만들려고 한다. 지방세포는 에너지를 축적하려는 성질을 띠고 있기 때문이다

 

 

 

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What is ATP?

Similar to how a car works by transforming the heat energy from burning fuel into kinetic energy, your body uses digestive enzymes to oxidize and break down carbohydrates, lipids, and proteins into a combustible form.ATP is the energy currency that we end up using. Since ATP is a common currency throughout the trillions of cells in our body and all life on Earth, it is also referred to as the "dollar of cells." Similar to the vast amounts of energy released during the fission of an atomic weapon, energy is produced when links between molecules and atoms break.The small intestine transforms the mint into glucose when carbohydrates enter the stomach, which is then an easy-to-digest sugar. Due to the blood-brain barrier, our brain can only utilise glucose and ketone bodies as fuel (BBB). While glucose is a monosaccharide, sugar is a disaccharide. Because the small intestine is full of bacteria that steal sugar, when sugar is taken, it is broken down into glucose, a monosaccharide, so the cells in the small intestine don't have to.Bacteria only target monosaccharides because they lack the ability to break disaccharides. The waiting bacteria are eliminated if the small intestine cells misjudge the timing and convert the sugar to glucose before it is absorbed.The glucose is only broken down into sugar before it is taken by the cells in the small intestine. atp Electrons traveling through life maybe looking for a place to settle down. The electrons are taken up by the animal through the small intestine, move through the bloodstream, and enter the cytoplasm after being held in rice and wheat for a period. After first crossing the cell membrane, glucose is broken down into glycolysis in the cytoplasm and enters the mitochondria. When mitochondria convert glucose and oxygen into water and carbon dioxide, they make ATP, the energy currency. Succinic acid is transformed to active acetic acid inside the mitochondria, and this acid is then broken down into carbon dioxide and water by a select electronic circuit made up of numerous organic acids. Following this complex conversion, glucose is transformed into ATP, the body's common fuel. It is known as cellular respiration.Why don't cells just use glucose straight away as fuel? Why do cells struggle to convert glucose back into ATP when they could just utilize it as fuel? The reason is that glucose molecules are too big to use efficiently.