FOSFAT GRUBU NEDIR? ÖZELLIKLER VE IŞLEVLER - KIMYA - 2025

Bir fosfat grubu , dört oksijene bağlı bir fosfor atomundan oluşan bir moleküldür. Kimyasal formülü PO43- dir. Bu atom grubuna, karbon içeren bir moleküle (herhangi bir biyolojik molekül) bağlandığında fosfat grubu denir.

Tüm canlılar karbondan yapılmıştır. Fosfat grubu, biyolojik membranların ve bazı tatlı su ekosistemlerinin bir parçasını oluşturan hücre metabolizması için önemli olan enerji moleküllerinde genetik materyalde bulunur.

R zincirine bağlı fosfat grubu.

Fosfat grubunun organizmalarda birçok önemli yapıda mevcut olduğu açıktır.

Dört oksijen atomu ile karbon atomu arasında paylaşılan elektronlar çok fazla enerji depolayabilir; bu yetenek, hücredeki bazı rolleri için hayati önem taşır.

Fosfat grubunun 6 ana işlevi

1- Nükleik asitlerde

Tüm canlıların genetik materyali olan DNA ve RNA nükleik asitlerdir. Sırasıyla bir azotlu baz, 5 karbonlu şeker ve bir fosfat grubundan oluşan nükleotidlerden oluşurlar.

Her nükleotidin 5 karbonlu şeker ve fosfat grubu bir araya gelerek nükleik asitlerin omurgasını oluşturur.

Nükleotidler, DNA veya RNA molekülleri oluşturmak için birbirine bağlanmadığında, ATP (adenozin trifosfat) veya GTP (guanozin trifosfat) gibi moleküllere yol açan diğer iki fosfat grubuna katılırlar.

2- Enerji deposu olarak

ATP, hücrelere hayati işlevlerini yerine getirebilmeleri için enerji sağlayan ana moleküldür.

Örneğin, kaslar kasıldığında, kas proteinleri bunu yapmak için ATP kullanır.

Bu molekül, üç fosfat grubuna bağlı bir adenozinden oluşur. Bu gruplar arasında oluşan bağlar yüksek enerjidir.

Bu, bu bağlar koptuğunda, hücrede çalışmak için kullanılabilecek büyük miktarda enerji açığa çıktığı anlamına gelir.

Enerjiyi serbest bırakmak için bir fosfat grubunun çıkarılmasına ATP hidrolizi denir. Sonuç, serbest bir fosfat artı bir ADP molekülüdür (adenozin difosfat, çünkü sadece iki fosfat grubuna sahiptir).

Fosfat grupları ayrıca, guanozin trifosfat (GTP), sitidin trifosfat (CTP) ve üridin trifosfat (UTP) gibi ATP'den daha az yaygın olan diğer enerji moleküllerinde de bulunur.

3- Proteinlerin aktivasyonunda

Fosfat grupları, hücrelerde belirli işlevleri yerine getirebilmeleri için proteinlerin aktivasyonunda önemlidir.

Proteinler, fosforilasyon adı verilen ve basitçe bir fosfat grubunun eklenmesidir.

Bir proteine ​​bir fosfat grubu eklendiğinde, proteinin fosforile olduğu söylenir.

Bu, hücredeki başka bir proteine ​​bir mesaj taşımak gibi belirli bir işi yapabilmek için etkinleştirildiği anlamına gelir.

Protein fosforilasyonu, tüm yaşam formlarında meydana gelir ve bu fosfat gruplarını diğer proteinlere ekleyen proteinlere kinazlar denir.

Bazen bir kinazın görevinin başka bir kinazı fosforile etmekten bahsetmek ilginçtir. Tersine, defosforilasyon, bir fosfat grubunun çıkarılmasıdır.

4- Hücre zarlarında

Fosfat grupları, fosfolipidler adı verilen çok önemli başka bir biyomolekül türü oluşturmak için lipidleri birleştirebilir.

Önemi, fosfolipitlerin hücre zarlarının ana bileşeni olması ve bunların yaşam için gerekli yapılar olmasıdır.

Birçok fosfolipid molekülü, fosfolipid çift tabakası olarak adlandırılan şeyi oluşturmak için sıralar halinde düzenlenmiştir; yani çift katmanlı bir fosfolipid.

Bu çift katman, hücre zarı ve çekirdeği çevreleyen nükleer zarf gibi biyolojik zarların ana bileşenidir.

5- pH düzenleyici olarak

Canlıların yaşam için nötr koşullara ihtiyacı vardır çünkü biyolojik faaliyetlerin çoğu yalnızca nötre yakın belirli bir pH'ta gerçekleşebilir; yani ne çok asidik ne de çok bazik.

Fosfat grubu, hücrelerde önemli bir pH tamponudur.

6- Ekosistemlerde

Tatlı su ortamlarında fosfor, bitki ve hayvanların büyümesini sınırlayan bir besindir.

Fosfor içeren moleküllerin (fosfat grupları gibi) miktarının arttırılması, plankton ve bitki büyümesini destekleyebilir.

Bitki büyümesindeki bu artış, zooplankton ve balık gibi diğer organizmalar için daha fazla yiyeceğe dönüşür. Böylece besin zinciri insanlara ulaşana kadar devam eder.

Fosfatlardaki bir artış başlangıçta plankton ve balık sayısını artıracaktır, ancak çok fazla artış oksijen gibi hayatta kalmak için de önemli olan diğer besin maddelerini sınırlayacaktır.

Bu oksijen tükenmesine ötrofikasyon denir ve suda yaşayan hayvanları öldürebilir.

Atık su arıtma, endüstriyel deşarj ve tarımda gübre kullanımı gibi insan faaliyetleri nedeniyle fosfatlar artabilir.

Referanslar

1. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Hücrenin Moleküler Biyolojisi (6. baskı). Garland Bilimi.
2. Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biyokimya (8. baskı). WH Freeman ve Şirketi.
3. Hudson, JJ, Taylor, WD ve Schindler, DW (2000). Göllerdeki fosfat konsantrasyonları. Nature, 406 (6791), 54-56.
4. Karl, DM (2000). Su ekolojisi. Fosfor, hayatın kadrosu. Nature, 406 (6791), 31-33.
5. Karp, G. (2009). Hücre ve Moleküler Biyoloji: Kavramlar ve Deneyler (6. baskı). Wiley.
6. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Moleküler Hücre Biyolojisi (8. baskı). WH Freeman ve Şirketi.
7. Nelson, D. ve Cox, M. (2017). Lehninger Principles of Biochemistry (7. baskı). WH Freeman.
8. Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Biyokimyanın Temelleri: Moleküler Düzeyde Yaşam (5. baskı). Wiley.
9. Zhang, S., Rensing, C. ve Zhu, YG (2014). Siyanobakterilerin aracılık ettiği arsenik redoks dinamikleri, su ortamlarında fosfat tarafından düzenlenir. Çevre Bilimi ve Teknolojisi, 48 (2), 994–1000.