Adenosina trifosfato (ATP): definición, estructura y función

atp (trifosfato de adenosina) es una molécula orgánica que se encuentra en todas las células vivas. Los organismos tienen que ser capaces de moverse, reproducirse y encontrar alimento. estas actividades toman energía y se basan en reacciones químicas dentro de las células que forman el organismo. La energía para estas reacciones celulares proviene de la molécula atp. Es la fuente preferida de combustible para la mayoría de los seres vivos y, a menudo, se la denomina "unidad molecular de la moneda".

La molécula atp tiene tres partes:

• El   módulo de adenosina es una base nitrogenada formada por cuatro átomos de nitrógeno y un grupo nh2 en la columna vertebral de un compuesto de carbono.
• El   grupo ribosa es un azúcar de cinco carbonos en el centro de la molécula.
• Los   grupos fosfato están alineados y unidos por átomos de oxígeno en el lado opuesto de la molécula, lejos del grupo adenosina.

La energía se almacena en los enlaces entre los grupos fosfato. las enzimas pueden separar uno o dos de los grupos de fosfato liberando la energía almacenada y alimentando actividades como la contracción muscular. cuando atp pierde un grupo fosfato se convierte en adp o difosfato de adenosina. cuando atp pierde dos grupos fosfato, cambia a amp o monofosfato de adenosina.

El proceso de respiración a nivel celular tiene tres fases. En las dos primeras fases, las moléculas de glucosa se descomponen y se produce CO2. una pequeña cantidad de moléculas atp se sintetizan en este punto. la mayor parte del atp se crea durante la tercera fase de la respiración a través de un complejo de proteínas llamado atp sintasa . La reacción final en esa fase combina la mitad de una molécula de oxígeno con hidrógeno para producir agua. Las reacciones detalladas de cada fase son las siguientes:

una molécula de glucosa de seis carbonos recibe dos grupos fosfato de dos moléculas atp, convirtiéndolas en adp. El fosfato de glucosa de seis carbonos se descompone en dos moléculas de azúcar de tres carbonos, cada una con un grupo fosfato unido. Bajo la acción de la coenzima nad +, las moléculas de fosfato de azúcar se convierten en moléculas de piruvato de tres carbonos. la molécula nad + se convierte en nadh, y las moléculas atp se sintetizan a partir de adp.

El ciclo de Krebs también se denomina ciclo del ácido cítrico, y completa la descomposición de la molécula de glucosa al tiempo que genera más moléculas atp. para cada grupo de piruvato, una molécula de nad + se oxida a nadh, y la coenzima a entrega un grupo acetilo al ciclo de Krebs mientras libera una molécula de dióxido de carbono.

Para cada vuelta del ciclo a través del ácido cítrico y sus derivados, el ciclo produce cuatro moléculas nadh para cada entrada de piruvato. al mismo tiempo, la moda de la molécula toma dos hidrógenos y dos electrones para convertirse en fadh2, y se liberan dos moléculas más de dióxido de carbono. Finalmente, se produce una molécula atp por vuelta del ciclo.

Debido a que cada molécula de glucosa produce dos grupos de entrada de piruvato, se necesitan dos vueltas del ciclo de Krebs para metabolizar una molécula de glucosa. estos dos giros producen ocho moléculas nadh, dos moléculas fadh2 y seis moléculas de dióxido de carbono.

La fase final de la respiración celular, la cadena de transporte de electrones o etc. , utiliza oxígeno y las enzimas producidas por el ciclo de Krebs para sintetizar un gran número de moléculas atp en un proceso llamado fosforilación oxidativa . nadh y fadh2 donan electrones a la cadena inicialmente, y una serie de reacciones acumula energía potencial para crear moléculas atp.

En primer lugar, las moléculas nadh se convierten en nad + a medida que donan electrones al primer complejo proteico de la cadena. Las moléculas fadh2 donan electrones e hidrógenos al segundo complejo proteico de la cadena y se convierten en moda. Las moléculas nad + y fad se devuelven al ciclo de krebs como entradas.

a medida que los electrones viajan por la cadena en una serie de reacciones de reducción y oxidación o redox , la energía liberada se utiliza para bombear proteínas a través de una membrana, ya sea la membrana celular para procariotas o en las mitocondrias para eucariotas . cuando los protones se difunden de nuevo a través de la membrana a través de un complejo de proteínas llamado atp sintasa, la energía de los protones se utiliza para unir un grupo fosfato adicional para formar moléculas atp.

atp se produce en cada etapa de la respiración celular, pero las dos primeras etapas se centran en sintetizar sustancias para el uso de la tercera etapa donde se produce la mayor parte de la producción de atp. la glucólisis primero usa dos moléculas de atp para la división de una molécula de glucosa, pero luego crea cuatro moléculas de atp para una ganancia neta de dos. el ciclo de Krebs produjo dos moléculas atp más para cada molécula de glucosa utilizada. finalmente, el etc. utiliza donantes de electrones de las etapas anteriores para producir 34 moléculas de atp.

Las reacciones químicas de la respiración celular, por lo tanto, producen un total de 38 moléculas atp para cada molécula de glucosa que ingresa a la glucososis. en algunos organismos, se usan dos moléculas de atp para transferir nadh de la reacción de glucólisis en la célula a las mitocondrias. la producción total de atp para estas células es de 36 moléculas atp.

En general, las células necesitan atp para obtener energía, pero hay varias formas en que se usa la energía potencial de los enlaces fosfato de la molécula atp. Las características más importantes de atp son:

• Puede crearse en una celda y usarse en otra.
• Puede ayudar a romper y construir moléculas complejas.
• Se puede agregar a las moléculas orgánicas para cambiar su forma. Todas estas características afectan cómo una célula puede usar diferentes sustancias.

El tercer enlace del grupo fosfato es el más energético , pero según el proceso, una enzima puede romper uno o dos de los enlaces fosfato. esto significa que los grupos fosfato se unen temporalmente a las moléculas de la enzima y se produce adp o amp. Las moléculas adp y amp son cambiadas más tarde a atp durante la respiración celular. Las moléculas enzimáticas transfieren los grupos fosfato a otras moléculas orgánicas.

atp se encuentra en todos los tejidos vivos y puede atravesar las membranas celulares para suministrar energía donde los organismos la necesitan. Tres ejemplos de uso de atp son la síntesis de moléculas orgánicas que contienen grupos fosfato, reacciones facilitadas por el atp y el transporte activo de moléculas a través de las membranas. en cada caso, atp libera uno o dos de sus grupos fosfato para permitir que el proceso tenga lugar.

por ejemplo, las moléculas de ADN y ARN están formadas por nucleótidos que pueden contener grupos fosfato. las enzimas pueden separar los grupos fosfato de atp y agregarlos a los nucleótidos según sea necesario.

Para procesos que involucran proteínas, aminoácidos o productos químicos utilizados para la contracción muscular, atp puede unir un grupo fosfato a una molécula orgánica. El grupo fosfato puede eliminar partes o ayudar a hacer adiciones a la molécula y luego liberarla después de cambiarla. En las células musculares, este tipo de acción se lleva a cabo para cada contracción de la célula muscular.

en el transporte activo, atp puede atravesar las membranas celulares y traer otras sustancias con él. También puede unir grupos de fosfato a moléculas para cambiar su forma y permitirles pasar a través de las membranas celulares. sin atp, estos procesos se detendrían y las células ya no podrían funcionar.