Características de la ATP

El adenosín trifosfato (atp) es posiblemente la molécula más importante en el estudio de la bioquímica, ya que toda la vida cesaría inmediatamente si esta sustancia relativamente simple desapareciera de la existencia. atp se considera la "moneda de energía" de las células porque, independientemente de lo que ingrese a un organismo como fuente de combustible (p. ej., alimentos en animales, moléculas de dióxido de carbono en las plantas), en última instancia se utiliza para generar atp, que luego está disponible para generar energía. Todas las necesidades de la célula y, por ende, el organismo en su conjunto.

atp es un nucleótido, lo que le da versatilidad en las reacciones químicas. Las moléculas (de las cuales sintetizar atp) están ampliamente disponibles en las células. en la década de 1990, atp y sus derivados se estaban utilizando en entornos clínicos para tratar diversas afecciones y se siguen explorando otras aplicaciones. Dado el papel crucial y universal de esta molécula, aprender sobre la producción de atp y su importancia biológica ciertamente vale la energía que gastará en el proceso.

En la medida en que los nucleótidos tienen algún tipo de reputación entre los entusiastas de la ciencia que no son bioquímicos capacitados, probablemente son más conocidos como monómeros , o pequeñas unidades repetitivas, a partir de las cuales se producen los ácidos nucleicos , los polímeros largos dna y rna.

los nucleótidos consisten en tres grupos químicos distintos: un azúcar de cinco carbonos o ribosa, que en la ADN es desoxirribosa y en el ARN es la ribosa; una base nitrogenada o rica en átomos de nitrógeno; y de uno a tres grupos fosfato. el primer (o único) grupo fosfato está unido a uno de los carbonos en la porción de azúcar, mientras que cualquier grupo fosfato adicional se extiende hacia afuera de los existentes para formar una mini-cadena. Un nucleótido sin fosfatos, es decir, desoxirribosa o ribosa conectado a una base nitrogenada, se denomina nucleósido .

Las bases nitrogenadas vienen en cinco tipos, y determinan tanto el nombre como el comportamiento de los nucleótidos individuales. estas bases son adenina, citosina, guanina, timina y uracilo. la timina aparece solo en el ADN, mientras que en el ARN, el uracilo aparece donde la timina aparecería en el ADN.

Todos los nucleótidos tienen abreviaturas de tres letras. el primero significa la base presente, mientras que los dos últimos indican el número de fosfatos en la molécula. así, atp contiene adenina como su base y tiene tres grupos fosfato.

Sin embargo, en lugar de incluir el nombre de la base en su forma nativa, el sufijo "-ine" se reemplaza por "-osina" en el caso de los nucleótidos que contienen adenina; Se producen pequeñas desviaciones similares para los otros nucleósidos y nucleótidos.

por lo tanto, amp es monofosfato de adenosina y adp es difosfato de adenosina . ambas moléculas son importantes en el metabolismo celular por sí mismas, además de ser precursoras o productos de degradación de atp.

atp se identificó por primera vez en 1929. Se encuentra en cada célula de cada organismo, y es el medio químico de los seres vivos para almacenar energía. Se genera principalmente por la respiración celular y la fotosíntesis, la última de las cuales se produce solo en plantas y ciertos organismos procarióticos (formas de vida unicelulares en los dominios arqueas y bacterias).

El atp generalmente se discute en el contexto de reacciones que involucran anabolismo, o procesos metabólicos que sintetizan moléculas más grandes y más complejas a partir de moléculas más pequeñas, o catabolismo, o procesos metabólicos que hacen lo contrario y descomponen moléculas más grandes y complejas en otras más pequeñas.

atp, sin embargo, también da una mano a la célula en otras formas que no están directamente relacionadas con su energía contribuyente a las reacciones; por ejemplo, atp es útil como una molécula mensajera en varios tipos de señalización celular y puede donar grupos fosfato a moléculas fuera del reino del anabolismo y el catabolismo.

glucólisis: los procariotas, como se señaló, son organismos unicelulares, y sus células son mucho menos complejas que las de la otra rama superior del árbol organizativo de la vida, los eucariotas (animales, plantas y hongos). como tales, sus necesidades energéticas son bastante modestas en comparación con las de los procariotas. prácticamente todos ellos obtienen su atp por completo de la glucólisis, la degradación en el citoplasma celular de la glucosa de azúcar de seis carbonos en dos moléculas de piruvato de molécula de tres carbonos y dos atp.

De manera importante, la glucólisis incluye una fase de "inversión" que requiere la entrada de dos atp por molécula de glucosa, y una fase de "recompensa" en la que se generan cuatro atp (dos por molécula de piruvato).

así como atp es la moneda de energía de todas las células, es decir, la molécula en la que se puede almacenar la energía a corto plazo para su uso posterior, la glucosa es la fuente de energía definitiva para todas las células. en procariotas, sin embargo, la finalización de la glucólisis representa el final de la línea de generación de energía.

Respiración celular: en las células eucariotas, la parte atp solo comienza al final de la glucólisis porque estas células tienen mitocondrias , organelas con forma de balón de fútbol que usan oxígeno para generar mucho más atp que la glucólisis sola.

La respiración celular, también llamada respiración aeróbica ("con oxígeno"), comienza con el ciclo de Krebs . esta serie de reacciones que ocurren dentro de las mitocondrias combina la molécula de dos carbonos acetil coa , un descendiente directo de piruvato, con oxaloacetato para crear citrato , que se reduce gradualmente de una estructura de seis carbonos a oxaloacetato, creando una pequeña cantidad de atp pero Una gran cantidad de portadores de electrones .

estos portadores (nadh y fadh ₂ ) participan en el siguiente paso de la respiración celular, que es la cadena de transporte de electrones o ect. el ect se lleva a cabo en la membrana interna de las mitocondrias y, a través de un acto sistemático de electrones, produce una producción de 32 a 34 atp por cada molécula de glucosa "corriente arriba".

fotosíntesis: este proceso, que se desarrolla en los cloroplastos de las células vegetales que contienen pigmento verde , requiere luz para funcionar. utiliza co ₂ extraído del entorno externo para generar glucosa (las plantas, después de todo, no pueden "comer"). las células de las plantas también tienen mitocondrias, por lo que después de las plantas, en efecto, hacen su propio alimento en la fotosíntesis, luego sigue la respiración celular.

en un momento dado, el cuerpo humano contiene aproximadamente 0,1 moles de atp . un lunar es aproximadamente 6.02 × 10 ²³ partículas individuales; la masa molar de una sustancia es el peso de un mol de esa sustancia en gramos, y el valor para atp es un poco más de 500 g / mol (poco más de una libra). la mayor parte de esto proviene directamente de la fosforilación de adp.

Las células de una persona típica engullen alrededor de 100 a 150 moles por día de atp, o alrededor de 50 a 75 kilogramos, ¡más de 100 a 150 libras! esto significa que la cantidad de facturación de atp en un día en una persona dada es aproximadamente 100 / 0.1 a 150 / 0.1 mol, o 1,000 a 1,500 mol.

porque atp está literalmente en todas partes en la naturaleza y participa en una amplia gama de procesos fisiológicos, incluyendo la transmisión nerviosa, la contracción muscular, la función cardíaca, la coagulación de la sangre, la dilatación de los vasos sanguíneos y el metabolismo de los carbohidratos; se ha explorado su uso como "medicamento". por ejemplo, la adenosina, el nucleósido correspondiente a atp, se usa como un fármaco cardíaco para mejorar el flujo sanguíneo de los vasos cardíacos en situaciones de emergencia, y para fines del siglo 20 se estaba examinando como un posible analgésico (es decir, control del dolor). agente).