Adenosín trifosfato
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El trifosfato de adenosina (ATP) o adenosín trifosfato es una molécula que consta de una purina (adenina), un azúcar (ribosa), y tres grupos fosfato. Gran cantidad de energía para las funciones biológicas se almacena en los enlaces de alta energía que unen los grupos fosfato y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos se separan de las moléculas de ATP. El compuesto resultante de la pérdida de un fosfato se llama difosfato de adenosina, adenosín difosfato o ADP; si se pierden dos se llama monofosfato de adenosina, adenosín monofosfato o AMP, respectivamente.
[editar] ATP y metabolismo
El acoplamiento entre las reacciones exergónicas (que liberan energía al medio) y endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto constituyen el metabolismo celular:
Las reacciones endergónicas se manifiestan durante los procesos anabólicos; de manera que, requieren que se le añada energía a los reactivos (sustratos o combustibles metabólicos), i.e., se le suma energía (contiene más energía libre que los reactivos). Por otro lado, durante las recciones exergónicas se libera energía como resultado de los procesos químicos (e.g., el catabolismo de macromoléculas). La energía libre se encuentra en un estado organizado, disponible para trabajo biológico útil. Las reacciones endergónicas se llevan a cabo con la energía liberada por las reacciones exergónicas. Las reacciones exergónicas pueden estar acopladas con reacciones endergónicas. Reacciones de oxidacion-reduccion (redox) son ejemplos de reacciones exergónicas y endergónicas acopladas.
Los organismos pluricelulares del Reino Animal nos alimentamos principalmente de metabolitos complejos (proteínas, lípidos, glúcidos) que degradamos a lo largo del tracto intestinal, de modo que a las células llegan metabolitos menos complejos que los ingeridos.
En la célula son oxidados por una serie de reacciones químicas degradativas (catabolismo). Como productos del catabolismo se obtienen metabolitos simples y energía. Ambos son los precursores para la síntesis de los componentes celulares. Todo el conjunto de reacciones de síntesis se llama anabolismo. En el catabolismo (oxidación) se produce una liberación de electrones que son captados por moléculas transportadoras de electrones como el NAD+ (que al aceptar electrones se reduce a NADH).
Por otra parte, la energía liberada queda retenida en su mayoría en el ATP.
La síntesis (anabolismo) de los compuestos celulares se realiza con los metabolitos simples, utilizando la energía contenida en el ATP y los electrones contenidos en el NADH, ya que éste es un proceso reductivo (toma electrones). El ATP es esa moneda de intercambio energético debido a su estructura química. Cuando se hidrolisa libera mucha energía que va a ser captada por las enzimas que catalizan las reacciones de biosíntesis.
[editar] ¿Por qué los enlaces del ATP tienen tanta tendencia a hidrolizarse?
Veamos la molécula de ATP y su hidrólisis a ADP + Pi:
Se puede representar así: A-P~P~P
Donde “~” son los enlaces anhídrido de ácido, que son de alta energía. En la hidrólisis del ATP se está hidrolizando uno de esos enlaces anhídrido de ácido. Esto libera gran energía, concretamente 7'7kcal/mol. Es decir:
- ΛG = -7,7 kcal/mol
Es una reacción muy exergónica. Su <math> k_{eq} </math> es 11.
Así se comprende que el ATP tiene tendencia a hidrolizarse de forma natural y liberar energía.
[editar] Razones químicas de la tendencia a la hidrólisis del ATP
Las razones químicas de esa tendencia son tres:
- Energía de estabilización por resonancia: viene dada por la deslocalización electrónica, es decir, que debido a la distinta electronegatividad entre el P y el O, existe un desplazamiento de los electrones de los dobles enlaces hacia el O. En el enlace doble tienen cierto carácter de sencillo y viceversa.
Pues bien, la energía de estabilización por resonancia es más alta en los productos de hidrólisis que en el ATP. Esto se debe fundamentalmente a que los electrones π (los puntos rojos en los O) de los oxígenos puente entre los P son fuertemente atraídos por los grupos fosfóricos.
La competencia por los electrones π crea una tensión en la molécula; ésta es evidentemente menor (o está ausente) en los productos de hidrólisis. Por lo tanto, hay mayor energía de estabilización por resonancia en los productos de hidrólisis. - Tensión eléctrica entre las cargas negativas vecinas existente en el ATP (las flechas entre los O de los Pi). Esa tensión es evidentemente menor en los productos de hidrólisis.
- Solvatación: la tendencia natural es hacia una mayor solvatación. La energía de solvatación es mayor en los productos de hidrólisis que en el ATP.
En la célula existen muchos enlaces de alta energía, la mayoría de los cuales son enlaces fosfato. El ATP ocupa una posición intermedia entre los fosfatos de alta energía.
Una de las más importantes funciones del ATP es dar el paso para que ingresen las sustancias a la celula.
ar:أدينوسين ثلاثي الفوسفات be:Адэназінтрыфосфарная кіслата bg:Аденозинтрифосфат ca:Trifosfat d'adenosina cs:Adenosintrifosfát da:Adenosintrifosfat de:Adenosintriphosphat en:Adenosine triphosphate et:Adenosiintrifosfaat fi:Adenosiinitrifosfaatti fr:Adénosine triphosphate gl:ATP he:ATP hr:Adenozin trifosfat hu:Adenozin-trifoszfát id:Adenosin trifosfat is:Adenósínþrífosfat it:Adenosintrifosfato ja:アデノシン三リン酸 ko:아데노신 삼인산 ksh:Adenosiin Trifoßfaat lb:Adenosintriphosphat lt:ATP mk:Аденозин трифосфат nl:Adenosinetrifosfaat no:Adenosintrifosfat pl:Adenozynotrifosforan pt:Adenosina tri-fosfato ru:Аденозинтрифосфорная кислота sh:Adenozin trifosfat simple:Adenosine Triphosphate sk:Adenozíntrifosfát sl:Adenozintrifosfat sr:Аденозин трифосфат su:Adénosin trifosfat sv:Adenosintrifosfat tr:Adenozin trifosfat uk:Аденозинтрифосфат vi:ATP (hóa học) zh:三磷酸腺苷
