Definición de ATP
El adenosín trifosfato, también conocido como ATP, es una molécula que suministra energía dentro de las células. Es la principal monedaenergética de la célula y es un producto final de los procesos de fotofosforilación (adición de un grupo fosfato a una molécula utilizando energía de la luz), respiración celular y fermentación. Todos los seres vivos usan ATP. Además de usarse como fuente de energía, también se usa en vías de transducción de señales para la comunicación celular y se incorpora al ácido desoxirribonucleico (ADN) durante la síntesis de ADN.
Estructura de ATP
Este es un diagrama clásico de la estructura del ATP. Está formado por la molécula adenosina (que a su vez está formada por adenina y una ribosa) y tres grupos fosfato. Es soluble en agua y tiene un alto contenido energético debido a que tiene dos enlaces fosfoanhídrido que conectan los tres grupos fosfato.
Funciones de ATP
Fuente de energía
El ATP es el principal portador de energía que se utiliza para todas las actividades celulares. Cuando el ATP se hidroliza y se convierte en difosfato de adenosina (ADP), se libera energía. La eliminación de un grupo fosfato libera 7.3 kilocalorías por mol, o 30.6 kilojulios por mol, en condiciones estándar. Esta energía impulsa todas las reacciones que tienen lugar dentro de la célula. El ADP también se puede convertir nuevamente en ATP para que la energía esté disponible para otras reacciones celulares.
El ATP se produce a través de distintos métodos. La fotofosforilación es un método específico para plantas y cianobacterias. Es la creación de ATP a partir de ADP utilizando energía de la luz solar y ocurre durante la fotosíntesis . El ATP también se forma a partir del proceso de respiración celular en las mitocondrias de una célula. Esto puede ser a través de la respiración aeróbica, que requiere oxígeno, o la respiración anaeróbica, que no lo requiere . La respiración aeróbica produce ATP (junto con dióxido de carbono y agua) a partir de glucosa y oxígeno. La respiración anaeróbica utiliza sustancias químicas distintas del oxígeno, y este proceso es utilizado principalmente por arqueas y bacterias.que viven en ambientes anaeróbicos. La fermentación es otra forma de producir ATP que no requiere oxígeno; es diferente de la respiración anaeróbica porque no utiliza una cadena de transporte de electrones . La levadura y las bacterias son ejemplos de organismos que utilizan la fermentación para generar ATP.
Transducción de señales
El ATP es una molécula de señalización utilizada para la comunicación celular. Las quinasas, que son enzimas que fosforilan moléculas, utilizan ATP como fuente de grupos fosfato. Las quinasas son importantes para la transducción de señales, que es la forma en que se transmite una señal física o química desde los receptores en el exterior de la célula al interior de la célula. Una vez que la señal está dentro de la celda, la celda puede responder apropiadamente. Las células pueden recibir señales para crecer, metabolizarse, diferenciarse en tipos específicos o incluso morir.
Síntesis de ADN
Labase nitrogenada adenina es parte de la adenosina, una molécula que se forma a partir de ATP y se coloca directamente en el ARN. Las otras nucleobases en el ARN, citosina, guanina y uracilo, se forman de manera similar a partir de CTP, GTP y UTP. La adenina también se encuentra en el ADN y su incorporación es muy similar, excepto que el ATP se convierte en trifosfato de desoxiadenosina (dATP) antes de formar parte de una cadena de ADN.
ATP, ADP, AMP, cAMP
Otras moléculas están relacionadas con el ATP y tienen nombres similares, como difosfato de adenosina (ADP), monofosfato de adenosina (AMP) y AMP cíclico (AMPc). Para evitar confusiones, es importante conocer algunas diferencias entre estas moléculas.
ADP
El difosfato de adenosina (ADP), que a veces también se conoce como pirofosfato de adenosina (APP), especialmente en química, ya se ha mencionado en este artículo. Se diferencia del ATP porque tiene dos grupos fosfato. El ATP se convierte en ADP con la pérdida de un grupo fosfato y esta reacción libera energía. El propio ADP se forma a partir de AMP. El ciclo entre ADP y ATP durante la respiración celular proporciona a las células la energía necesaria para realizar actividades celulares.
AMP
El monofosfato de adenosina (AMP), también llamado ácido 5′-adenílico, tiene solo un grupo fosfato. Esta molécula se encuentra en el ARN y contiene adenina, que es parte del código genético. Puede producirse junto con ATP a partir de dos moléculas de ADP o por hidrólisis de ATP. También se forma cuando se descompone el ARN. Puede convertirse en ácido úrico, que es un componente de la orina, y excretarse a través de la vejiga.
AMPc
El monofosfato de adenosina cíclico (AMPc) se deriva del ATP y es otro mensajero utilizado para la transducción de señales y la activación de ciertas proteínas quinasas. Se puede dividir en AMP. Las vías de cAMP pueden desempeñar un papel en ciertos cánceres como el carcinoma . En las bacterias, tiene un papel en su metabolismo. Cuando una célula bacteriana no produce suficiente energía (por una cantidad insuficiente de glucosa, por ejemplo), se producen niveles elevados de AMPc y esto activa genes que utilizan fuentes de energía distintas de la glucosa.
Términos de biología relacionados con adenosín trifosfato
- Respiración celular : la energía de los nutrientes se convierte en ATP.
- Transducción de señales : transmisión de señales del exterior al interior de una célula.
- Hidrólisis : romper un enlace en una molécula y dividirlo en moléculas más pequeñas a través de una reacción con agua.
- Quinasa : enzima que transfiere un grupo fosfato del ATP a otra molécula.
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