Definición e Importancia del ATP en el Metabolismo

El trifosfato de adenosina o ATP a menudo se denomina la moneda energética de la célula porque esta molécula juega un papel clave en el metabolismo, particularmente en la transferencia de energía dentro de las células. La molécula actúa para acoplar la energía de los procesos exergónicos y endergónicos, lo que hace que las reacciones químicas energéticamente desfavorables puedan continuar.

Reacciones Metabólicas Que Involucran ATP

El trifosfato de adenosina se usa para transportar energía química en muchos procesos importantes, que incluyen:

• respiración aeróbica (glucólisis y ciclo del ácido cítrico)
• fermentación
• división celular
• fotofosforilación
• motilidad (por ejemplo, acortamiento de los puentes cruzados de filamentos de miosina y actina, así como la construcción del citoesqueleto)
• exocitosis y endocitosis
• fotosíntesis
• síntesis de proteínas

Además de las funciones metabólicas, el ATP está implicado en la transducción de señales. Se cree que es el neurotransmisor responsable de la sensación del gusto. El sistema nervioso central y periférico humano, en particular, se basa en la señalización de ATP. El ATP también se añade a los ácidos nucleicos durante la transcripción.

El ATP se recicla continuamente, en lugar de gastarse. Se convierte de nuevo en moléculas precursoras, por lo que se puede usar una y otra vez. En los seres humanos, por ejemplo, la cantidad de ATP reciclada diariamente es aproximadamente la misma que el peso corporal, aunque el ser humano promedio solo tiene aproximadamente 250 gramos de ATP. Otra forma de verlo es que una sola molécula de ATP se recicla de 500 a 700 veces al día. En cualquier memento, la cantidad de ATP más ADP es bastante constante. Esto es importante ya que el ATP no es una molécula que pueda almacenarse para su uso posterior.​

El ATP se puede producir a partir de azúcares simples y complejos, así como de lípidos a través de reacciones redox. Para que esto ocurra, los carbohidratos primero deben descomponerse en azúcares simples, mientras que los lípidos deben descomponerse en ácidos grasos y glicerol. Sin embargo, la producción de ATP está altamente regulada. Su producción se controla a través de la concentración de sustrato, los mecanismos de retroalimentación y el impedimento alostérico.

Estructura de ATP

Como lo indica el nombre molecular, el trifosfato de adenosina consiste en tres grupos fosfato (tri-prefijo antes del fosfato) conectados a la adenosina. La adenosina se produce uniendo el átomo de nitrógeno 9' de la adenina base de purina al carbono 1 ' de la ribosa de azúcar pentosa. Los grupos fosfato están unidos conectando y oxígeno de un fosfato al carbono 5' de la ribosa. Comenzando con el grupo más cercano al azúcar ribosa, los grupos fosfato se denominan alfa (α), beta (β) y gamma (γ). La eliminación de un grupo fosfato da como resultado difosfato de adenosina (ADP) y la eliminación de dos grupos produce monofosfato de adenosina (AMP).

Cómo Produce Energía el ATP

La clave para la producción de energía radica en los grupos fosfato. La ruptura del enlace fosfato es una reacción exotérmica. Entonces, cuando el ATP pierde uno o dos grupos fosfato, se libera energía. Se libera más energía rompiendo el primer enlace fosfato que el segundo.

ATP + H₂O → ADP + Pi + Energía (Δ G = -30,5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + Energía (Δ G = -45,6 kJ.mol^-1)

La energía que se libera se acopla a una reacción endotérmica (termodinámicamente desfavorable) para darle la energía de activación necesaria para continuar.

Datos de ATP

El ATP fue descubierto en 1929 por dos grupos independientes de investigadores: Karl Lohmann y también Cyrus Fiske/Yellapragada Subbarow. Alexander Todd sintetizó por primera vez la molécula en 1948.