ATP

ATP como fuente de energía en los sistemas biológicos

EL ADENOSINTRIFOSFATO (ATP) se conoce como la «moneda energética» de la célula, ya que los enlaces entre los fosfatos son muy ricos en energía. Cuando se rompen estos enlaces se desprende gran cantidad de energía. De la misma manera, si en un proceso metabólico (por ejemplo, en la glucólisis) se desprende energía, ésta es captada en forma de ATP para su posterior utilización

La contracción muscular (esquelética) sólo es posible utilizando la energía que es liberada al descomponerse el ATP (Adenosín trifosfato) bajo la acción de una enzima (ATPasa). En presencia de la ATPasa el ATP se descompone en ADP (Adenosín difosfato) más P (Fósforo) más ENERGIA (de esta última, una parte se utiliza al realizar trabajo y otra parte variable en su magnitud se pierde en forma de calor).
Las reservas de ATP en los músculos, apenas alcanzan para unas cuantas contracciones. Estas reservas deben ser mantenidas por generación continua de ATP, fenómeno que ocurre gracias a la combustión de los alimentos en presencia de oxígeno. En trabajos un poco más prolongados el músculo dispone de otro fosfato rico en energía (Creatinfosfato), que al desdoblarse libera Energía y reconstituye el ADP en ATP.
Esa energía almacenada (como ATP y Creatinfosfato) puede compararse por analogía con la batería de un automóvil, ella alcanza para iniciar el trabajo muscular, pudiendo realizarse con esa energía almacenada trabajo durante 5 a 8 segundos. Esto puede ser suficiente para actividades deportivas como lanzamiento de disco, de martillo, salto alto, salto largo, etc., pero no para actividades musculares que duran más allá del tiempo mencionado, a menos de que este sistema (o reserva energética) sea nuevamente llenado

Las moléculas complejas tienen un alto contenido en energía potencial que al degradarlas se desprende. Esto es termodinámicamente favorable. Si las reacciones de degradación no están acopladas a otras la energía se pierde en forma de calor, lo que no es útil (los seres vivos son isotérmicos). Se transporta la energía desde donde se produce hasta donde se necesita acoplando los procesos. Las reacciones favorables producen el intermediario que luego las desfavorables usan. Para que el metabolismo sea versátil el intermediario ha de ser único, el ATP.

ESTRUCTURA

Es un nucleósido trifosfato derivado de la adenina. a pH fisiológico tiene una carga negativa en cada grupo fosfato. Los grupos fosfato se unen mediante enlaces fosfoanhidrilo. Si en lugar de tres tiene dos fosfatos es ADP y si tiene uno es AMP.

HIDROLISIS DE ATP Y ENEGÍA LIBRE

Cuando el grupo fosfato terminal (PO43-) simbolizado por P, es hidrolizado por la adición
de la molécula de agua, la reacción general libera energía, la cual es usada por la célula como
combustible para realizar sus funciones. La enzima que cataliza la hidrólisis de ATP se denomina
ATPasa. La remoción del grupo fosfato terminal deja una molécula llamada adenosindifosfato
(ADP).

Las células utilizan de manera constante la energía proporcionada por el catabolismo del
ATP en ADP. Cuando la provisión de ATP debe limitarse, la enzima sintetasa cataliza la adición deun grupo fosfato en el ADP, y se reconstruye el ATP.

El cambio de Energía libre.G o' = -7,3 Kcal/mol --> muy exergónica (elG de una célula viva está en - 12 Kcal/mol)

HIDROLISIS DE ATP ACOPLADA A LAS REACCIONES BIOQUIMICAS NO ESPONTÁNEAS

En la sintesis de proteínas se necesita la hisrolisis de ATP como vemos a continuación:

NADH Y FADH como fuentes de poder reductor

Oxidación del sustrato nutriente: reacciones catalizadas por enzimas deshidrogenasas que eliminan electrones. Como las proteínas están formadas por aminoácidos que no tiene ninguna cadena lateral adecuada para el transporte electrónico, los enzimas necesitan un cofactor para el transporte. Son dos dinucloeótidos, el NAD+ y el FAD. Una vez recogidos los electrones dan lugar a la forma reducida del cofactor, NADH y FADH2. En esta etapa se sintetiza ATP

Los cofactores son oxidados por el O2que recoge los electrones y se reduce a H2O. Los cofactores se reoxidan, NAD+ y FAD y se vuelven a usar. Se sintetiza mucho más ATP que en la etapa anterior.
Como el trabajo es continuo pero el aporte de energía no lo es, el ATP ni se almacena ni se transporta, sino que se produce cuando ser necesita. Cuando sobra energía se aumentan las reservas energéticas.