Diferencia entre revisiones de «Adenosín trifosfato»

Adenosín triosfato
	; Estructura de trifosfato de adenosina (FNI), protonado.
	; Modelo de bolas y varillas del FNI.
General
Otros nombres	trifosfato de adenosina
Símbolo químico	FNI
Fórmula estructural	Ver primera imagen
Fórmula molecular	C10H16N5O13P3
Identificadores
ChEBI	15422
ChEMBL	CHEMBL14249
ChemSpider	5742
DrugBank	DB00171
PubChem	5957
UNII	8L70Q75FXE
KEGG	C00002 D08646, C00002
	InChI InChI=InChI=1S/C10H16N5O13P3/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-7(17)6(16)4(26-10)1-25-30(21,22)28-31(23,24)27-29(18,19)20/h2-4,6-7,10,16-17H,1H2,(H,21,22)(H,23,24)(H2,11,12,13)(H2,18,19,20)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1; Key: ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N
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El trifosfato de adenosina (adenosín trifosfato, del inglés adenosine triphosphate o FNI) es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de un azúcar de tipo pentosa, la ribosa, que en su carbono 5 tiene enlazados tres grupos fosfato. Es la principal fuente de energía para la mayoría de las funciones celulares.

Se produce durante la fotorrespiración y la respiración celular, y es consumido por muchas enzimas en la catálisis de numerosos procesos químicos. Su fórmula molecular es C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃.

Descubrimiento

El trifosfato de adenosina fue hallado por primera vez en el músculo humano en 1929 en los Estados Unidos por Cyrus H. Fiske y Yellapragada Subbarao, e independientemente, en Alemania por Karl Lohman.^{[cita requerida]} Sin embargo, hasta diez años más tarde no empezó a reconocerse el papel central del ATP en la transferencia de energía. En 1941, Fritz Lipmann (Premio Nobel, 1953) ayudado por las contribuciones de Herman Kalckar, apuntó la hipótesis de la naturaleza cíclica del papel del ATP en los procesos bioenergéticos escribiendo:

No se pueden dar respuestas definidas a la pregunta de cómo opera el alto potencial del grupo fosfato como promotor de varios procesos, si bien, solo se puede reconocer una interconexión más o menos estrecha con el recambio del fosfato. El ciclo metabólico es comparable a una máquina que genera corriente eléctrica. De hecho, parece que en la organización celular, la «corriente» de fosfato juega un papel similar al de corriente eléctrica en la vida de los seres humanos. Y es también una forma de energía utilizada para todos los fines.^[1]

Función en la fotosíntesis

Entre las reacciones químicas de la fotosíntesis de las plantas, la clorofila utiliza la luz del Sol para impulsar una cadena de reacciones que almacena la energía, en forma de energía química, en la molécula cargada de energía del ATP. La energía química guardada en el ATP es utilizada por la planta en muchas reacciones químicas cuando la planta necesita energía para impulsar una reacción de este tipo, y muchas veces la toma del ATP, que al cederla se "gasta" (se transforma en una molécula de más baja energía llamada ADP). La planta puede utilizar muchas moléculas como fuente de energía química (por ejemplo puede utilizar las moléculas de almacenamiento, como el almidón de las plantas terrestres, o las de transporte, la sacarosa), pero muchas veces, como primer paso, la molécula seleccionada para esto debe transferirle su energía al ATP: mediante unas reacciones químicas la molécula pierde su energía química y a cambio el ADP se carga de energía química en forma de ATP.^[2]

De los productos de la fotosíntesis, el oxígeno no se utiliza y es liberado al medio. A partir de los productos de la fotosíntesis, se pueden continuar las reacciones químicas de biosíntesis para construir todas las demás moléculas que necesita la planta (anabolismo). La glucosa y sus derivados, son utilizados por la planta de dos maneras: por un lado los utiliza como componentes estructurales, con los que se forma el cuerpo físico de cada célula de la planta (en forma de celulosa); y por otro lado, los utiliza como fuente de energía química, por ejemplo para formar más ATP cuando éste escasea. Si bien, durante el proceso de fotosíntesis, la planta toma algo de la energía de la luz del Sol para formar ATP, ésta no le alcanza para cubrir sus necesidades (en especial en los momentos en que la planta no está expuesta a la luz, y en los órganos que no son fotosintéticos), por lo que debe recurrir a la glucosa y otros derivados almacenados o transportados para utilizarlos como fuente de energía química, principalmente en el proceso llamado respiración celular, donde las plantas también respiran oxígeno.

Hidrólisis

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. La formación de nuevos enlaces en la hidrólisis permite la liberación de gran energía, exactamente 7,7 kcal/mol. Es decir:

ΔG = -7,7 kcal/mol ó - 31 KJ/mol aproximadamente, que es lo mismo.

Es una reacción muy exergónica. Su $k_{eq}$ es 11.

Así se comprende que el ATP tiene tendencia a hidrolizarse de forma natural y liberar energía.

Razones químicas de la tendencia a la hidrólisis

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.
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 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 que almacena, en forma de energía potencial química, gran cantidad de energía para las funciones biológicas, y se liberan cuando uno o dos de los fosfatos se separan de las moléculas de ATP.

Véase también

Referencias

↑ Amstong, Frank; Bennett, Thomas (1982). Biochemistry. biblioteca UNAM: Oxford University. p. 232. ISBN -84-291-7008-1.
↑ Johnson, Alexander; Alberts, Bruce (2002). Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Science. pp. Chapter 2.

Enlaces externos

Adenosina trifosfato (ATP), artículo en Coenzima.com
Amstrong Frank, Bennett Thomas. Biochemistry. Oxford University Press. New York. 1982. Páginas 523, página consultada 232.

Plantilla:Cofactores enzimáticos

[1] Amstong, Frank; Bennett, Thomas (1982). Biochemistry. biblioteca UNAM: Oxford University. p. 232. ISBN -84-291-7008-1.

[2] Johnson, Alexander; Alberts, Bruce (2002). Molecular Biology of the Cell. New York: Garland Science. pp. Chapter 2.

[1]

[2]

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