El adenosín trifosfato (ATP, adenosine triphosphate) es un nucleótido fundamental en la obtención de energía celular. Está formado por una base nitrogenada (adenina) unida al carbono 1 de una 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. Es consumido por muchas enzimas en la catálisis (proceso por el cual se aumenta la velocidad de una reacción química debido a un catalizador) de numerosos procesos químicos.
Su fórmula molecular es C10H16N5O13P3
Fue descubierto por Karl Lohmann, en 1929; y fue propuesto como principal molécula de transferencia de energía en la célula por Albert Lipmann, en 1941.
Propiedades y estructura:
La estructura de la molécula consiste en una base purina (adenina) enlazada al carbono 1 de un azúcar pentosa. Los tres grupos fosfato se unen al átomo de carbono 5 de la pentosa. Los grupos fosforilo se conocen como fosfatos alfa (α), beta (β) y gamma (γ), siendo alfa el más cercano a la ribosa.
El ATP es altamente soluble en agua y muy estable en soluciones de pH entre 6.8 y 7.4, pero se hidroliza rápidamente a pH extremo. Por eso se almacena mejor como una sal anhidra (que no contiene agua).
Su masa molecular es de 507,181 g/mol y su acidez es de 6.5. Es una molécula inestable y tiende a ser hidrolizada en el agua. Si el ATP y el ADP se encuentran en equilibrio químico, casi todos los ATP acabarán siendo ADP. Las concentraciones de ATP son miles de veces superiores a las de ADP. Este desplazamiento del equilibrio significa que la hidrólisis de ATP en la célula genera una gran cantidad de energía.
Es erróneo llamar al ATP “molécula de gran energía”, ya que una mezcla de ATP y ADP en equilibrio no realiza un trabajo útil.
En solución neutra, el ATP está ionizado. Principalmente existe como ATP4-
Funciones:
Fuente de energía: el ATP es la principal fuente de energía para la mayoría de las funciones celulares, incluyendo síntesis de macromoléculas como ADN, ARN y proteínas. También transporta las macromoléculas a través de las membranas celulares. Ésta molécula se utiliza en los seres vivos para proporcionar la energía consumida en las reacciones químicas. La energía se almacena en los enlaces entre los grupos fosfato. En los seres humanos, el ATP constituye la única energía utilizable por los músculos. Está involucrado en el mantenimiento de la estructura celular, facilitando el montaje y desmontaje de los elementos del citoesqueleto; es necesario para el acortamiento de los filamentos de actina y miosina necesarios para la contracción muscular.
Señalización extracelular: es utilizado por las quinasas en sus reacciones de transferencia de fosfato. La actividad de las quinasas sobre proteínas o lípidos de la membrana son una forma común de transducción de señales. Además el ATP también se utiliza para formar AMPc (AMP cíclico), una molécula segundo mensajero involucrada en el desencadenamiento de las señales de calcio mediante la liberación de calcio intracelular. Esta forma de transducción de señales es importante en la función cerebral.
Síntesis de desoxirribonucleótidos: los desoxirribonucleótidos componen el ADN y se sintetizan por enzimas que reducen el grupo hidroxilo 2 de la ribosa, convirtiéndola en desoxirribosa, formando un desoxirribonucleótido (dATP).
Almacenamiento del ATP:
Las reservas de ATP en el organismo no exceden de unos pocos segundos de consumo. En principio se produce de forma continua, pero cualquier proceso que bloquee su producción provoca la muerte rápida.
La creatina enlazan un fosfato mediante un enlace rico en energía (el ADP puede convertirse en ATP por acoplamiento de fosfato de creatina). Por lo tanto, la creatina recicla el fosfato liberado por la hidrólisis de la molécula de ATP original.
El ATP no se puede almacenar en su estado natural, sino sólo como intermediarios de la cadena de producción de ATP. Por ejemplo, el glucógeno puede convertirse en glucosa y aportar combustible a la glucolisis si el organismo necesita más ATP. El equivalente vegetal es el almidón. La energía también puede almacenarse como grasa, mediante neo-síntesis de ácidos grasos.
Fuentes:
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