ATP: Moneda Energética y Procesos Metabólicos Clave
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Papel del ATP en el Metabolismo
El ATP es un nucleótido de gran importancia en el metabolismo, ya que actúa como moneda energética, al ser capaz de almacenar o de ceder energía gracias a sus dos enlaces fosfodiéster.
Hidrólisis del ATP
Al hidrolizarse el ATP, se rompe su último enlace fosfodiéster (defosforilación), produciéndose ADP (adenosín difosfato) y liberándose 7,3 kcal/mol y una molécula de ácido fosfórico.
La reacción es:
ATP → ADP + Pi + 7,3 kcal/mol
El ADP también puede hidrolizarse, generando AMP (adenosín monofosfato) + fosfato + 7,3 kcal/mol.
Síntesis del ATP
La síntesis del ATP puede realizarse por dos vías:
Fosforilación a nivel de sustrato:
Es la síntesis de ATP gracias a la energía que se libera de una biomolécula al romperse algunos de sus enlaces, como ocurre en algunas reacciones de la glucólisis y del ciclo de Krebs.
Mediante enzimas del grupo de las ATP sintasas (Fosforilación oxidativa):
Es la síntesis de ATP mediante las ATP sintasas existentes en las crestas de las mitocondrias o en los tilacoides de los cloroplastos, cuando son atravesados por un flujo de protones (H⁺).
Catabolismo
Es la fase degradativa del metabolismo, cuya finalidad es la obtención de energía. En él, las moléculas orgánicas se convertirán en otras más sencillas en las reacciones metabólicas hasta transformarse en los productos finales del catabolismo, que serán expulsados de la célula (CO₂...).
La energía liberada en el catabolismo se almacena en los enlaces del ATP y será utilizada para reacciones de síntesis o actividades celulares.
Las reacciones del catabolismo son reacciones de oxidación, de pérdida de electrones; pero como un átomo solo puede perder electrones si hay otro átomo que los acepte, estos procesos se llaman reacciones de oxidación-reducción o redox.
En las reacciones del catabolismo, las moléculas orgánicas se oxidan, pierden H. Estos H son captados por moléculas transportadoras de H como los coenzimas NAD⁺, NADP⁺ y FAD, hasta que al final son traspasadas a una molécula aceptora final del H, que se reduce.
Tipos de Catabolismo
Según la naturaleza de la sustancia que se reduce:
Fermentación:
La molécula que se reduce es siempre orgánica.
Respiración:
La molécula que se reduce es inorgánica.
Respiración aeróbica:
La molécula que se reduce es el oxígeno (O₂).
Respiración anaeróbica:
La molécula que se reduce es una molécula inorgánica diferente del O₂.