Explicamos o que é o ATP, para que serve e como essa molécula é produzida. Além disso, glicólise, ciclo de Krebs e fosforilação oxidativa.
O que é ATP?
Em bioquímica a sigla ATP designa Adenosina Trifosfato ou Adenosina Trifosfato, uma molécula orgânica pertencente ao grupo dos nucleotídeos, essencial para o metabolismo energético da célula. O ATP é a principal fonte de energia utilizada na maioria dos processos e funções celulares, tanto no corpo humano como no organismo de outros seres vivos.
O nome ATP vem da composição molecular dessa molécula, formada por uma base nitrogenada (adenina) ligada ao átomo de carbono de uma molécula de açúcar pentose (também chamada de ribose), e por sua vez com três íons fosfato ligados a outro átomo de carbono. Todo ele Está resumido na fórmula molecular do ATP: C10H16N5Ó13P3.
A molécula de ATP foi descoberta pela primeira vez em 1929 no músculo humano nos Estados Unidos por Cyrus H. Fiske e Yellapragada SubbaRow, e independentemente na Alemanha pelo bioquímico Karl Lohmann.
Embora a molécula de ATP Foi descoberto em 1929não havia evidências de seu funcionamento e importância nos diferentes processos de transferência de energia da célula até 1941, graças aos estudos do bioquímico teuto-americano Fritz Albert Lipmann (vencedor do Prêmio Nobel em 1953, juntamente com Krebs).
Veja também: Metabolismo
Para que é usado o ATP?
A principal função do ATP é fornecer energia nas reações bioquímicas que ocorrem no interior da célula, por isso essa molécula também é conhecida como “moeda energética” do organismo.
O ATP é uma molécula útil para conter momentaneamente a energia química liberada durante os processos metabólicos de degradação dos alimentos e liberá-la novamente quando necessário. para impulsionar vários processos biológicos do corpocomo o transporte celular, promovem reações que consomem energia ou mesmo para realizar ações mecânicas do corpo, como caminhar.
Como o ATP é produzido?
Nas células, ATP é sintetizado através da respiração celular, um processo que ocorre nas mitocôndrias da célula. Durante esse fenômeno, a energia química armazenada na glicose é liberada através de um processo de oxidação que libera CO2H2O e energia na forma de ATP. Embora a glicose seja o substrato por excelência desta reação, vale esclarecer que proteínas e gorduras também podem ser oxidadas para produzir ATP. Cada um desses nutrientes da dieta do indivíduo possuem rotas metabólicas diferentes, mas convergem em um metabólito comum: o acetil-CoA, que inicia o Ciclo de Krebs e permite convergir o processo de obtenção de energia química, já que todas as Células consomem sua energia na forma de ATP.
O processo de respiração celular pode ser dividido em três fases ou etapas: a glicólise (via prévia que só é necessária quando a célula utiliza glicose como combustível), o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons. Durante as duas primeiras etapas, o acetil-CoA, CO, é produzido2 e apenas uma pequena quantidade de ATP, enquanto durante a terceira fase da respiração H é produzido2O e a maior parte do ATP através de um conjunto de proteínas chamado “complexo ATP sintase”.
Glicolise
Como dito, a glicólise é uma via anterior à respiração celular, durante a qual para cada glicose (que possui 6 carbonos) são formados dois piruvatos (composto composto por 3 carbonos).
Ao contrário dos outros dois estágios da respiração celular, a glicólise ocorre no citoplasma da célula. O piruvato resultante desta primeira via deve entrar na mitocôndria para continuar sua transformação em Acetil-CoA e assim ser utilizado no ciclo de Krebs.
Continuar em: Glicólise
ciclo de Krebs
O Ciclo de Krebs (também Ciclo do Ácido Cítrico ou Ciclo do Ácido Tricarboxílico) é um processo fundamental que ocorre na matriz das mitocôndrias celularese que consiste em uma sucessão de reações químicas que visa liberar a energia química contida no Acetil-CoA obtida a partir do processamento dos diferentes nutrientes nutricionais do ser vivo, bem como obter precursores de outros aminoácidos necessários para outras reações. tipos de bioquímica.
Este ciclo faz parte de um processo muito maior que é oxidação de carboidratos, lipídios e proteínassendo seu estágio intermediário: após a formação do Acetil-CoA com os carbonos dos referidos compostos orgânicos, e antes da fosforilação oxidativa onde o ATP é “montado” em uma reação catalisada por uma enzima chamada ATP sintetase ou ATP sintase.
O Ciclo de Krebs funciona graças a vários diferentes enzimas que oxidam completamente o Acetil-CoA e libera duas moléculas diferentes de cada molécula oxidada: CO2 (dióxido de carbono) e H2Ou (água). Além disso, durante o ciclo de Krebs, são geradas uma quantidade mínima de GTP (semelhante ao ATP) e poder redutor na forma de NADH e FADH.2 que será utilizado para a síntese de ATP na próxima etapa da respiração celular.
O ciclo começa com a fusão de uma molécula de acetil-CoA com uma molécula de oxaloacetato. Essa união dá origem a uma molécula de seis carbonos: o citrato. Assim, a coenzima A é liberada. Na verdade, ela é reutilizada um grande número de vezes. Se houver muito ATP na célula, esta etapa será inibida.
A seguir, o citrato ou ácido cítrico sofre uma série de transformações sucessivas que produzirão sucessivamente isocitrato, cetoglutarato, succinil-CoA, succinato, fumarato, malato e oxaloacetato novamente. Junto com esses produtos, uma quantidade mínima de GTP, reduzindo o poder na forma de NADH e FADH, é produzida para cada ciclo completo de Krebs.2 e CO2.
Cadeia de transporte de elétrons e fosforilação oxidativa
O última etapa do circuito de utilização de nutrientes Ele usa oxigênio e compostos produzidos durante o ciclo de Krebs para produzir ATP em um processo chamado fosforilação oxidativa. Durante este processo, que ocorre na membrana mitocondrial interna, NADH e FADH2 Eles doam elétrons, levando-os a um nível energeticamente mais baixo. Esses elétrons são finalmente aceitos pelo oxigênio (que, ao se unir aos prótons, dá origem à formação de moléculas de água).
O acoplamento entre a cadeia eletrônica e a fosforilação oxidativa opera com base em duas reações opostas: um que libera energia e outro que utiliza essa energia liberada para produzir moléculas de ATP, graças à intervenção da ATP sintetase. À medida que os elétrons “viajam” ao longo da cadeia em uma série de reações redox, a energia liberada é usada para bombear prótons através da membrana. Quando esses prótons se difundem de volta através da ATP sintetase, sua energia é usada para anexar um grupo fosfato adicional a uma molécula de ADP (adenosina difosfato), levando à formação de ATP.
Importância do ATP
O ATP é uma molécula fundamental para os processos vitais dos organismos vivos, como transmissor de energia química para diferentes reações que ocorrem na célula, por ex. a síntese de macromoléculas complexas sim fundamental, como os de DNA, RNA ou para a síntese de proteínas que ocorre dentro da célula. Assim, o ATP fornece a energia necessária para permitir a maioria das reações que ocorrem no corpo.
A utilidade do ATP como molécula “doadora de energia” é explicada pela presença de ligações fosfato, ricas em energia. Essas mesmas ligações podem liberar grande quantidade de energia “quebrando-se” quando o ATP é hidrolisado a ADP, ou seja, quando perde um grupo fosfato pela ação da água. A reação de hidrólise do ATP é a seguinte:
ATP é chave para que ocorra o transporte de macromoléculas através da membrana plasmática (exocitose e endocitose celular) e também para a comunicação sináptica entre os neurônios, por isso é essencial sua síntese contínua, a partir da glicose obtida dos alimentos. Sua importância para a vida é tamanha que a ingestão de alguns elementos tóxicos que inibem os processos de ATP, como o arsênico ou o cianeto, é letal e provoca a morte repentina do organismo.
Referências
- “Adenosín trifosfato” en Wikipedia.
- “Trifosfato de adenosina (ATP)” em Coenzyma.com.
- “O ATP” na Escola Nacional de Buenos Aires.
- “ATP: trifosfato de adenosina” (vídeo) na Khan Academy.
- “Função do trifosfato de adenosina (ATP) nas células” em News Medical Life Sciences.
- “Adenosina Trifosfato” na Enciclopédia Britânica.