Características do ATP

Contente

• Visão geral dos nucleotídeos
• Nucleotídeos: Nomenclatura
• Características do ATP
• Fontes metabólicas de ATP em células
• O ciclo ATP
• Usos clínicos do ATP

O trifosfato de adenosina (ATP) é sem dúvida a molécula mais importante no estudo da bioquímica, pois toda a vida cessaria imediatamente se essa substância relativamente simples desaparecesse da existência. O ATP é considerado a "moeda de energia" das células porque, não importa o que entre em um organismo como fonte de combustível (por exemplo, alimento em animais, moléculas de dióxido de carbono nas plantas), ele é usado para gerar ATP, que está disponível para a energia. todas as necessidades da célula e, portanto, do organismo como um todo.

O ATP é um nucleotídeo, o que lhe confere versatilidade em reações químicas. Moléculas (a partir da qual sintetizar ATP) estão amplamente disponíveis nas células. Na década de 1990, o ATP e seus derivados estavam sendo usados ​​em contextos clínicos para tratar várias condições, e outras aplicações continuam sendo exploradas.

Dado o papel crucial e universal dessa molécula, aprender sobre a produção de ATP e seu significado biológico certamente vale a energia que você gastará no processo.

Visão geral dos nucleotídeos

Na medida em que nucleotídeos tem algum tipo de reputação entre os entusiastas da ciência que não são bioquímicos treinados, provavelmente são mais conhecidos como monômerosou pequenas unidades repetitivas, das quais ácidos nucleicos - os longos polímeros DNA e RNA - são feitos.

Os nucleotídeos consistem em três grupos químicos distintos: um açúcar de cinco carbonos, ou ribose, que no DNA é desoxirribose e no RNA é ribose; uma base nitrogenada ou rica em átomos de nitrogênio; e um a três grupos fosfato.

O primeiro (ou único) grupo fosfato é anexado a um dos carbonos na porção de açúcar, enquanto quaisquer grupos fosfatos adicionais se estendem para fora dos existentes para formar uma mini-cadeia. Um nucleotídeo sem fosfatos - isto é, desoxirribose ou ribose conectado a uma base nitrogenada - é chamado de nucleosídeo.

Bases nitrogênicas vêm em cinco tipos e determinam o nome e o comportamento de nucleotídeos individuais. Estas bases são adenina, citosina, guanina, timina e uracilo. A timina aparece apenas no DNA, enquanto no RNA o uracil aparece onde a timina apareceria no DNA.

Nucleotídeos: Nomenclatura

Todos os nucleotídeos têm abreviações de três letras. O primeiro significa a base presente, enquanto os dois últimos indicam o número de fosfatos na molécula. Assim, o ATP contém adenina como base e possui três grupos fosfato.

Em vez de incluir o nome da base em sua forma nativa, no entanto, o sufixo "-ina" é substituído por "-osina" no caso de nucleotídeos contendo adenina; pequenos desvios semelhantes ocorrem para os outros nucleosídeos e nuclotídeos.

Portanto, AMP é monofosfato de adenosina e ADP é difosfato de adenosina. Ambas as moléculas são importantes no metabolismo celular por si só, além de serem precursoras ou decompostas do ATP.

Características do ATP

O ATP foi identificado pela primeira vez em 1929. É encontrado em todas as células de cada organismo e é um meio químico de armazenamento de energia para os seres vivos. É gerado principalmente pela respiração celular e pela fotossíntese, a última das quais ocorre apenas em plantas e certos organismos procarióticos (formas de vida unicelulares nos domínios Archaea e Bactérias).

O ATP é geralmente discutido no contexto de reações que envolvem anabolismo (processos metabólicos que sintetizam moléculas maiores e mais complexas a partir de moléculas menores) ou catabolismo (processos metabólicos que fazem o oposto e decompõem moléculas maiores e mais complexas em moléculas menores).

O ATP, no entanto, também ajuda a célula de outras maneiras não diretamente relacionadas à sua energia que contribui para as reações; por exemplo, o ATP é útil como molécula mensageira em vários tipos de sinalização celular e pode doar grupos fosfato para moléculas fora do reino do anabolismo e catabolismo.

Fontes metabólicas de ATP em células

Glicolise: Os procariontes, como observado, são organismos unicelulares e suas células são muito menos complexas do que as do outro ramo superior da árvore organizacional da vida, eucariotos (animais, plantas, protistas e fungos). Como tal, suas necessidades de energia são bastante modestas em comparação com as dos procariontes. Praticamente todos eles derivam seu ATP inteiramente da glicólise, a quebra no citoplasma celular do açúcar de seis carbonos glicose em duas moléculas da molécula de três carbonos piruvato e dois ATP.

Importante, a glicólise inclui uma fase de "investimento" que requer a entrada de dois ATP por molécula de glicose e uma fase de "recompensa" na qual quatro ATP são gerados (dois por molécula de piruvato).

Assim como o ATP é a energia moeda de todas as células - isto é, a molécula na qual a energia pode ser armazenada a curto prazo para uso posterior - a glicose é a fonte de energia definitiva para todas as células. Nos procariontes, no entanto, a conclusão da glicólise representa o fim da linha de geração de energia.

Respiração celular: Nas células eucarióticas, a parte ATP começa apenas no final da glicólise porque essas células têm mitocôndria, organelas em forma de futebol que usam oxigênio para gerar muito mais ATP do que a glicólise sozinha.

A respiração celular, também chamada de respiração aeróbica ("com oxigênio"), começa com o ciclo de Krebs. Esta série de reações que ocorrem dentro das mitocôndrias combina a molécula de dois carbonos acetil CoA, descendente direto de piruvato, com oxaloacetato para criar citrato, que é gradualmente reduzido de uma estrutura de seis carbonos para oxaloacetato, criando uma pequena quantidade de ATP, mas muito portadores de elétrons.

Essas operadoras (NADH e FADH₂) participam da próxima etapa da respiração celular, que é a cadeia de transporte de elétrons ou ECT. A ECT ocorre na membrana interna das mitocôndrias e, através de um ato sistemático de jugging de elétrons, resulta na produção de 32 a 34 ATP por molécula de glicose "a montante".

Fotossíntese: Esse processo, que se desdobra no pigmento verde que contém cloroplastos de células vegetais, requer luz para operar. Usa CO₂ extraído do ambiente externo para produzir glicose (afinal, as plantas não podem "comer"). As células vegetais também têm mitocôndrias; portanto, depois que as plantas produzem seu próprio alimento na fotossíntese, segue-se a respiração celular.

O ciclo ATP

A qualquer momento, o corpo humano contém cerca de 0,1 moles de ATP. UMA toupeira é de cerca de 6,02 × 10²³ partículas individuais; a massa molar de uma substância é quanto pesa em gramas uma substância dessa substância e o valor do ATP é um pouco acima de 500 g / mol (pouco mais de uma libra). A maior parte disso vem diretamente do fosforilação do ADP.

As células de uma pessoa típica consomem cerca de 100 a 150 moles por dia de ATP, ou cerca de 50 a 75 kg - mais de 100 a 150 libras! Isso significa que a quantidade de rotatividade de ATP em um dia em uma determinada pessoa é de aproximadamente 100 / 0,1 a 150 / 0,1 mol, ou 1.000 a 1.500 mol.

Usos clínicos do ATP

Como o ATP está literalmente em toda parte na natureza e participa de uma ampla gama de processos fisiológicos - incluindo transmissão nervosa, contração muscular, função cardíaca, coagulação sanguínea, dilatação dos vasos sanguíneos e metabolismo de carboidratos - seu uso como "medicamento" foi explorado.

Por exemplo, a adenosina, o nucleosídeo correspondente ao ATP, é usada como medicamento cardíaco para melhorar o fluxo sanguíneo dos vasos cardíacos em situações de emergência e, no final do século 20, estava sendo examinada como um possível analgésico (isto é, controle da dor agente).