El ATP, la molécula de intercambio energético bioquímico
El ATP, cuyo nombre completo es Adenosín trifosfato, es la molécula de intercambio de energía bioquímica. Aunque existen análogos como el GTP, cuya base nitrogenada es la guanina en lugar de la adenina, al ser energéticamente equivalentes se reconoce al ATP como la molécula universal usada por los enzimas para realizar los cambios proteicos propios del metabolismo.
Químicamente hablando la adenosín trifosfato es la base nitrogenada adenosina, la misma que se utiliza para la formación del ADN (lee más sobre ellos en el artículo bases nitrogenadas para la vida, aquí). A la adenosina se le une una ribosa, un azúcar formado por 5 carbonos, es decir una pentosa. La unión es covalente entre el carbono 1 de la ribosa (el azúcar que forma parte del ARN y el ADN) y el nitrógeno 9 de la adenina. A la ribosa se une una molécula de fosfato inorgánico PO43- mediante un enlace fosfodiéster. Tras ella se pueden unir hasta dos fosfatos más asociados por enlaces anhídricos, un enlace químico inestable que almacena gran cantidad de energía. La rotura de un enlace de este tipo libera una energía de unos 7,7 kcal/mol. El ATP de forma espontánea puede hidrolizar un enlace y liberar la energía.
Las moléculas de ATP tienden a hidrolizarse por tres razones químicas. Existe una gran tensión entre las cargas negativas que forman los fosfatos, que tienden a alejarse unas de otras, hasta el punto de la rotura del enlace. Además existe la tendencia a la solvatación, la separación del fosfato al unirse a moléculas presentes en el medio con carga positiva, que es mayor que la carga del ATP y por lo tanto más atrayente. Finalmente la estabilidad por resonancia de los enlaces entre el fosfato y el oxígeno es propensa a separar los fosfatos.
Dependiendo del número de fosfatos unidos a la ribosa se forman las moléculas de AMP, adenosina monofosfato, ADP, adenosin difosfato y ATP, adenosina trifisfato. Las dos formas menos fosfatadas también son frecuentes como intermediarios del metabolismo. El AMP puede adoptar una conformación cíclica y es muy común en rutas de señalización intracelular. Por su parte el ADP es frecuente, en cuanto que para la obtención de energía para el anabolismo se rompe el enlace entre el tercer fosfato y el segundo formándose ADP y liberándose un fosfato inorgánico y energía.
El ATP está compuesto por adenina, fosfato y ribusa
EL ATP se forma en los procesos catabólicos que degradan moléculas complejas para obtener moléculas más sencillas y en el proceso liberan energía que es almacenada en enlaces anhídridcos de los fosfatos de la moléculas de ATP.
El ATP se forma en las células que realizan el catabolismo, aquellas que degradan las moléculas de provenientes de la dieta o el resto de células de degradar sustancias de reserva. La degradación de todas las moléculas forma, por lo general ATP, por ejemplo la glucolisis (lee más de ella aquí), forma dos ATPs. La principal fuente de energía es el ciclo de Krebs al que desemboca la glucolisis. Lee más sobre el ciclo de Krebs aquí. En él se forma ATP y NADH, una molécula reductora que después es usada por la cadena de transporte electrónica (lee más de ella aquí, próximamente) para formar más ATP en las mitocondrias de la célula.