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Adenosín Trifosfato

Adenosín Trifosfato

¿Las células funcionan con monedas? Eso es lo que se podría deducir del nombre coloquial que recibe la molécula de adenosín trifosfato: moneda energética . Sin embargo, estas monedas no se refieren a las monedas relacionadas con el dinero, sino a la similitud que existe entre el dinero como herramienta de intercambio de valor y el adenosín trifosfato como herramienta de intercambio de energía en el metabolismo celular.

La estructura del adenosín trifosfato (ATP)

El adenosín trifosfato, o ATP, es un nucleótido fosforilado. Los nucleótidos son moléculas orgánicas formadas por una base nitrogenada, un azúcar pentosa y un fosfato. Cuando decimos que un nucleótido está fosforilado, significa que incluye fosfato en su estructura. Por lo tanto, el ATP consta de tres partes:

  • Base nitrogenada: Adenina
  • Azúcar pentosa: Ribosa
  • Fosfatos: una cadena de tres grupos fosfato.

El ATP es un compuesto orgánico como los hidratos de carbono y los ácidos nucleicos, por ejemplo. Observa la estructura de anillo de la ribosa, que contiene átomos de carbono, y los otros dos grupos que contienen hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N) y fósforo (P).

El ATP es un nucleótido y contiene ribosa, un azúcar pentosa al que se unen otros grupos. ¿Te suena esto? Puede que sí, si ya has estudiado los ácidos nucleicos ADN y ARN. Sus monómeros son nucleótidos con un azúcar pentosa (ribosa o desoxirribosa) como base. Por tanto, el ATP es similar a los nucleótidos del ADN y el ARN.

¿Cuál es la función del adenosín trifosfato (ATP)?

El adenosín trifosfato (ATP) es una molécula portadora de energía esencial para todos los organismos vivos. Sirve para transferir la energía química necesaria para los procesos celulares.

Ya sabes que la energía es uno de los requisitos más importantes para el funcionamiento normal de todas las células vivas. Sin ella, no hay vida, ya que los procesos químicos esenciales dentro y fuera de las células no podrían realizarse. Por eso los seres humanos, los animales y las plantas utilizan la energía y almacenan el exceso.

Para ser utilizada, esta energía necesita ser transferida primero. El ATP es el responsable de la transferencia, por eso se le suele llamar la moneda energética de las células de los organismos vivos. Como el ATP transfiere energía de una célula a otra, es una fuente de energía inmediata a la que las células pueden acceder rápidamente. La energía del ATP se almacena en los enlaces de alta energía entre los grupos fosfato. Normalmente, el enlace entre el 2º y el 3º grupo fosfato (contado desde la base ribosa) se rompe para liberar energía durante la hidrólisis, como veremos a continuación.

No hay que confundir el almacenamiento de energía en el ATP con el almacenamiento de energía en los carbohidratos y los lípidos. En lugar de almacenar energía a largo plazo, como el almidón o el glucógeno, el ATP capta la energía, la rserva en los enlaces de alta energía y la libera rápidamente cuando se necesita. Las moléculas de almacenamiento reales, como el almidón, no pueden simplemente liberar energía, pues necesitan del ATP para transferir la energía que almacenan.

ATP y ADP: la hidrólisis del adenosín trifosfato

En la reacción de hidrolisis del adenosín trifosfato (ATP) la energía almacenada en los enlaces entre las moléculas de fosfato se libera. Normalmente es la tercera (la última molécula de fosfato contando desde la base de ribosa) la que se desprende del resto del compuesto.

La reacción de hidrólisis del ATP ocurre de la siguiente forma:

  1. Los enlaces entre las moléculas de fosfato se rompen con la adición de agua. Estos enlaces son inestables y, por tanto, se rompen fácilmente.
  2. La reacción es catalizada por la enzima ATP hidrolasa (ATPasa).
  3. El resultado de la reacción es el adenosín difosfato (ADP), un grupo fosfato inorgánico (Pi) y la liberación de energía.

El enlace entre los otros dos grupos fosfato también pueden romperse. Si se desprende el segundo grupo fosfato, el resultado es la formación de adenosín monofosfato o AMP. De este modo, se libera más energía. Por útlimo, si se rompe el enlace entre el primer grupo fosfato y la ribosa, el resultado es el nucleosido adenosina. En esta reacción de hidrólisis también se libera energía.

La síntesis del adenosín trifosfato (ATP)

La hidrólisis del adenosín trifosfato (ATP) es reversible, lo que significa que los grupos fosfato puede volver a unirse para formar la molécula completa de ATP. Esto se llama la síntesis del ATP. Por lo tanto, podemos concluir que en la síntesis de ATP una molécula de fosfato se une al ADP para formar ATP.

El ATP se produce durante la respiración celular y la fotosíntesis, cuando los protones (iones H+) se mueven a través de la membrana celular, a favor de un gradiente electroquímico, por la proteína de canal ATP sintasa. La ATP sintasa también es la enzima que cataliza la síntesis de ATP, se encuentra en la membrana tilacoide de los cloroplastos y en la membrana interna de las mitocondrias, donde se sintetiza el ATP.

¡Alguna vez has oído que las mitocondrias son como las centrales eléctricas de las células? Esto se debe a que contienen ATP sintasa, la cual poduce ATP para la célula.

La síntesis del ATP se produce durante: la fosforilación oxidativa, la fosforilación a nivel de sustrato y la fotosíntesis. A su vez, la reacción de síntesis produce moléculas de agua, al crearse los enlaces entre las moléculas de fosfato. Por eso, la reacción de síntesis se denomina también reacción de condensación.

Hay que tener en cuenta que la síntesis de ATP y la ATP sintasa son dos cosas diferentes y, por tanto, no deben utilizarse indistintamente. La primera es la reacción y la segunda es la enzima.

ATP en la fosforilación oxidativa

La mayor cantidad de ATP se produce durante la fosforilación oxidativa. Se trata de un proceso en el que el ATP se forma utilizando la energía liberada después de que las células oxiden los nutrientes con la ayuda de enzimas. La fosforilación oxidativa tiene lugar en la membrana de las mitocondrias y es una de las cuatro etapas de la respiración aeróbica celular.

ATP en la fosforilación a nivel de sustrato

La fosforilación a nivel de sustrato es el proceso por el quea través del cual se transfieren moléculas de fosfato para formar ATP. Tiene lugar en el citoplasma de las células durante la glucólisis (el proceso que extrae energía de la glucosa) y en las mitocondrias durante el ciclo de Krebs (el ciclo en el que se utiliza la energía liberada tras la oxidación del ácido acético).

El ATP en la fotosíntesis

El ATP también se produce durante la fotosíntesis en las células vegetales que contienen clorofila. Esta síntesis tiene lugar en el orgánulo llamado cloroplasto, donde el ATP se produce durante el transporte de electrones desde la clorofila a las membranas de los tilacoides. Este proceso se denomina fotofosforilación y tiene lugar durante la reacción de la fotosíntesis, que depende de la luz. Puedes leer más sobre esto en el artículo sobre la fotosíntesis y la fase luminosa.

La importancia del adenosín trifosfato (ATP)

Si comparamos el adenosin trifosfato (ATP) con otras fuentes de energía, como la glucosa, vemos que el ATP almacena una menor cantidad de energía. La glucosa es un gigante energético, en comparación con el ATP porque puede liberar una gran cantidad de energía. Sin embargo, no es tan fácil de manejar como la liberación de energía del ATP.

Las células necesitan su energía rápidamente para mantener su constante actividad, y el ATP suministra esa energía a las células necesitadas a mayor velocidad y de manera más fácil que la glucosa. Por lo tanto, el ATP funciona de forma mucho más eficiente como fuente de energía inmediata que otras moléculas de almacenamiento.

El ATP también se utiliza en varios procesos energéticos de las células:

  • Los procesos metabólicos, como la síntesis de biomoléculas como las proteínas y los glúcidos, dependen del ATP. Este libera energía para unir los monómeros de las biomoléculas, es decir, los aminoácidos para las proteínas y la glucosa para el almidón.
  • El ATP proporciona energía para la contracción muscular o, más exactamente, el mecanismo de filamentos deslizantes de la contracción muscular. La miosina es una proteína que convierte la energía química almacenada en el ATP en energía mecánica para generar fuerza y movimiento.
  • El ATP también funciona como fuente de energía para el transporte activo. Es crucial para el transporte de biomoléculas a través de un gradiente de concentración. Las células epiteliales del intestino lo utilizan en cantidades significativas; sin el ATP no pueden absorber las sustancias en el intestino mediante el transporte activo.
  • El ATP permite llevar a cabo el proceso de traducción, al proporcionar la energía para que los aminoácidos se unan al ARNt.
  • El ATP es necesario para formar los lisosomas, que tienen un papel importante en la secreción de productos celulares.
  • El ATP se utiliza en la señalización sináptica: permite la formacion de acetilcolina (un neurotransmisor), a partir de la colina y el ácido etanoico en acetilcolina (otro neurotransmisor).
  • El ATP ayuda a que las reacciones catalizadas por las enzimas se produzcan más rápidamente. Como ya hemos explicado, el fosfato inorgánico (Pi) se libera durante la hidrólisis del ATP. El Pi puede unirse a otros compuestos para hacerlos más reactivos y reducir la energía de activación en las reacciones catalizadas por las enzimas.

Adenosín Trifosfato - Puntos clave

  • El adenosín trifosfato (ATP) es una molécula portadora de energía esencial para todos los organismos vivos. Transfiere la energía química necesaria para los procesos celulares.

  • El ATP es un nucleótido fosforilado. Está formado por adenina, ribosa y una cadena de tres grupos fosfato.

  • La energía del ATP se almacena en los enlaces de alta energía entre los grupos fosfato que se rompen para liberar energía durante la hidrólisis.

  • La síntesis del ATP consiste en la adición de una molécula de fosfato al ADP para formar ATP. El proceso es catalizado por la ATP sintasa.

  • La síntesis de ATP se produce durante: la fosforilación oxidativa, la fosforilación a nivel de sustrato y la fotosíntesis.

  • El ATP es importante en la contracción muscular, el transporte activo, la síntesis de biomoléculas, la formación de los lisosomas, la señalización sináptica y la reducción de la energía de activacion de la reacciones catalizadas por enzimas.

Preguntas frecuentes sobre Adenosín Trifosfato

El adenosín trifosfato se conoce coloquialmente como la moneda energética de las células, ya que es la principal herramienta de intercambio de energía en el metabolismo celular. 

El adenosín trifosfato, o ATP, es un nucleótido fosforilado capaz de almacenar y transportar energía. La función del adenosín trifosfato (ATP) es transferir la energía química necesaria para los procesos celulares.

El adenosín trifosfato (ATP) es un nucleótido, una molécula orgánica formada por una base nitrogenada, un azúcar pentosa y un grupo fosfato.

El adenosín trifosfato (ATP) y el adenosín difosfato (ADP) son nucleótidos fosforilados. El ATP contiene 3 grupos fosfato, mientras que el ADP contiene 2. El ADP es un producto de la reacción de hidrólisis del ATP. 

La función del adenosín trifosfato (ATP) es la de transferir la energía química necesaria para los procesos celulares.

Cuestionario final de Adenosín Trifosfato

Pregunta

¿Cuál es la definición y función del ATP?

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Answer

El adenosín trifosfato, o ATP, es la molécula portadora de energía esencial para todos los organismos vivos. Se utiliza para transferir la energía química necesaria para los procesos celulares.

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Pregunta

¿Por qué se llama al ATP "moneda energética"? 

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Answer

El ATP se denomina moneda energética, ya que se utiliza para transportar energía de una célula a otra. Al igual que el dinero (moneda), se utiliza como medio de intercambio. Se utiliza para diversas reacciones y puede reutilizarse.

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Pregunta

Estructuralmente, el ATP consta de tres partes. ¿Cuáles son?


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Answer

Ribosa

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Pregunta

El ATP es un nucleótido fosforilado. ¿Qué significa eso?


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Answer

Significa que tiene fosfatos añadidos.

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Pregunta

¿En qué se parece el ATP al ADN y al ARN?


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Answer

El ATP es un nucleótido, al igual que los monómeros de ADN y ARN. Todos ellos tienen un azúcar pentosa (ya sea ribosa o desoxirribosa) como base. Por tanto, el ATP es similar a los nucleótidos del ADN y el ARN.

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Pregunta

¿Dónde se almacena la energía en el ATP?


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Answer

La energía del ATP se almacena en los enlaces de alta energía entre los grupos fosfato. Normalmente, es el enlace entre el 2º y el 3º grupo fosfato (contado a partir de la base de ribosa).

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Pregunta

¿En qué se diferencia el almacenamiento de energía en el ATP del almacenamiento de energía en moléculas como el almidón?


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Answer

En lugar de almacenar realmente la energía como el almidón o el glucógeno y almacenarla a largo plazo, el ATP capta la energía, la almacena en los enlaces de alta energía y la libera rápidamente cuando la necesita. Las moléculas de almacenamiento reales, como el almidón, no pueden simplemente liberar energía; necesitan del ATP para llevar su energía más lejos.

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Pregunta

¿Qué ocurre durante la hidrólisis del ATP?


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Answer

  1. Los enlaces entre las moléculas de fosfato se rompen con la adición de agua. Estos enlaces son inestables y, por tanto, se rompen fácilmente. 
  2. La reacción es catalizada por la enzima ATP hidrolasa (ATPasa). 
  3. El resultado de la reacción es el adenosin difosfato (ADP), un grupo fosfato inorgánico (Pi) y la liberación de energía.

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Pregunta

¿Qué ocurre cuando los otros dos grupos fosfato se desprenden del ATP?


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Answer

Si se elimina el segundo grupo fosfato, el resultado es la formación de adenosín monofosfato o AMP. De este modo, se libera más energía. Si se elimina el tercer (último) grupo fosfato, el resultado es la molécula de adenosina. Esta reacción también libera energía. 

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Pregunta

¿Qué molécula se añade al ADP para formar ATP durante la síntesis de ATP?


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Answer

Una molécula de fosfato.

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Pregunta

¿Cómo se produce el ATP? Rellena los huecos.


El ATP se produce durante la _______ y la _______ cuando los protones (iones H+) se mueven hacia abajo a través de _________ (por un gradiente electroquímico), gracias a una proteína de canal (___________). __________ también es la enzima que cataliza la síntesis de ATP.

Mostrar respuesta

Answer

El ATP se produce durante la respiración celular y la fotosíntesis cuando los protones (iones H+) se mueven hacia abajo, a través de la membrana celular (por un gradiente electroquímico), gracias a una proteína de canal (ATP sintasa). La ATP sintasa también es la enzima que cataliza la síntesis de ATP.

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Pregunta

¿Dónde se encuentra la ATP sintasa?


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Answer

Está integrada a la membrana tilacoide de los cloroplastos y en la membrana interna de las mitocondrias, donde se sintetiza el ATP.

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Pregunta

La síntesis de ATP se produce durante tres procesos: la fosforilación oxidativa, la fosforilación a nivel de sustrato y _________.


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Answer

La fotosíntesis. 

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Pregunta

El ATP sirve como fuente inmediata de energía. ¿Verdadero o falso (y por qué)?


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Answer

Verdadero. 


Las células necesitan su energía rápidamente para mantener sus motores rugiendo constantemente, y el ATP aporta energía más rápida y fácilmente que la glucosa a las células necesitadas. Por lo tanto, el ATP funciona mucho más eficazmente como fuente inmediata de energía que otras moléculas de almacenamiento como la glucosa. 

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Pregunta

¿Cuáles son las funciones del ATP?


Mostrar respuesta

Answer

El ATP se utiliza en varios procesos energéticos de las células:

  • Procesos metabólicos, como la síntesis de biomoléculas.
  • El ATP proporciona energía para la contracción muscular.
  • El ATP funciona como fuente de energía para el transporte activo de biomoléculas. 
  • El ATP proporciona energía para el proceso de traducción.
  • El ATP es necesario para la formación de los lisosomas que tienen un papel en la secreción de productos celulares. 
  • El ATP se utiliza en la señalización sináptica.  
  • El ATP ayuda a que las reacciones catalizadas por enzimas se produzcan más rápidamente.

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