- Cos'è l'ATP?
- A cosa serve l'ATP?
- Come è fatto l'ATP?
- glicolisi
- ciclo di Krebs
- Catena di trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa
- Importanza dell'ATP
Spieghiamo cos'è l'ATP, a cosa serve e come viene prodotta questa molecola. Inoltre, glicolisi, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa.
Cos'è l'ATP?
Nelbiochimica, l'acronimo ATP designa l'Adenosina Trifosfato o Adenosina Trifosfato, una molecola organica appartenente al gruppo dei nucleotidi, fondamentale per il metabolismo energetico del cellula. L'ATP è la principale fonte di energia utilizzata nella maggior parte dei processi e delle funzioni cellulari, sia nel corpo umano che nel corpo degli altri.esseri viventi.
Il nome di ATP deriva dalla composizione molecolare di questa molecola, formata da una base azotata (adenina) legata allaatomo uno di carboniomolecola di zucchero pentoso (detto anche ribosio), e a sua volta con treioni fosfati legati ad un altro atomo di carbonio. Tutto questo è riassunto nella formula molecolare dell'ATP: C10H16N5O13P3.
La molecola di ATP è stata scoperta per la prima volta nel 1929 nel muscolo umano negli Stati Uniti da Cyrus H. Fiske e Yellapragada SubbaRow, e indipendentemente in Germania dal biochimico Karl Lohmann.
Sebbene la molecola di ATP sia stata scoperta nel 1929, non c'era traccia del suo funzionamento e della sua importanza nei diversiprocessi di trasferimento di energia della cellula fino al 1941, grazie agli studi del biochimico tedesco-americano Fritz Albert Lipmann (vincitore del Premio Nobel nel 1953, insieme a Krebs).
Guarda anche:Metabolismo
A cosa serve l'ATP?
La funzione principale dell'ATP è quella di fornire energia alle reazioni biochimiche che avvengono all'interno della cellula, motivo per cui questa molecola è anche conosciuta come la “moneta energetica” dell'organismo.
L'ATP è una molecola utile per contenere momentaneamente il energia chimica rilasciati durante i processi metabolici di decomposizione dicibo, e rilasciarlo nuovamente quando necessario per guidare i vari processi biologici del corpo, come il trasporto cellulare, promuovere reazioni che consumanoEnergia o anche per eseguire azioni meccaniche del corpo, come camminare.
Come è fatto l'ATP?
Nelle cellule, l'ATP viene sintetizzato attraverso la respirazione cellulare, un processo che avviene nelle cellule.mitocondri della cellula. Durante questo fenomeno, l'energia chimica immagazzinata nel glucosio viene rilasciata, attraverso un processo diossidazione che rilasciaCO2, H2O ed energia sotto forma di ATP. Sebbene il glucosio sia il substrato per eccellenza di questa reazione, va chiarito cheproteina e il grassi possono anche essere ossidati ad ATP. Ciascuno di questi nutrienti dal alimentazione dell'individuo hanno vie metaboliche diverse, ma convergono su un metabolita comune: l'acetil-CoA, che avvia il ciclo di Krebs e consente al processo di ottenimento dell'energia chimica di convergere, poiché tutte le cellule consumano la loro energia sotto forma di ATP.
Il processo di respirazione cellulare può essere suddiviso in tre fasi o stadi: la glicolisi (un percorso precedente richiesto solo quando la cellula utilizza il glucosio come combustibile), il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni. Durante le prime due fasi vengono prodotti acetil-CoA, CO2 e solo una piccola quantità di ATP, mentre durante la terza fase della respirazione viene prodotta H2O e la maggior parte dell'ATP attraverso un insieme di proteine chiamate "ATP sintasi complessa".
glicolisi
Come accennato, la glicolisi è una via che precede la respirazione cellulare, durante la quale per ogni glucosio (che ha 6 atomi di carbonio) si formano due piruvati (un composto formato da 3 atomi di carbonio).
A differenza delle altre due fasi della respirazione cellulare, la glicolisi avviene nel citoplasma della cellula. Il piruvato risultante da questa prima via deve entrare nei mitocondri per continuare la sua trasformazione in Acetil-CoA e quindi poter essere utilizzato nel ciclo di Krebs.
ciclo di Krebs
Il ciclo di Krebs (anche ciclo dell'acido citrico o ciclo dell'acido tricarbossilico) è un processo fondamentale che avviene nella matrice dei mitocondri cellulari, e che consiste in una successione di reazioni chimiche cosa ha come?obbiettivo il rilascio dell'energia chimica contenuta nell'Acetil-CoA ottenuto dalla lavorazione dei diversi nutrienti alimentari dell'essere vivente, nonché l'ottenimento di precursori di altri amminoacidi necessari per reazioni biochimiche di altra natura.
Questo ciclo fa parte di un processo molto più ampio che è l'ossidazione di carboidrati, lipidi e proteine, il cui stadio intermedio è: dopo la formazione di Acetil-CoA con i carboni di detti composti organici, e prima della fosforilazione ossidativa. dove l'ATP è " assemblato" in una reazione catalizzata da aenzima chiamata ATP sintetasi o ATP sintasi.
Il Ciclo di Krebs opera grazie a diversi enzimi diversi che ossidano completamente l'Acetil-CoA e ne rilasciano due diversi da ciascuna molecola ossidata: CO2 (anidride carbonica) e H2O (acqua). Inoltre, durante il ciclo di Krebs, viene generata una quantità minima di GTP (simile all'ATP) e potere riducente sotto forma di NADH e FADH2 che verrà utilizzato per la sintesi di ATP nella fase successiva della respirazione cellulare.
Il ciclo inizia con la fusione di una molecola di acetil-CoA con una molecola di ossalacetato. Questa unione dà origine a una molecola a sei atomi di carbonio: il citrato. Quindi, viene rilasciato il coenzima A. Infatti, viene riutilizzato molte volte. Se c'è troppo ATP nella cellula, questo passaggio viene inibito.
Successivamente il citrato o acido citrico subisce una serie di trasformazioni successive che daranno successivamente origine a isocitrato, chetoglutarato, succinil-CoA, succinato, fumarato, malato e nuovamente ossalacetato. Insieme a questi prodotti, viene prodotta una quantità minima di GTP per ogni ciclo completo di Krebs, riducendo la potenza sotto forma di NADH e FADH2 e CO2.
Catena di trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa
L'ultima fase del circuito di raccolta dei nutrienti utilizza ossigeno e composti prodotti durante il ciclo di Krebs per produrre ATP in un processo chiamato fosforilazione ossidativa. Durante questo processo, che avviene nella membrana mitocondriale interna, donano NADH e FADH2 elettroni portandoli a un livello energeticamente più basso. Questi elettroni vengono infine accettati dall'ossigeno (che unendosi ai protoni dà luogo alla formazione di molecole d'acqua).
L'accoppiamento tra la catena elettronica e la fosforilazione ossidativa opera sulla base di due reazioni opposte: una che rilascia energia e l'altra che utilizza tale energia rilasciata per produrre molecole di ATP, grazie all'intervento dell'ATP sintetasi. Mentre gli elettroni "viaggiano" lungo la catena in una serie di reazioni redox, l'energia rilasciata viene utilizzata per pompare protoni attraverso la membrana. Quando questi protoni si diffondono attraverso l'ATP sintetasi, la loro energia viene utilizzata per legare un gruppo fosfato aggiuntivo a una molecola di ADP (adenosina difosfato), portando alla formazione di ATP.
Importanza dell'ATP
L'ATP è una molecola fondamentale per i processi vitali degli organismi viventi, in quanto trasmettitore di energia chimica per diverse reazioni che avvengono nella cellula, ad esempio la sintesi di macromolecole complesse e fondamentali, come quelle delDNA, RNA o per la sintesi proteica che avviene all'interno della cellula. Pertanto, l'ATP fornisce l'energia necessaria per consentire la maggior parte delle reazioni che avvengono nel corpo.
L'utilità dell'ATP come molecola “donatrice di energia” è spiegata dalla presenza di legami fosfato, ricchi di energia. Questi stessi legami possono rilasciare una grande quantità di energia “rompendosi” quando l'ATP viene idrolizzato ad ADP, cioè quando perde un gruppo fosfato a causa dell'azione dell'acqua. reazione di idrolisi L'ATP è il seguente:
L'ATP è essenziale, ad esempio, per la contrazione muscolare.L'ATP è fondamentale per il trasporto delle macromolecole attraverso ilmembrana plasmatica (esocitosi ed endocitosi cellulare) e anche per la comunicazione sinaptica traneuroni, quindi è essenziale la sua sintesi continua, dal glucosio ottenuto dal cibo. Tale è la sua importanza per il vita, che l'ingestione di alcuni elementi tossici che inibiscono i processi di ATP, come l'arsenico o il cianuro, è letale e provoca la morte dell'organismo in modo fulminante.