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ATP

                                                                                               ATP 

En nuestro cuerpo se encuentran diferentes moléculas que tienen, respectivamente, una función en nuestro metabolismo. Una de ellas es el ATP.

El ATP es un nucleótido que está formado por: una adenina (base nitrogenada), una ribosa (azúcar)y un grupo un trifosfato. Esta composición tiene como característica principal la fortaleza de los enlaces de los grupos trifosfato, ya que hay mucha tensión acumulada. Esta fuerza se debe a que, como los fosfato contienen oxígenos alrededor del fósforo, la carga negativa de los oxígenos de las diferentes fosfatos tienden a repelerse, ya que tienen  la misma carga, y a generar una fuerza entre enlaces.(1)

Esquema de la estructura química del ATP.
Composición ATP (Public Domain)

El ATP es creado, principalmente, durante la respiración celular y la fotosíntesis.(1)

Prof. Luis Facundo Correa. Explicación del funcionamiento de la respiración celular y la fotosíntesis. (Dominio público)

El ATP es producido durante la respiración celular aeróbica, es decir, la respiración celular que necesita oxígeno. Durante este proceso, la glucosa reacciona con el oxígeno y crea ATP, liberando también agua y dióxido de carbono.(8)Un catalizador muy importante es la ATP sintasa.(24)

Esta molécula también es producida durante la fotosíntesis. Esto ocurre debido a la división de moléculas transportadoras de electrones, en cadenas de transporte de electrones, liberando ATP y NADPH, moléculas que almacenan energía.(9)

La principal función,  que realiza el ATP,  es  la de fuente de energía en diversas reacciones químicas; gracias a que, la  energía que almacena el trifosfato, es liberada durante la hidrólisis.(2)

A Cierta Ciencia. Explicación del concepto de ATP y su función energética. (Dominio público)

La energía liberada es cedida a moléculas como los glúcidos, aminoácidos y nucleótidos; esto sucede tras haberse dividido el ATP durante la hidrolisis y haber liberado un grupo fosfato  con gran  cantidad de energía que se adhiere a moléculas que son compatibles, aportándolas energía.(1)

Un ejemplo de reacción química donde el ATP interviene es en la síntesis de moléculas como el ADN, ARN o las proteínas (2); las dos primeras son moléculas esenciales para la transmisión genética (3)(4) y la segunda, aparte de tener una función genética, realiza diferentes tareas por todo el organismo(5).

También interviene en el proceso de transporte de solutos a través de la membrana celular. En particular, interviene en el transporte activo, es decir, en un transporte de soluto que va en contra del gradiente electrónico y gradiente químico, de tal forma que se necesite la energía para poder permitir pasar, de un lado al otro, el soluto; esta energía la aporta el ATP realizando la hidrolisis.(7)

Se puede observar como el soluto A es transportado al otro lado de la membrana celular, donde se encuentra A grande (que es de misma carga eléctrica y con una concentración más alta), gracias a la hidrolisis que genera una “bomba”.
Transporte activo (Public Domain)

Por último, el ATP se involucra en las transmisiones neuronales. Esto ocurre en el momento en que se debe transmitir un impulso eléctrico (que contiene un mensaje) desde una neurona a otra; para ello, moléculas como el ATP son procesadas por las neuronas para poder conseguir que se transporte de forma óptima de una neurona a otra, sin dañar el mensaje.(10) Gracias a su función neuronal , permite la realización de otros procesos como: la digestión( mandar impulsos nerviosos para secretar las enzimas necesarias), el control y contracción de la vejiga, la erección( para que los nervios vayan o salgan del/al  pene), la regeneración de piel, señalización de células afectadas por bacterias, debido a una infección, etc.(15)

Debido a esta cantidad de funciones, el ATP debe estar constantemente produciéndose (con la ayuda de la glucosa obtenida del alimento), ya que está constantemente siendo consumido.(2) Es tan grande el consumo de ATP, que llegamos a producir y consumir lo equivalente a  nuestro peso en moléculas de ATP.(15)

Cuando se carece de ATP se  pueden desarrollar enfermedades como la Deficiencia aislada de ATP sintasa. El ATP sintasa es una enzima que caraliza la reaccion de la formacion de ATP en la mitocondria.(24)

Representación de la reacción de formación y división de ATP
Reacciones del ATP (Public Domain)

Es un fallo en el proceso de respiración celular, en particular en la última etapa. Es una enfermedad genética(11)(transmitida por las madres, ya que es una mutación en el ADN  mitocondrial)(13)poco frecuente.

Síntomas relacionados con esta enfermedad son:  la disminución de tono muscular(11)(que es el responsable de las contracciones musculares realizadas en reposo)(12),  problemas cardiovasculares y cardíacos, ya que el ATP es necesario para procesos como los que se activan para curar una herida(14); también afecta a la movilidad del paciente negativamente (11)(por su papel en las transmisiones neuronales)(10, la visión(en  algunos casos se puede generar ceguera) y a los rasgos funcionales del hígado y páncreas.(13)

En conclusion, el ATP es una molécula esencial para el organismo, es nuestra fuente de energía que nos ayuda a seguir viviendo.

Aquí abajo hay un podcast que resume este contenido.


ATP - Contenido educativo (Mediateca de EducaMadrid)

Bibliografía:

1.¿Qué es el ATP? (2018, 25 noviembre). Ciencia y Biología. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https://.https://cienciaybiologia.com/que-es-el-atp/?cn-reloaded=1

1.      2.ATP. (s. f.). Concepto. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https://https://concepto.de/atp/

2.      3.ARN. (s. f.). Instituto Nacional del Cáncer. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https://cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionarios/diccionario-cancer/def/arn

3.      4.Diccionario de cáncer del NCI. (s. f.). Instituto Nacional del Cáncer. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionarios/diccionario-cancer/def/adn

4.      5.Proteínas, por qué son indispensables. (s. f.). Webconsultas. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https://.https://www.webconsultas.com/dieta-y-nutricion/nutrientes/funcion-de-las-proteinas-en-el-organismo

5.      6.Macromoléculas - Concepto, funciones, tipos y estructura. (s. f.). Concepto. Recuperado 20 de septiembre de 2022, de https://concepto.de/macromoleculas/

6.      7.TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANAS. (s. f.). Dr. Alfredo Rigalli. https://rephip.unr.edu.ar/bitstream/handle/2133/7329/transporte%20a%20traves%20de%20membranas.pdf?se

7.      8.Repaso de la respiración celular (artículo). (s. f.). Khan Academy. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://es.khanacademy.org/science/high-school-biology/hs-energy-and-transport/hs-cellular-respiration/a/hs-cellular-respiration-review

8.      9. 2.23 Resumen de la fotosíntesis. (2021, 26 febrero). cK-12. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-conceptos-biologia/section/2.23/primary/lesson/resumen-de-la-fotos%C3%ADntesis/

9.      10.Prieto, P. B. (2022, 21 septiembre). ATP (neurotransmisor): funciones y características. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://medicoplus.com/neurologia/atp

11. Reservados, D. L. T. U. I.-. (s. f.). Orphanet: Deficiencia aislada de ATP sintasa. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?lng=ES&Expert=254913

10.  12. Peinado, C. D. (2021, 24 septiembre). El tono muscular en bebés, ¿cuándo debería preocuparme? Vital & Clinic. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://vitalclinic.es/el-tono-muscular-en-bebes-cuando-deberia-preocuparme/#:%7E:text=El%20tono%20muscular%20es%20la,mantiene%20la%20postura%20del%20cuerpo.

11.  13.Médica, G. (2015, 5 enero). Fallos en la síntesis de ATP traducidos en múltiples síntomas. Gaceta Médica. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://gacetamedica.com/hemeroteca/fallos-en-la-sintesis-de-atp-traducidos-en-multiples-sintomas-jylg_882487/

12.  14.La doble vida del ATP. (2010, febrero). Investigación y Ciencia, 460. https://www.investigacionyciencia.es/revistas/investigacion-y-ciencia/atp-498/la-doble-vida-del-atp-1049

13.  15.Datos Freak :: Curiosidades :: Datos Curiosos -atp en el cuerpo humano>. (s. f.). Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.datosfreak.org/datos/slug/atp-en-el-cuerpo-humano/

14.  16.Fernandes, A. Z. (2022, 29 abril). Respiración celular. Significados. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.significados.com/respiracion-celular/

15.     17.Citoplasma | NHGRI. (s. f.). Genome.gov. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Citoplasma

16.    18. Mitocondria. (s. f.). Genome.gov. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Mitocondria#:%7E:text=Las%20mitocondrias%20son%20los%20org%C3%A1nulos,trifosfato%20de%20adenosina%20(ATP).

17.  19.La Ósmosis y la Ósmosis Inversa. (2022, 3 enero). ApuntesDe. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://apuntesde.es/osmosis/

18.  20.Diccionario de cáncer del NCI. (s. f.-b). Instituto Nacional del Cáncer. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.cancer.gov/espanol/publicaciones/diccionarios/diccionario-cancer/def/nucleotido+

19.  21.Talking Glossary of Genetic Terms | NHGRI. (s. f.). Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.genome.gov/es/genetics-glossary/Nucleotido+

20.   22.Hidrólisis. (2016, 19 enero). Quimipedia. Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.vadequimica.com/quimipedia/h/hidrolisis/#:%7E:text=Reacci%C3%B3n%20qu%C3%ADmica%20en%20la%20que,la%20divisi%C3%B3n%20del%20compuesto%20hidrolizado.

23.ATP. (s. f.-b). Recuperado 21 de septiembre de 2022, de https://www.biologiasur.org/index.php/component/content/category/82-atp

24.ATP sintasa. (s. f.). Recuperado 29 de septiembre de 2022, de https://biomodel.uah.es/metab/mitoc/ATPsintasa.htm

Es un proceso bioquímico que consiste en la reacción de oxigeno con carbonos e hidrógenos, de moléculas orgánicas como los azúcares. Al final de la reacción, se obtendrá dióxido de carbono, que será eliminado en la celular, y ATP, molécula que será utilizada como fuente de energía en diferentes actividades metabólicas. Este proceso ocurre en el citoplasma(16) (sustancia que encontrada en el interior de la célula) (17)y en la mitocondria(16) (orgánulo celular responsable de la síntesis de energía).(18) La respiración celular puede ser aeróbica(que necesita oxígeno) o anaeróbica (no utiliza oxígeno)(16)

Esquema del proceso de la respiración celular.
Respiración celular (Public Domain)

Es un proceso de obtención de glucosa(alimento) a través de la obtención de energía luminosa( luz solar ); de tal forma que junto con esta energía luminosa reaccionan dióxido de carbono y agua. El resultado de este proceso es glucosa junto con oxígeno (que será desechado).Todo esto ocurre en un orgánulo únicamente encontrado en las plantas, el cloroplasto. Es por eso que los autótrofos, seres vivos que realizan la fotosíntesis, pueden generar su propio alimento, que servirá de fuente de energía para realizar las funciones metabólicas.(8)

Proceso de la fotosíntesis ilustrado.
Fotosíntesis (Public Domain)

Es la diferencia de potencial (cargas) del soluto encontrado a lados opuestos de la membrana celular. El gradiente eléctrico puede ser cero (equilibrio entre cargas) o puede ser iónico (presentan más cationes que iones o viceversa). Si un catión se mueve siguiendo el gradiente eléctrico, debería ir desde el lado positivo hasta el lado negativo; con los aniones pasa lo mismo pero yendo al lado positivo. En el caso en el que no se siga este gradiente, no será un movimiento espontáneo. (7)

Se puede observar la acción del gradiente eléctrico en el cuadrado derecho.
Gradiante electroquímico (Public Domain)

Es la diferencia de concentración de un soluto encontrado afuera y de otro presente en el interior de la membrana celular. Este soluto puede moverse de un lado a otro con el fin de equilibrar la concentración a ambos lados,(7) este fenómeno es llamado osmosis.(19) Si un soluto viaja en contra del gradiente, se necesita energía y es considerado un movimiento no espontáneo.(7)

Representación ilustrada del fenómeno de la osmosis. Se puede ver como se regula la concentración hasta quedar equilibrada.
Osmosis (Public Domain)

También llamado mononucleótido es la estructura básica de los ácidos nucleicos que son unas biomoléculas encontrada en las células y que contienen información genética. (20) Químicamente, los nucleótidos, están compuestos por un grupo fosfato, una molécula de azúcar que varía si es ADN (desoxirribosa) o ARN (ribosa) y una base nitrogenada. Estas bases, utilizadas en el ADN, son: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). En cambio, en el ARN, no es utilizada la timina, es sustituida por el uracilo (U). (21) Si estos nucleótidos se unen, forman los ácidos nucleicos ADN Y ARN (pilares de la genética). (20)

Estructura de nucleótido
Nucleótido (Public Domain)

Es una reacción química que consiste en la intervención del agua sobre otra sustancia para generar otra u otras nuevas, gracias a la polaridad del agua y al división del compuesto hidrolizado.(22) En el caso de la hidrolisis aplicada al ATP, el proceso consiste en la división de ATP en ADP y un grupo fosfato o en AMP(2)( equivalente a dos ADP)(23) y dos grupos fosfato; de tal forma que se libera una gran cantidad de energía.(2)

Esquema de la hidrolisis del ATP que da resultado a un ADP y un grupo fosfato.
Hidrólisis (Public Domain)