Mesmo reações exergônicas de liberação de energia requerem uma pequena quantidade de energia de ativação para prosseguir. No entanto, considere as reações endergônicas, que exigem muito mais energia porque seus produtos têm mais energia livre que seus reagentes. Dentro da célula, de onde vem a energia para o poder? A resposta está em uma molécula que fornece energia, chamada trifosfato de adenosina, ou ATP.
O ATP é uma molécula pequena, relativamente simples, mas dentro de seus enlaces contém o potencial para uma rápida explosão de energia que pode ser aproveitada para realizar o trabalho celular. Essa molécula pode ser pensada como a principal moeda energética das células, da mesma forma que o dinheiro é a moeda que as pessoas trocam por coisas de que precisam. O ATP é utilizado para alimentar a maioria das reações celulares que exigem energia.
ATP em sistemas vivos
Uma célula viva não pode armazenar quantidades significativas de energia livre. O excesso de energia livre resultaria em um aumento de calor na célula, o que desnaturaria enzimas e outras proteínas e, assim, destruiria a célula. Em vez disso, uma célula deve ser capaz de armazenar energia com segurança e liberá-la para uso somente quando necessário. As células vivas conseguem isso usando o ATP, que pode ser usado para preencher qualquer necessidade de energia da célula. Como? Funciona como uma bateria recarregável.
Quando o ATP é decomposto, geralmente pela remoção de seu grupo fosfato terminal, a energia é liberada. Essa energia é usada para fazer o trabalho da célula, geralmente pela ligação do fosfato liberado a outra molécula, ativando-a. Por exemplo, no trabalho mecânico de contração muscular, o ATP fornece energia para mover as proteínas musculares contráteis.
Estrutura e função do ATP
No coração do ATP está uma molécula de monofosfato de adenosina (AMP), que é composta de uma molécula de adenina ligada a uma molécula de ribose e a um único grupo fosfato ( Figura ). A ribose é um açúcar de cinco carbonos encontrado no RNA e o AMP é um dos nucleotídeos do RNA. A adição de um segundo grupo fosfato a esta molécula central resulta em di fosfato de adenosina (ADP); a adição de um grupo fosfato terceira forma a adenosina tri fosfato (ATP).
A adição de um grupo fosfato a uma molécula requer uma quantidade elevada de energia e resulta em uma ligação de alta energia. Grupos fosfato são carregados negativamente e assim se repelem quando estão dispostos em série, como são em ADP e ATP. Esta repulsão torna as moléculas de ADP e ATP inerentemente instáveis. A liberação de um ou dois grupos fosfato do ATP, um processo chamado de hidrólise, libera energia.
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Glicolise
Você leu que quase toda a energia usada pelos seres vivos vem para eles nos grilhões do açúcar, a glicose. A glicólise é o primeiro passo na quebra da glicose para extrair energia para o metabolismo celular. Muitos organismos vivos realizam a glicólise como parte de seu metabolismo. A glicólise ocorre no citoplasma da maioria das células procarióticas e eucarióticas.
A glicólise começa com a estrutura em forma de anel de seis carbonos de uma única molécula de glicose e termina com duas moléculas de um açúcar de três carbonos chamado piruvato. A glicólise consiste em duas fases distintas.
Na primeira parte da via da glicólise, a energia é usada para fazer ajustes de modo que a molécula de açúcar de seis carbonos possa ser dividida igualmente em duas moléculas de piruvato de três carbonos. Na segunda parte da glicólise, o ATP e o dinueleotídeo nicotinamida-adenina (NADH) são produzidos ( Figura ).
Se a célula não puder catabolizar ainda mais as moléculas de piruvato, colherá apenas duas moléculas de ATP de uma molécula de glicose. Por exemplo, os glóbulos vermelhos de mamíferos maduros são capazes apenas de glicólise, que é sua única fonte de ATP. Se a glicólise for interrompida, essas células acabarão por morrer.
Resumo da seção
O ATP funciona como a moeda de energia das células. Ele permite que as células armazenem energia brevemente e a transportem para apoiar reações químicas endergônicas. A estrutura do ATP é a de um nucleotídeo de RNA com três grupos fosfato ligados. Como o ATP é usado para energia, um grupo fosfato é separado e o ADP é produzido. A energia derivada do catabolismo da glicose é usada para recarregar ADP em ATP.
A glicólise é o primeiro caminho usado na quebra da glicose para extrair energia. Por ser usado por quase todos os organismos da Terra, deve ter evoluído no início da história da vida. A glicólise consiste em duas partes: A primeira parte prepara o anel de seis carbonos de glicose para a separação em dois açúcares de três carbonos.
A energia do ATP é investida na molécula durante este passo para energizar a separação. A segunda metade da glicólise extrai ATP e elétrons de alta energia de átomos de hidrogênio e os liga ao NAD + . Duas moléculas de ATP são investidas no primeiro semestre e quatro moléculas de ATP são formadas durante o segundo semestre. Isso produz um ganho líquido de duas moléculas de ATP por molécula de glicose para a célula.
Referências:
- http://chemistry.elmhurst.edu/vchembook/601glycolysissum.html
- http://www.sparknotes.com/biology/cellrespiration/glycolysis/summary/
Glossário
- ATP
- (também, trifosfato de adenosina) a moeda energética da célula
- glicolise
- o processo de quebrar a glicose em duas moléculas de três carbonos com a produção de ATP e NADH
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