A energia liberada pelas células na degradação das moléculas orgânicas não utiliza-se diretamente para realização do trabalho celular. Antes de ser utilizada, a energia é armazenada em moléculas de uma substancia chamada trifosfato de adenosina ou conhecida como ATP, desempenha um papel fundamental em vários tipos de células, e que consiste em captação e armazenagem de energia que é liberada em reações celulares exergônicas, que transfere para processos celulares endergônicos.
O ATP é um nucleotídeo que é constituído por uma base nitrogenada de adenina que unida ao glicídio ribose, une-se a uma cadeia de três grupos de fosfato. Essas ligações entre os grupos de fosfato do ATP, são ligações que possuem alta energia que são representadas pelo símbolo ~.
Durante o processo de oxidação das moléculas orgânicas dos alimentos, uma parte da energia que é liberada por elétrons é usada para a síntese das moléculas do ATP, sendo armazenada em ligações químicas nos grupos de fosfatos. O resto da energia que não se transfere para o ATP é liberada em forma de calor, enquanto a energia armazenada no ATP é transferida para os demais processos metabólicos que ocorrem nas células.
Uma célula é capaz estocar cerca de um bilhão de moléculas de ATP, que são utilizadas e repostas a cada dois ou três minutos, sem interrupção.
A síntese do ATP ocorre a partir de uma molécula muito semelhante, mas que tem apenas dois fosfatos: o difosfato de adenosina ou conhecido também como ADP. Esse processo acontece devido a adição de um grupo de fosfato inorgânico Pi ao ADP. Porém a adição do fosfato necessita de uma quantidade grande de energia, cerca de 7,3 kcal/mol. Já a quebra do ATP em ADP e Pi fornece cerca de 7,3 kcal/mol de energia para outras atividades celulares.
Essas transferências de fosfatos para outras moléculas , provoca alterações que possibilitam o trabalho celular. Por exemplo: se o fosfato for transferido a um dos reagentes, ele adquire energia necessária para unir-se com outras moléculas e formar produtos. A bomba de sódio e potássio é um exemplo dessa utilização, o grupo fosfato se combina com a proteína que auxilia os íons de sódio irem para o meio extracelular, onde capturam íons de potássio, liberando energia em excesso que foi recebida com o fosfato, voltando a sua configuração original, levando novos íons para o meio intracelular. Aí o fosfato desprende-se das proteínas transportadoras, podendo ser utilizado para formação de outras moléculas de ATP.
Já nos movimentos celulares, a energia que é obtida do ATP, faz com que as moléculas de miosina fiquem instáveis, com uma quantia alta de energia potencial. Nessa condição, elas puxam as fibras de actina, as quais estão em contato realizando o trabalho. Esse deslizamento das fibras da proteína actina sobre as moléculas de miosina responsabiliza-se por vários movimentos celulares, um caso em específico seriam os músculos, já que esse deslizamento possibilita que as células se encurtem, promovendo a contração muscular.
- Abaixo temos um esquema da fórmula estrutural do ATP:
- Abaixo temos outro esquema que representa o papel do ATP como "moeda energética":
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