ATP
La vida requiere mucha energía. Se necesita energía para mover los músculos, crear nuevas células, eliminar los desechos y realizar otros innumerables procesos vitales. Entonces, ¿de dónde viene esa energía? Bueno, viene de los panqueques que desayunaste y de la ensalada que comiste en el almuerzo. Pero sus células no funcionan directamente con panqueques y lechuga, sino que toman energía de estas moléculas de alimentos y la convierten en trifosfato de adenosina, mejor conocido como ATP .
El ATP es la molécula que suministra energía para los procesos metabólicos dentro de sus células. Estos compuestos energéticos se forman cuando una unidad molecular de adenosina se conecta a tres grupos ( tri ) fosfato. La adición de grupos fosfato es un proceso conocido como fosforilación, y en esta lección, aprenderá sobre dos tipos de fosforilación que sus células usan para producir energía.
Mitocondrias
Para comprender cómo se produce el ATP, debemos observar las mitocondrias , que son los cuerpos celulares donde se produce el ATP. Esta importante función le ha valido a las mitocondrias el sobrenombre de «centrales eléctricas de la célula».
Las mitocondrias constan de dos membranas. La membrana interna está doblada. Esto aumenta el área de superficie para que puedan tener lugar más reacciones químicas a través de esta membrana. La membrana externa rodea la mitocondria y la separa del citoplasma, que es la sustancia intracelular similar a un gel en la que flota.
Fosforilación a nivel de sustrato
Dentro de las mitocondrias es donde se crea la mayor parte de su ATP, pero algo de ATP se puede producir en el citoplasma mediante un proceso llamado fosforilación a nivel de sustrato . Este es un proceso de formación de ATP mediante la adición física de un grupo fosfato al ADP. La fosforilación a nivel de sustrato es un gran nombre, pero en realidad es un proceso sencillo. Con este tipo de fosforilación se obtiene un difosfato de adenosina (ADP), que es una unidad de adenosina unida a dos grupos ( di ) fosfato. Para convertirlo en un trifosfato de adenosina, se toma un grupo fosfato de un compuesto intermedio, denominado sustrato, y se le da al ADP.
Niveles de nivel del centro de datos: estándares y clasificación
Mencioné que la fosforilación a nivel de sustrato tiene lugar fuera de la mitocondria, pero también en el interior. Cuando tiene lugar afuera en el citoplasma, ocurre durante la glucólisis , que es la descomposición de la glucosa para producir piruvato y energía.
La glucólisis no requiere oxígeno, pero el oxígeno es una parte importante de la producción de ATP dentro de las mitocondrias. La fosforilación a nivel de sustrato dentro de las mitocondrias ocurre durante el ciclo de Krebs , también conocido como ciclo del ácido cítrico. Este ciclo es una secuencia de reacciones químicas en las que las moléculas se descomponen en presencia de oxígeno para generar energía. El ciclo de Krebs tiene lugar dentro de la membrana interna plegada de la mitocondria, en un área conocida como matriz.
Fosforilación oxidativa
Si observamos de cerca la membrana interna plegada, encontramos estructuras incrustadas que ayudan con la fosforilación oxidativa , que es el proceso de formación de ATP a través de la transferencia de electrones. Este proceso no es tan sencillo como el otro tipo de fosforilación, pero es más productivo y produce un buen rendimiento de ATP.
La fosforilación oxidativa involucra la cadena de transporte de electrones , que es una serie de compuestos que pasan electrones de uno a otro. Esta cadena crea una corriente eléctrica negativa a lo largo de la membrana, que atrae protones cargados positivamente, o iones de hidrógeno (H +), moviéndolos desde la matriz, a través de la membrana y hacia el espacio entre las membranas mitocondriales interna y externa. Este espacio se llena de protones y algunos de ellos se escabullen a través de la membrana a través de una trampilla de escape, conocida como ATP sintasa , que es la enzima que ayuda a la fosforilación de ADP a ATP. Esta fosforilación se produce porque a medida que los protones salen a través de la ATP sintasa, generan la energía necesaria para unir los fosfatos disponibles a los ADP, lo que recarga la batería de energía.
Resumen de la lección
Revisemos…
Cascadas de fosforilación: MAPK, PI3K/AKT, JAK/STAT
El ATP es la molécula que suministra energía para los procesos metabólicos dentro de sus células. La mayoría de las moléculas de ATP se fabrican en las mitocondrias de sus células, lo que les ha valido el sobrenombre de «centrales eléctricas de la célula». Sin embargo, aprendimos que algo de ATP se produce en el citoplasma fuera de las mitocondrias.
La fosforilación a nivel de sustrato , que es un proceso de formación de ATP mediante la adición física de un grupo fosfato al ADP, puede tener lugar en el citoplasma durante la glucólisis o dentro de la matriz mitocondrial durante el ciclo de Krebs .
La fosforilación oxidativa , que es el proceso de formación de ATP mediante la transferencia de electrones, tiene lugar dentro de las mitocondrias, a lo largo de la membrana interna plegada. Implica la cadena de transporte de electrones , que es una serie de compuestos que pasan electrones de uno a otro. Esta cadena crea una corriente negativa que atrae protones cargados positivamente al espacio entre las membranas mitocondriales interna y externa. Estos protones luego escapan a través de la membrana a través de la ATP sintasa , que es la enzima que ayuda a la fosforilación de ADP a ATP.
Los resultados del aprendizaje
Después de esta lección, podrá:
- Definir ATP y su propósito
- Explicar las funciones de las mitocondrias y la ATP sintasa en la producción de ATP.
- Identificar en qué parte de la glucólisis celular y el ciclo de Krebs ocurren
- Resumir los procesos de fosforilación a nivel de sustrato y fosforilación oxidativa
- Describe cómo la cadena de transporte de electrones produce ATP.
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