Adenosín trifosfato - ATP | Estructura, funciones, hidrólisis y ciclo 😸
Summary
TLDREl video educativo explora el adenosín trifosfato (ATP), una molécula esencial en la vida, actúa como fuente principal de energía para procesos celulares. Se explica su estructura, compuesta por adenosina y tres grupos fosfatos, y su ubicación en el citoplasma y nucleoplasma de las células. Detalla su síntesis a través de la fotosíntesis y respiración celular, y su papel en anabolismo, catabolismo, transporte de iones, señalización celular, mantenimiento de la estructura celular y la contracción muscular. Además, se menciona su función en la síntesis de ARN y cómo su energía reside en los enlaces de alta energía entre sus fosfatos, resaltando su ciclo de hidrólisis y síntesis constante en el metabolismo celular.
Takeaways
- 🧬 El ATP (adenosín trifosfato) es un nucleótido esencial en la vida celular, compuesto por una base nitrogenada (adenina), un azúcar (ribosa) y tres grupos fosfatos.
- 🌿 El ATP se encuentra en todas las células vivas, tanto en el citoplasma como en el nucleoplasma, y también puede ser transmitido fuera de las células como mensajero químico.
- ⚡ El ATP es la principal fuente de energía para la mayoría de los procesos celulares, y su síntesis ocurre principalmente a través de la fotosíntesis y la respiración celular.
- 🌱 Los organismos fotosintetizadores utilizan la energía solar para sintetizar ATP, que luego se usa para la síntesis de moléculas orgánicas a partir de dióxido de carbono.
- 🏃 Los animales producen ATP a través de la respiración celular, que implica la degradación de glucosa en una serie de reacciones metabólicas.
- 🔁 El ATP se consume y se genera continuamente en el metabolismo celular, siendo esencial tanto para el anabolismo como para el catabolismo.
- 🚛 El ATP juega un papel crucial en el transporte activo de sustancias a través de las membranas celulares, proporcionando la energía necesaria para este proceso.
- 💬 El ATP actúa como neurotransmisor, participando en la comunicación entre células y tejidos, y es esencial para el funcionamiento cerebral y la percepción sensorial.
- 🏋️♂️ La contracción muscular depende del ATP, que permite la interacción entre las proteínas actina y miosina dentro de las miofibrillas musculares.
- 🔋 El ATP, junto con otros nucleótidos como UTP, CTP y GTP, sirve como bloque de construcción para la síntesis de ARN, y es fundamental en procesos como la transcripción.
Q & A
¿Qué es el trifosfato de adenosina (ATP) y qué está compuesto?
-El trifosfato de adenosina, también conocido como adenosín-5'-trifosfato o ATP, es un compuesto orgánico formado por una base nitrogenada, un azúcar (ribosa) y tres grupos de ácido fosfórico.
¿Cuál es la función principal del ATP en los seres vivos?
-El ATP es la fuente principal de energía en la mayoría de los procesos celulares, proporcionando energía para la síntesis de moléculas complejas y para la contracción muscular, entre otros.
¿Dónde se encuentra el ATP en las células?
-El ATP se encuentra en el citoplasma y el nucleoplasma de las células de todos los seres vivos, y también puede ser enviado fuera de las membranas celulares como un transmisor químico.
¿Cómo se forma el ATP en los organismos que realizan fotosíntesis?
-Los organismos fotosintetizadores aprovechan la energía de la luz solar para almacenarla químicamente en el ATP producido durante el proceso de fotosíntesis.
¿Cómo los animales producen ATP?
-Los animales producen ATP a través de la degradación de la glucosa a través de un conjunto de reacciones bioquímicas conocidas como respiración celular.
¿Cuál es el papel del ATP en el transporte activo de sustancias en la célula?
-El ATP es esencial para el transporte activo de sustancias dentro y fuera de la célula, proporcionando la energía necesaria para el movimiento de electrolitos y otras moléculas a través de las membranas celulares.
¿Cómo funciona el ATP como neurotransmisor en el sistema nervioso?
-El ATP actúa como neurotransmisor, permitiendo la comunicación entre las células y los tejidos del cuerpo, incluyendo el funcionamiento cerebral, la percepción sensorial y el control de músculos y órganos.
¿En qué se utiliza el ATP para mantener la estructura celular?
-El ATP ayuda a unir elementos del citoesqueleto y proporciona energía a los flagelos de las células y a los cromosomas para mantener su funcionamiento correcto.
¿Cómo se relaciona el ATP con la síntesis del ácido ribonucleico (ARN)?
-El ATP, junto con UTP, CTP y GTP, sirve como bloque de construcción para el ARN. Las ARN-polimerasas en la célula ensamblan estos bloques para formar diferentes tipos de ARN, como el ARN mensajero y el ARN ribosomal.
¿Cuál es el secreto de la energía del ATP y cómo se libera?
-El secreto de la energía del ATP está en los enlaces de alta energía entre los grupos fosfatos. Estos enlaces son débiles y se rompen fácilmente durante la hidrólisis, liberando energía. Esto ocurre cuando una enzima llamada ATP-asa rompe el enlace entre los segundos y terceros grupos fosfato, desfosforilando el ATP y liberando energía.
¿Cómo se recicla el ATP en el cuerpo humano y cuántas veces se recicla al día?
-El ATP se recicla continuamente en el metabolismo celular, ya que no se puede almacenar por mucho tiempo. Cada molécula de ATP se recicla aproximadamente dos mil a tres mil veces al día para satisfacer las necesidades energéticas del cuerpo humano.
Outlines
🧬 Introducción al ATP y su estructura
El primer párrafo introduce al trifosfato de adenosina (ATP) como un compuesto orgánico esencial en todos los seres vivos, formado por una base nitrogenada, un azúcar y ácido fosfórico, conocido como nucleótido. Se explica que el ATP está presente en el citoplasma y el nucleoplasma de las células y puede ser enviado fuera de las células como mensajero químico. Se detalla la estructura molecular del ATP, compuesto de tres iones de ácido fosfórico unidos a un nucleósido formado por ribosa y adenina. El ATP se visualiza como una molécula clave en la bioenergética celular.
🌿 Funciones y producción del ATP
El segundo párrafo explora las múltiples funciones del ATP, destacando su papel como la principal fuente de energía en la mayoría de los procesos celulares. Se describe cómo los organismos que realizan fotosíntesis almacenan energía en el ATP y cómo los animales producen ATP a través de la respiración celular. Además, se menciona la fermentación láctica y cómo el ATP es esencial en procesos como el transporte activo de sustancias, la transmisión de señales y la contracción muscular. También se toca la síntesis de ARN y la importancia de los enlaces de alta energía en los grupos fosfatos del ATP.
🔁 Ciclo de hidrólisis y síntesis del ATP
El tercer párrafo profundiza en el ciclo de hidrólisis y síntesis del ATP, explicando cómo los enlaces de alta energía se rompen y se forman continuamente. Se menciona que la hidrólisis del ATP libera energía que puede ser medida en kilocalorías y kilojoules, y cómo este proceso es reversible, permitiendo que el ATP se recicle frecuentemente en el metabolismo celular. Finalmente, se habla sobre la cantidad total de ATP en el cuerpo humano y cómo la energía excedente se almacena en forma de glucógeno o grasas.
Mindmap
Keywords
💡ATP
💡Nucleótidos
💡Fosfatos
💡Ribosa
💡Adenina
💡Hidrólisis
💡Fotosíntesis
💡Respiración celular
💡Transcripción
💡Citoesqueleto
Highlights
El trifosfato de adenosina (ATP) es un compuesto orgánico esencial en la vida, formado por una base nitrogenada, un azúcar y ácido fosfórico.
ATP es conocido como nucleótido y está presente en todas las células vivas, tanto en su interior como en su entorno.
La molécula de ATP se encuentra en el citoplasma o en el nucleoplasma de las células y puede ser transmitida fuera de la célula como mensajero químico.
La estructura molecular del ATP consiste de tres iones de ácido fosfórico unidos a un nucleósido.
El nucleósido de ATP es una combinación de la base nitrogenada adenina y el azúcar ribosa.
El nombre adenosín-5’-trifosfato proviene de la unión de fosfatos en el quinto carbono de la ribosa.
El ATP es la fuente principal de energía para la mayoría de los procesos celulares.
La fotosíntesis y la respiración celular son los principales procesos para la producción de ATP en los organismos.
El ATP también es esencial en la síntesis de moléculas complejas a partir de moléculas más simples (anabolismo).
Durante el catabolismo, las células generan ATP al descomponer moléculas complejas en moléculas simples.
El ATP juega un papel crucial en el transporte activo de sustancias dentro y fuera de la célula.
El ATP actúa como neurotransmisor, participando en el funcionamiento cerebral y el control de músculos y órganos.
El ATP es fundamental para la preservación de la estructura celular, ayudando a unir elementos del citoesqueleto.
La contracción muscular depende críticamente de la interacción de actina y miosina con el ATP.
El ATP, junto con UTP, CTP y GTP, sirve como bloque de construcción para el ARN en el proceso de transcripción.
El secreto energético del ATP radica en los enlaces de alta energía entre sus grupos fosfatos, que se rompen fácilmente durante la hidrólisis.
La energía liberada por la hidrólisis de un mol de ATP es de aproximadamente 7.3 kcal o 30.6 kJ.
El ATP se recicla continuamente en el metabolismo celular, siendo comparado con una moneda de cambio energético.
La cantidad total de ATP en el cuerpo humano es de aproximadamente 0.1 moles, pero se requiere la hidrólisis de 200 a 300 moles diariamente.
El exceso de energía se almacena en forma de glucógeno o grasas cuando se consume más de lo necesario.
Transcripts
¡Hola, persona! ¡Estos son los puntos o conceptos del video!
Aquí tienes los tiempos para deslizarte directo hacia cualquiera de ellos
Pero si dejas correr el video, hallarás..
...elementos adicionales que facilitan la comprensión del tema
El trifosfato de adenosina, adenosín-5’-trifosfato o adenosina trifosfato...
...es un compuesto orgánico...
...formado por la unión de una base nitrogenada, un azúcar y ácido fosfórico
Los compuestos orgánicos con este tipo de estructura molecular se denominan «nucleótidos»
El trifosfato de adenosina es...
...por decirlo de alguna forma, primo hermano de cada uno de los nucleótidos que...
...conforman la doble hélice del ADN o la cadena única del ARN...
...dos moléculas importantes que seguramente ya conoces
Al igual que esas moléculas –a partir de ahora– también usaré...
...tres letras –por su abreviatura en inglés–
...para referirme a la adenosina trifosfato simplemente como ATP
Maia... ¡por favor, muéstrale a persona donde se encuentra la molécula de ATP!
[Maia]: Por supuesto que sí, guapo. ¡Con mucho gusto!
El ATP se encuentra en el citoplasma o en el nucleoplasma de las células...
...en todos los seres vivos. Pero las células también pueden enviarlo al exterior de...
...sus membranas como transmisor o mensajero químico
¡Gracias, Maia! Reservemos las funciones del ATP para más adelante
Primero mostrémosle a persona la estructura molecular del ATP con detalle
El ATP consiste de tres iones de ácido fosfórico llamados también «grupos fosfatos»
El «trifosfato» está unido a un nucleósido...
¡Ay, estos términos! Pero mira... ¡es fácil!
El nucleósido es la combinación de una base nitrogenada y un azúcar de cinco átomos de carbono
Sólo hay dos opciones posibles para el azúcar del nucleósido, en un nucleótido
Aah... eso pareció trabalenguas. ¡Que científico me escucho!
Pero prestadme atención:
el azúcar del ATP es la «ribosa» y entre las posibles bases nitrogenadas...
La elegida es:
¡la «adenina»!
En el mundo del espectáculo bioquímico, a la pareja de la ribosa...
...con la adenina, se le llama «adenosina»
¡Ahi viene la adenosina!
[Robot Ctrl Z 01]: Ah, ¿de dónde viene el cinco en el nombre de adenosín- 5’-trifosfato del ATP?
Aah... es porque los fosfatos se enlazan en el quinto carbono de la ribosa
[niños exclamando]
Y ahora que conoces la molécula del ATP, podemos simplificarla visualmente de esta forma
En este momento quizá te preguntes: ¿y para qué sirve el ATP?
No te preocupes. Te presentaré seis funciones empezando...
...por la más general e importante
Todos los seres vivos utilizan el ATP
[Anónimo]: ¡¿Pero dime por qué?!
Porque el ATP es la fuente principal de energía en la mayoría de los procesos celulares
[Joyce]: Aish, ¿pero y el ATP de dónde sale o cómo así, de dónde se forma y así?
Sí... ¡te lo diré!
Los organismos capaces de la fotosíntesis aprovechan la energía...
... de la luz solar y la almacenan químicamente en el ATP producido...
...durante el mismo proceso
El ATP también ayuda a los organismos...
...fotosintetizadores a capturar moléculas inorgánicas de dióxido de...
...carbono para convertirlas en moléculas orgánicas como la glucosa, de gran...
...importancia para la vida
Los animales –por otro lado– para producir ATP, dependen...
...de la degradación de la glucosa a través de un conjunto de reacciones...
...bioquímicas o metabólicas llamado: «respiración celular»
En síntesis el ATP se produce principalmente como resultado de la...
...fotosíntesis y la respiración celular, pero también puede producirse, por ejemplo...
...en la fermentación láctica que ocurre en tus músculos cuando te...
...ejercitas demasiado
Lo importante aquí es entender que las...
...células gastan o generan moléculas de ATP durante su metabolismo
Las células consumen ATP cuando sintetizan o forman moléculas...
...complejas a partir de moléculas más simples (anabolismo)
¿Y cuando generan ATP las células, Maia?
[Maia] Generan ATP cuando descomponen las moléculas complejas en...
...moléculas simples, es decir: durante el «catabolismo»
¡Muy bien! ¡Pasemos a la siguiente función!
[Maia]: El ATP desempeña un papel importante...
...en el transporte activo de sustancias dentro y fuera de la célula
[RaC]: En la célula animal...
... la hidrólisis del ATP –un proceso que te explicaré más adelante– aporta la...
...energía necesaria para transportar, por ejemplo, sodio y potasio...
...dos electrolitos vitales
Además de ser el combustible universal de las células...
...hoy sabemos que el adenosín trifosfato también es clave en la transmisión de...
...señales dentro y fuera de ellas
El ATP permite a las células y a los tejidos...
...de todo el cuerpo comunicarse entre sí
Como neurotransmisor, participa...
...directamente en el funcionamiento cerebral...
...la percepción sensorial, así como el control de músculos y órganos...
... a través del sistema nervioso
El ATP desempeña un papel importante en la preservación de la estructura celular...
...pues ayuda a unir elementos del citoesqueleto
¿Y qué más Maia?
[Maia]: También proporciona la energía a los flagelos de distintas células y a los cromosomas...
...para mantener su funcionamiento correcto
El ATP es crítico para la contracción muscular
El tejido muscular está formado por células largas cilíndricas con muchos...
...núcleos –multinucleadas– llamadas «fibras musculares»
¡Mira! Cada fibra muscular está compuesta por varios cientos o millares de «miofibrillas»
Una miofibrilla es un conjunto de filamentos microscópicos o...
...«miofilamentos» formados principalmente por dos proteínas paralelas:
«actina» y «miosina»
Los filamentos de actina y miosina...
...interactúan –con ayuda del ATP– para producir la contracción del músculo
¡Siguiente función!
El ATP –en cofradía con la uridina trifosfato (UTP), la...
...citidina trifosfato (CTP) y la guanosina trifosfato (GTP)–
...sirve como bloque de construcción para el ácido ribonucleico (ARN)
Para no entrar en detalles, digamos que en el interior de la célula....
...existen unas maquinitas moleculares...
...llamadas ARN-polimerasas que ensamblan estos bloques para formar largas...
...cadenas de ARN mensajero, de transferencia, ribosomal y otros tipos
Lo interesante de este proceso, que conocemos como «transcripción», es que...
...cada nucleótido contiene la energía necesaria para ensamblarse a la cadena
Esto es así porque dos de los fosfatos se separan del nucleótido entrante...
...dejando disponible un enlace cuya energía se redirige para unirse...
...con el último nucleótido encadenado
El ADN se construye de forma parecida pero los nucleótidos que utiliza como...
...bloques, tienen desoxirribosa como azúcar
La cofradía de nucleótidos para formar ADN se compone de desoxiadenosina trifosfato...
...desoxitimidina trifosfato, desoxicitidina trifosfato y desoxiguanosina trifosfato
Y con esto, ahora conoces más nucleótidos con distintas combinaciones moleculares
Veamos ya... el último punto para cerrar el vídeo
El secreto energético del ATP está...
...en los grupos fosfatos unidos por enlaces de alta energía
Estos enlaces son ricos en energía pero forman uniones débiles o inestables que...
...se rompen fácilmente con ayuda del agua. O como decimos técnicamente...
...por hidrólisis
En la «hidrólisis», una enzima llamada «ATP-asa» ayuda a romper el enlace...
...entre el segundo y el tercero de los grupos fosfato
Lo anterior remueve un grupo fosfato, es decir, ocurre una «desfosforilación» que libera cierta...
...cantidad de energía
En condiciones de laboratorio se estima que la cantidad de..
...energía liberada es de 7.3 kilocalorías (kcal) por mol o 30.6 kilojoules o...
...kilojulios (kJ) por mol de ATP
Lo que queda cuando se desfosforila el ATP es «difosfato de adenosina» (ADP)...
...un ion fosfato libre y energía
El difosfato de adenosina también se puede hidrolizar liberando más energía...
...y en ese caso lo que queda es «monofosfato de adenosina»
Tras una hidrólisis los iones fosfato no pasan libres mucho tiempo...
...no les gusta estar solitos y por lo general se unen a otra molécula fosforilándola
Y si la molécula que se fosforila es un difosfato de adenosina, lo que se obtiene...
...nuevamente es el ATP y... sí, ese es el ciclo del ATP
[niños exclamando]
Todas las reacciones anteriores son reversibles
Esto convierte al ATP en una especie de «batería recargable»
De acuerdo a la base de datos: «DrugBank»...
...sin importar el momento, la cantidad total de ATP en el cuerpo humano es de...
...aproximadamente 0.1 moles
Pero la energía utilizada diariamente...
...por un adulto requiere la hidrólisis de 200 a 300 moles de ATP
Mmm... esto significa que cada molécula de ATP tiene que ser reciclada...
...dos mil o tres mil veces durante el día
El ATP como tal no puede almacenarse por mucho tiempo, y por eso se consume...
y produce continuamente en el metabolismo celular
Por esta razón también se dice que el ATP es como una moneda de cambio entre las células
Oh... y cuando comemos de más, lo que sucede...
...es que la energía excedente se almacena en intermediarios...
...del proceso de producción de energía como el glucógeno o las grasas
¡Oaarh! Hemos llegado al final del video. ¡Gracias por reproducirlo!
En videos siguientes es probable que trate con más detalle algunos conceptos o...
...procesos mencionados aquí, así que no te alejes demasiado...
¡Nos vemos en otra oportunidad!
[Fergus]: ¡Ay! ¡Que video tan largo!
Pero me ha ayudado en mi tarea y seguramente me ayudará al examen...
...así es que le voy a poner que me gusta y le voy a hacer un comentario. Jaja, sí...
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