El combustible universal que utilizan las células para efectuar sus procesos vitales es el nucleótido de adenina trifosforilado, conocido con el nombre de Trifosfato de Adenosina (ATP). Fig. (1.13a y Fig. 1.13b).
Fig. 1.13a Estructura del ATP.
La estructura química de esta molécula fue obtenida de la base de datos PubChem compound y se encuentra disponible con el identificador de estructura química único (chemical structure identifier) CID: 5957
El ATP es una molécula que tiene una cantidad muy alta de energía química y su función es la de proporcionar energía a todos los procesos celulares que la requieran.
El ATP libera la energía almacenada, y es utilizada en los procesos endergónicos de la célula, mediante la hidrólisis del grupo fosfato terminal, produciéndose ADP y fosfato inorgánico (Pi). (Figs. 1.14a y 1.14b).
Fig. 1.14a Estructura del ADP.
La estructura química de esta molécula fue obtenida de la base de datos PubChem compound y se encuentra disponible con el identificador de estructura química único (chemical structure identifier) CID: 6022
Hay que observar que en esta reacción el cambio de energía libre (ΔG) es negativo, de tal manera que esta reacción es exergónica y por lo mismo tiene todas las características de este tipo de procesos, los cuales, ya se han estudiado en este mismo capítulo.
Las células tienen transductores apropiados para utilizar la energía liberada en la hidrólisis del ATP. Estos transductores tienen como energía de entrada, la producida durante la hidrólisis del ATP y de salida, alguna otra forma de energía, con la que los seres vivos pueden realizar los siguientes procesos:
· Biosíntesis.
· Contracción.
· Transporte.
Todos ellos tienen acoplada, como fuente de energía, la reacción exergónica de hidrólisis del ATP. Esta energía alimenta a un transductor adecuado, en donde es transformada a otro tipo de energía, la cual sale del transductor para ser utilizada por alguno de los procesos que se han señalado. (Figs. 1.15 y 1.16). Por lo tanto, las células requieren continuamente de ATP para mantener su estructura. La síntesis de ATP a partir de ADP y Pi es endergónica:
Esta reacción no es espontánea, requiere estar unida a un proceso exergónico que le proporcione la energía necesaria para efectuarse: + 7.3 Kcal./mol.
En la mayoría de las células, la energía requerida para la síntesis del ATP puede ser proporcionada por dos procesos exergónicos diferentes:
- La energía luminosa del sol en las células fotosintéticas.
- La energía química liberada en la degradación de moléculas orgánicas complejas. Esto ocurre en las células heterótrofas.
Ahora se tiene una idea más o menos clara de cómo se comporta la energía en los seres vivos. Estos requieren un suministro continuo de energía, la cual, por medio de transductores específicos es almacenada en forma de ATP, el cual al hidrolizarse y mediante otros transductores apropiados, proporciona la energía necesaria para llevar a cabo procesos endergónicos (trabajo). Finalmente, la energía se disipa en el medio ambiente en forma de energía no útil.
En los capítulos siguientes se estudiarán estos fenómenos detalladamente con lo que podremos adquirir un conocimiento para explicar la forma en que los seres vivos usan la materia y la energía.