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El difosfato de adenosina ( ADP ), también conocido como pirofosfato de adenosina ( APP ), es un compuesto orgánico importante en el metabolismo y es esencial para el flujo de energía en las células vivas . El ADP consta de tres componentes estructurales importantes: una columna vertebral de azúcar unida a la adenina y dos grupos fosfato unidos al átomo de carbono 5 de la ribosa . El grupo difosfato de ADP está unido al carbono 5 'de la columna vertebral del azúcar, mientras que la adenina se une al carbono 1'. [1]

El ADP se puede interconvertir en trifosfato de adenosina (ATP) y monofosfato de adenosina (AMP). El ATP contiene un grupo fosfato más que el ADP. AMP contiene un grupo fosfato menos. La transferencia de energía utilizada por todos los seres vivos es el resultado de la desfosforilación del ATP por enzimas conocidas como ATPasas . La escisión de un grupo fosfato del ATP da como resultado el acoplamiento de energía a reacciones metabólicas y un subproducto del ADP. [1] El ATP se reforma continuamente a partir de las especies de menor energía ADP y AMP. La biosíntesis de ATP se consigue a lo largo de procesos tales como la fosforilación a nivel de sustrato , la fosforilación oxidativa , y fotofosforilación, todo lo cual facilita la adición de un grupo fosfato al ADP.

Bioenergética [ editar ]

El ciclo de ADP proporciona la energía necesaria para trabajar en un sistema biológico, el proceso termodinámico de transferir energía de una fuente a otra. Hay dos tipos de energía: energía potencial y energía cinética . La energía potencial se puede considerar como energía almacenada o energía utilizable que está disponible para realizar un trabajo. La energía cinética es la energía de un objeto como resultado de su movimiento. La importancia del ATP radica en su capacidad para almacenar energía potencial dentro de los enlaces de fosfato. La energía almacenada entre estos enlaces se puede transferir para realizar el trabajo. Por ejemplo, la transferencia de energía del ATP a la proteína miosina provoca un cambio conformacional cuando se conecta a la actina durantecontracción muscular .

El ciclo de síntesis y degradación de ATP; 1 y 2 representan la salida y la entrada de energía, respectivamente.

Se necesitan múltiples reacciones entre la miosina y la actina para producir efectivamente una contracción muscular y, por lo tanto, se requiere la disponibilidad de grandes cantidades de ATP para producir cada contracción muscular. Por esta razón, los procesos biológicos han evolucionado para producir formas eficientes de reponer la energía potencial del ATP del ADP. [2]

Romper uno de los enlaces de fósforo del ATP genera aproximadamente 30,5 kilojulios por mol de ATP (7,3 kcal ). [3] El ADP se puede convertir o volver a generar ATP mediante el proceso de liberación de la energía química disponible en los alimentos; en los humanos, esto se realiza constantemente a través de la respiración aeróbica en las mitocondrias . [2] Las plantas usan vías fotosintéticas para convertir y almacenar energía de la luz solar, también conversión de ADP en ATP. [3] Los animales usan la energía liberada en la descomposición de la glucosa y otras moléculas para convertir ADP en ATP, que luego puede usarse para impulsar el crecimiento y el mantenimiento celular necesarios.[2]

Respiración celular [ editar ]

Catabolismo [ editar ]

La vía catabólica de diez pasos de la glucólisis es la fase inicial de liberación de energía libre en la descomposición de la glucosa y se puede dividir en dos fases, la fase preparatoria y la fase de pago. El ADP y el fosfato son necesarios como precursores para sintetizar ATP en las reacciones de pago del ciclo del TCA y el mecanismo de fosforilación oxidativa . [4] Durante la fase de pago de la glucólisis, las enzimas fosfoglicerato quinasa y piruvato quinasa facilitan la adición de un grupo fosfato al ADP mediante la fosforilación a nivel de sustrato . [5]

Descripción general de la glucólisis

Glucólisis [ editar ]

La glucólisis la realizan todos los organismos vivos y consta de 10 pasos. La reacción neta para el proceso general de glucólisis es: [6]

Glucosa + 2 NAD + + 2 P i + 2 ADP → 2 piruvato + 2 ATP + 2 NADH + 2 H 2 O

Pasos 1 y 3 requieren la entrada de energía derivada de la hidrólisis de ATP a ADP y P i (fosfato inorgánico), mientras que los pasos 7 y 10 requieren la entrada de ADP, ATP cada rendimiento. [7] Las enzimas necesarias para descomponer la glucosa se encuentran en el citoplasma , el líquido viscoso que llena las células vivas, donde tienen lugar las reacciones glucolíticas.

Ciclo del ácido cítrico [ editar ]

El ciclo del ácido cítrico , también conocido como ciclo de Krebs o ciclo de TCA (ácido tricarboxílico) es un proceso de 8 pasos que toma el piruvato generado por la glucólisis y genera 4 NADH, FADH2 y GTP, que luego se convierte en ATP. [8] Sólo en el paso 5, donde se genera GTP, por la succinil-CoA sintetasa, y luego se convierte en ATP, se utiliza ADP (GTP + ADP → GDP + ATP). [9]

Fosforilación oxidativa [ editar ]

La fosforilación oxidativa produce 26 de los 30 equivalentes de ATP generados en la respiración celular mediante la transferencia de electrones de NADH o FADH2 a O 2 a través de transportadores de electrones. [10] La energía liberada cuando los electrones pasan del NADH o FADH2 de mayor energía al O 2 de menor energía se requiere para fosforilar el ADP y volver a generar ATP. [11] Es este acoplamiento de energía y fosforilación de ADP a ATP lo que le da a la cadena de transporte de electrones el nombre de fosforilación oxidativa.

ATP-sintasa

Complejo de ATP sintasa mitocondrial [ editar ]

Durante las fases iniciales de la glucólisis y el ciclo de TCA , cofactores como NAD + donan y aceptan electrones [12] que ayudan en la capacidad de la cadena de transporte de electrones para producir un gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial interna. [13] El complejo de ATP sintasa existe dentro de la membrana mitocondrial ( porción F O ) y sobresale en la matriz ( porción F 1 ). La energía derivada como resultado del gradiente químico se utiliza para sintetizar ATP mediante el acoplamiento de la reacción de fosfato inorgánico a ADP en el sitio activo de la ATP sintasa.enzima; la ecuación para esto se puede escribir como ADP + P i → ATP.

Activación de plaquetas en sangre [ editar ]

En condiciones normales, las pequeñas plaquetas en forma de disco circulan en la sangre libremente y sin interacción entre sí. El ADP se almacena en cuerpos densos dentro de las plaquetas sanguíneas y se libera tras la activación plaquetaria. El ADP interactúa con una familia de receptores de ADP que se encuentran en las plaquetas (P2Y1, P2Y12 y P2X1), lo que conduce a la activación plaquetaria. [14]

  • Los receptores P2Y1 inician la agregación plaquetaria y el cambio de forma como resultado de interacciones con ADP.
  • Los receptores P2Y12 amplifican aún más la respuesta al ADP y provocan la finalización de la agregación.

El ADP en la sangre se convierte en adenosina mediante la acción de ecto-ADPasas , lo que inhibe la activación plaquetaria adicional a través de los receptores de adenosina .

Ver también [ editar ]

  • Nucleósido
  • Nucleótido
  • ADN
  • ARN
  • Oligonucleótido
  • Aspirasa
  • Fosfato

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b Cox, Michael; Nelson, David R .; Lehninger, Albert L (2008). Principios de bioquímica de Lehninger . San Francisco: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-7108-1.
  2. ↑ a b c Nave, CR (2005). "Trifosfato de adenosina" . Hyper Physics [serial en Internet] . Universidad Estatal de Georgia.
  3. ↑ a b Farabee, MJ (2002). "La naturaleza del ATP" . ATP y energía biológica [serial en Internet] . Archivado desde el original el 1 de diciembre de 2007.
  4. ^ Jensen TE, Richter EA (marzo de 2012). "Regulación del metabolismo de la glucosa y el glucógeno durante y después del ejercicio" . J. Physiol . 590 (Parte 5): 1069–76. doi : 10.1113 / jphysiol.2011.224972 . PMC 3381815 . PMID 22199166 .  
  5. ^ Liapounova NA, Hampl V, Gordon PM, Sensen CW, Gedamu L, Dacks JB (diciembre de 2006). "Reconstrucción de la vía glucolítica mosaico del monocercomonoides eucariota anaeróbico" . Célula eucariota . 5 (12): 2138–46. doi : 10.1128 / EC.00258-06 . PMC 1694820 . PMID 17071828 .  
  6. ^ Medh, JD "Glucólisis" (PDF) . CSUN.Edu . Consultado el 3 de abril de 2013 .
  7. ^ Bailey, Regina. "10 pasos de la glucólisis" .
  8. ^ "Ciclo del ácido cítrico" (PDF) . Nota de Takusagawa. Archivado desde el original (PDF) el 24 de marzo de 2012 . Consultado el 4 de abril de 2013 .
  9. ^ "Bioquímica" (PDF) . UCCS.edu. Archivado desde el original (PDF) el 28 de febrero de 2013.
  10. ^ "Fosforilación oxidativa" . WH Freeman, 2002 . Consultado el 4 de abril de 2013 .
  11. ^ Medh, JD "Cadena de transporte de electrones (descripción general)" (PDF) . CSUN.edu . Consultado el 4 de abril de 2013 .
  12. ^ Belenky P, Bogan KL, Brenner C (enero de 2007). "Metabolismo NAD + en salud y enfermedad". Trends Biochem. Sci . 32 (1): 12–9. doi : 10.1016 / j.tibs.2006.11.006 . PMID 17161604 . 
  13. ^ Murray, Robert F. (2003). Bioquímica ilustrada de Harper . Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-121766-5.
  14. ^ Murugappa S, Kunapuli SP (2006). "El papel de los receptores de ADP en la función plaquetaria" . Parte delantera. Biosci . 11 : 1977–86. doi : 10.2741 / 1939 . PMID 16368572 .