O que é ATP – Adenosina trifosfato

Definição de adenosina trifosfato

A adenosina trifosfato, também conhecido como ATP, é uma molécula que fornece energia para as células. É a principal moeda de energia da célula, e é um produto final dos processos de fotofosforilação (adicionando um grupo fosfato a uma molécula usando energia da luz), respiração celular e fermentação.

Todos os seres vivos usam ATP. Além de ser usado como fonte de energia, também é usado em caminhos de transdução de sinal para comunicação celular e é incorporado no ácido desoxirribonucleico (DNA) durante a síntese de DNA.

Estrutura do ATP

Este é um diagrama estrutural do ATP. É constituído pela molécula adenosina (que é composta de adenina e um açúcar de ribose) e três grupos fosfato. É solúvel em água e tem um alto teor de energia devido a duas ligações de fosfoanidrido ligando os três grupos fosfato.

Funções do ATP

Veremos a seguir.

• Fonte de energia
• Transdução do sinal
• Síntese de DNA
• ATP, ADP, AMP, cAMP

Fonte de energia

O ATP é o principal transportador de energia que é usado para todas as atividades celulares. Quando o ATP é hidrolisado e convertido em difosfato de adenosina (ADP), a energia é liberada.

A remoção de um grupo de fosfato libera 7,3 quilocalorias por mol, ou 30,6 quilojoules por mol, em condições padrão. Essa energia alimenta todas as reações que ocorrem na célula.

O ADP também pode ser convertido novamente em ATP para que a energia esteja disponível para outras reações celulares.

O ATP é produzido através de vários métodos diferentes. A fotofosforilação é um método específico para plantas e cianobactérias.

É a criação de ATP da ADP usando energia da luz solar e ocorre durante a fotossíntese. O ATP também é formada a partir do processo de respiração celular nas mitocôndrias de uma célula. Isso pode ser através da respiração aeróbica, que requer oxigênio, ou respiração anaeróbica, o que não.

A respiração aeróbica produz ATP (juntamente com dióxido de carbono e água) a partir de glicose e oxigênio. A respiração anaeróbica usa produtos químicos que não o oxigênio, e este processo é usado principalmente por archaea e bactérias que vivem em ambientes anaeróbicos.

A fermentação é outra maneira de produzir ATP que não requer oxigênio. É diferente da respiração anaeróbica porque não usa uma cadeia de transporte de elétrons. Leveduras e bactérias são exemplos de organismos que utilizam fermentação para gerar ATP.

Transdução do sinal

ATP é uma molécula de sinalização usada para comunicação celular. As quinases, que são enzimas que fosforilam moléculas, usam ATP como fonte de grupos fosfato.

As cinases são importantes para a transdução de sinal, que é como um sinal físico ou químico é transmitido a partir de receptores na parte externa da célula para o interior da célula.

Uma vez que o sinal está dentro da célula, a célula pode responder adequadamente. As células podem receber sinais para crescer, metabolizar, diferenciar em tipos específicos, ou mesmo morrer.

Síntese de DNA

A adenina é parte da adenosina, uma molécula que é formada a partir de ATP e colocada diretamente no RNA. Os outras nucleotídeos em RNA, citosina, guanina e uracila, são formadas de forma semelhante a CTP, GTP e UTP.

A adenina também é encontrada no DNA, e sua incorporação é muito semelhante, exceto que o ATP é convertido na forma de desoxiadenosina trifosfato (dATP) antes de se tornar parte de uma cadeia de DNA.

ATP, ADP, AMP, cAMP

Outras moléculas estão relacionadas ao ATP e têm nomes semelhantes, como adenosina difosfato (ADP), adenosina monofosfato (AMP) e AMP cíclico (AMPc). Para evitar confusões, é importante conhecer algumas diferenças entre essas moléculas.

ADP

A adenosina difosfato (ADP), que às vezes também é conhecido como adenosina pirofosfato (APP), especialmente em química, já foi mencionado neste artigo. Difere do ATP porque tem dois grupos fosfato.

O ATP torna-se ADP com a perda de um grupo fosfato, e essa reação libera energia. O próprio ADP é formado pela AMP. Ciclismo entre ADP e ATP durante a respiração celular dá às células a energia necessária para realizar atividades celulares.

AMP

A adenosina monofosfato (AMP), também chamado de ácido 5-adenílico, tem apenas um grupo fosfato. Esta molécula é encontrada no ARN e contém adenina, que faz parte do código genético.

Pode ser produzido junto com ATP a partir de duas moléculas de ADP, ou por hidrólise de ATP. Também é formado quando o RNA é quebrado. Pode ser convertido em ácido úrico, que é um componente da urina, e excretado através da bexiga.

cAMP

O monofosfato de adenosina cíclica (cAMP) é derivado do atp e é outro mensageiro usado para a transdução de sinal e ativando certas proteínas chamadas de quinases. As caminhos cAMP podem desempenhar um papel em certos tipos de câncer, como o carcinoma.

Nas bactérias, tem um papel no metabolismo. Quando uma célula bacteriana não está produzindo energia suficiente (de glicose insuficiente, por exemplo), ocorrem altos níveis de cAMP, e isso gera genes que usam fontes de energia além da glicose.

O RNA e o nucleotídeo energético

Um dos nucleotídeos que formam o RNA, reunindo a adenina, a ribose e o fosfato, pode ser modificado e ganhar até outros dois grupamentos fosfato, tornando-se um trifosfato de adenosina, mais conhecido pela sigla ATP.

Além de atuar na montagem de diversas moléculas e de armazenar energia, o trifosfato de adenosina pode promover reações químicas. Para isso, o ATP perde um grupo fosfato, o que libera grande quantidade de energia, gerando difosfato de adenosina (ADP) e um fosfato inorgânico livre (Pi).

ATP ➔ ADP + Pi + alta energia

As ligações entre os fosfatos armazenam muita energia, que é liberada em certas condições nas células. Observe que o difosfato de adenosina tem uma ligação entre dois grupamentos fosfato; portanto, ele ainda pode ser utilizado para fornecer energia.

ADP ➔ AMP + Pi + alta energia

É preciso fazer menção à alta energia das ligações entre os fosfatos. Isso significa que o AMP não possui a mesma capacidade de fornecer energia comparado ao difosfato e ao trifosfato de adenosina.

Nesse caso, é gerado o monofosfato de adenosina (AMP), ribonucleotídeo que faz parte do RNA, com liberação de fosfato inorgânico (Pi) e muita energia.

Glossário

• Respiração celular: A energia dos nutrientes é convertida em ATP.
• Transdução de sinal: A transmissão de sinais de uma célula para dentro e para dentro.
• Hidrólise: quebrando uma ligação em uma molécula e dividindo-a em moléculas menores através de uma reação com a água.
• Quinase: Uma enzima que transfere um grupo fosfato do ATP para outra molécula. Também pode ser conhecida como cinase

Referências:

•  MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista (junho de 2015). «Bioquímica Básica, 4ª edição.». Bioquímica Básica, 4ª edição.
  
• Pubchem – Adenosine-5′-triphosphate <acessível em 18 de janeiro de 2021>