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La molecola di ATP


Risulta chiaro come le reazioni metaboliche e la catalisi enzimatica siano fondamentali per la vita di un organismo, in quanto consentono di trarre l’energia utile alla cellula per svolgere le sue funzioni. Abbiamo già accennato come tale energia è ottenuta dalla degradazione delle sostanze nutrienti e immagazzinata sotto forma di ATP.
Per comprendere il processo di accumulo e di rilascio dell’energia tramite la molecola di ATP analizziamone la struttura. L’ATP (adenosintrifosfato) è un nucleoside trifosfato, che ha come monosaccaride il D-ribosio e come base azotata l’adenina. L’ATP è una molecola «ad alta energia». Infatti a pH fisiologico i gruppi fosfato si trovano in forma ionizzata e la molecola possiede quattro cariche negative. La repulsione fra queste cariche rende l’ATP una molecola molto instabile. Quando essa è sottoposta a idrolisi, la scissione di un gruppo fosfato (P¡) genera una grande quantità di energia, pari a 7,3 kcal/mol (in condizioni standard): l’ATP si trasforma in ADP (adenosindifosfato), una molecola «a bassa energia», e l’energia rilasciata è utilizzata dalla cellula.
L’energia necessaria all’organismo per compiere qualsiasi attività deriva dalla conversione dell’ATP in ADP. Il processo inverso, ovvero la formazione della molecola di ATP a partire da ADP e fosfato, è un processo che richiede energia.
La molecola di ADP può essere ulteriormente idrolizzata, liberando un quantitativo di energia minore rispetto a quello liberato dall’idrolisi dell’ATP.
Si forma l’AMP (adenosinmonofosfato), contenente un unico gruppo fosfato.
Nella cellula l’ATP ha una vita media di circa un minuto, perché è continuamente prodotto e idrolizzato: l’energia necessaria al corpo umano comporta la sintesi di circa 40 kg di ATP al giorno. Si crea così un ciclo in grado di rigenerare l’ATP: l’energia per la sintesi dell’ATP è ricavata dai processi di degradazione delle sostanze nutrienti (nelle piante deriva dall’energia solare mediante la fotosintesi clorofilliana) e l’energia immagazzinata nella molecola di ATP è utilizzata per molti processi cellulari, come la biosintesi delle macro- molecole, il movimento e il trasporto attivo di sostanze.
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