Quais são os dois processos que produzem ATP?

A razão pela qual você come é, em última análise, criar uma molécula chamada ATP (trifosfato de adenosina) para que suas células tenham os meios para se alimentar e, portanto, você também. E não por acaso, a razão de você respirar é que o oxigênio é necessário para obter a quantidade máxima de energia celular dos precursores do glicose moléculas naquele alimento.

O processo que as células humanas usam para gerar ATP é chamado de respiração celular. Isso resulta na criação de 36 a 38 ATP por molécula de glicose. Consiste em uma série de estágios, começando no citoplasma da célula e indo até as mitocôndrias, as "usinas de energia" das células eucarióticas. Os dois processos de produção de ATP podem ser vistos como glicólise (a parte anaeróbica) seguida pela respiração aeróbica (a parte que requer oxigênio).

Quimicamente, o ATP é um nucleotídeo. Os nucleotídeos também são os blocos de construção do DNA. Todos os nucleotídeos consistem em uma porção de açúcar com cinco carbonos, uma base nitrogenada e um a três grupos fosfato. A base pode ser adenina (A), citosina (C), guanina (G), timina (T) ou uracila (U). Como você pode perceber pelo nome, a base do ATP é a adenina e contém três grupos fosfato.

Quando ATP é "construído", seu precursor imediato é ADP (difosfato de adenosina), que vem de AMP (monofosfato de adenosina). A única diferença entre os dois é o terceiro grupo fosfato ligado à "cadeia" fosfato-fosfato no ADP. A enzima responsável é chamada de ATP sintase.

Quando o ATP é "gasto" pela célula, o nome da reação de ATP para ADP é hidrólise, já que a água é usada para quebrar a ligação entre os dois grupos terminais de fosfato. Uma equação simples para reformar ATP de seus parentes de nucleotídeos é ADP + P_euou mesmo AMP + 2 P_eu. onde P_eu é fosfato inorgânico (isto é, não ligado a uma molécula contendo carbono).

A respiração celular ocorre apenas em eucariotos, que são a resposta multicelular, maior e mais complexa da natureza aos procariotos unicelulares. Os humanos estão entre os primeiros, enquanto as bactérias povoam os últimos. O processo se desdobra em quatro etapas: glicolise, que também ocorre em procariotos e não requer oxigênio; a reação ponte; e os dois conjuntos de reação da respiração aeróbica, o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de elétrons.

Para iniciar a glicólise, uma molécula de glicose que se difundiu na célula através da membrana plasmática tem um fosfato ligado a um de seus átomos de carbono. Ele é então reorganizado em uma molécula de frutose, em cujo ponto um segundo grupo fosfato é ligado a um átomo de carbono diferente. A molécula de seis carbonos duplamente fosforilada resultante é dividida em duas moléculas de três carbonos. Esta fase custa dois ATP.

A segunda parte da glicólise prossegue com as moléculas de três carbonos sendo reorganizadas em uma série de etapas em piruvato, enquanto, entretanto, dois fosfatos são adicionados e, em seguida, todos os quatro são removidos e adicionados ao ADP para formar ATP. Esta fase produz quatro ATP,tornando o rendimento líquido de glicólise dois ATP.

A reação de ponte na mitocôndria deixa a molécula de piruvato pronta para ação, removendo um de seus carbonos e dois oxigênios para produzir acetato, que é então anexado a coenzima A para formar acetil CoA.

O acetil CoA de dois carbonos é adicionado a uma molécula de quatro carbonos, oxaloacetato, para iniciar as reações. A molécula de seis carbonos resultante é eventualmente reduzida a oxaloacetato (daí "ciclo" no título; um reagente também é um produto). No processo, dois ATP e 10 moléculas conhecidas como portadores de elétrons (oito NADH e dois FADH₂) são produzidos.

Na fase final da respiração celular, e na segunda fase aeróbia, os vários portadores de elétrons de alta energia são colocados em uso. Seus elétrons são removidos por enzimas embutidas na membrana mitocondrial, e sua energia é usado para alimentar a adição de grupos fosfato ao ADP para formar ATP, um processo denominado oxidativo fosforilação. O oxigênio é o aceptor de elétrons final no final.

O resultado é de 32 a 34 ATP, o que significa que, adicionando dois ATP cada da glicólise e do ciclo de Krebs, a respiração celular produz 36 a 38 ATP por molécula de glicose.