4.2: Glicólise
- Page ID
- 179356
Mesmo as reações exergônicas de liberação de energia requerem uma pequena quantidade de energia de ativação para prosseguir. No entanto, considere as reações endergônicas, que requerem muito mais energia porque seus produtos têm mais energia livre do que seus reagentes. Dentro da célula, de onde vem a energia para alimentar essas reações? A resposta está em uma molécula fornecedora de energia chamada trifosfato de adenosina ou ATP. O ATP é uma molécula pequena e relativamente simples, mas dentro de suas ligações contém o potencial de uma rápida explosão de energia que pode ser aproveitada para realizar o trabalho celular. Essa molécula pode ser considerada a moeda de energia primária das células, da mesma forma que o dinheiro é a moeda que as pessoas trocam pelas coisas de que precisam. O ATP é usado para alimentar a maioria das reações celulares que requerem energia.
ATP em sistemas vivos
Uma célula viva não pode armazenar quantidades significativas de energia livre. O excesso de energia livre resultaria em um aumento do calor na célula, o que desnaturaria enzimas e outras proteínas e, assim, destruiria a célula. Em vez disso, uma célula deve ser capaz de armazenar energia com segurança e liberá-la para uso somente quando necessário. As células vivas fazem isso usando ATP, que pode ser usado para preencher qualquer necessidade de energia da célula. Como? Funciona como uma bateria recarregável.
Quando o ATP é decomposto, geralmente pela remoção de seu grupo fosfato terminal, a energia é liberada. Essa energia é usada para fazer o trabalho da célula, geralmente pela ligação do fosfato liberado a outra molécula, ativando-a. Por exemplo, no trabalho mecânico de contração muscular, o ATP fornece energia para mover as proteínas musculares contráteis.
Estrutura e função do ATP
No coração do ATP está uma molécula de monofosfato de adenosina (AMP), que é composta por uma molécula de adenina ligada a uma molécula de ribose e a um único grupo fosfato (Figura\(\PageIndex{1}\)). A ribose é um açúcar de cinco carbonos encontrado no RNA e o AMP é um dos nucleotídeos do RNA. A adição de um segundo grupo fosfato a essa molécula central resulta em adenosina di fosfato (ADP); a adição de um terceiro grupo fosfato forma trifosfato de adenosina (ATP).
A adição de um grupo fosfato a uma molécula requer uma grande quantidade de energia e resulta em uma ligação de alta energia. Os grupos fosfato são carregados negativamente e, portanto, se repelem quando estão dispostos em série, como estão em ADP e ATP. Essa repulsão torna as moléculas de ADP e ATP inerentemente instáveis. A liberação de um ou dois grupos fosfato do ATP, um processo chamado hidrólise, libera energia.
Glicólise
Você leu que quase toda a energia usada pelos seres vivos chega até eles nas ligações do açúcar, a glicose. A glicólise é o primeiro passo na decomposição da glicose para extrair energia para o metabolismo celular. Muitos organismos vivos realizam a glicólise como parte de seu metabolismo. A glicólise ocorre no citoplasma da maioria das células procarióticas e de todas as células eucarióticas.
A glicólise começa com a estrutura de seis carbonos em forma de anel de uma única molécula de glicose e termina com duas moléculas de um açúcar de três carbonos chamado piruvato. A glicólise consiste em duas fases distintas. Na primeira parte da via da glicólise, a energia é usada para fazer ajustes para que a molécula de açúcar de seis carbonos possa ser dividida uniformemente em duas moléculas de piruvato de três carbonos. Na segunda parte da glicólise, são produzidos ATP e dinucleotídeo de nicotinamida-adenina (NADH) (Figura\(\PageIndex{2}\)).
Se a célula não conseguir catabolizar ainda mais as moléculas de piruvato, ela coletará apenas duas moléculas de ATP de uma molécula de glicose. Por exemplo, glóbulos vermelhos de mamíferos maduros só são capazes de glicólise, que é sua única fonte de ATP. Se a glicólise for interrompida, essas células acabariam por morrer.
Resumo
O ATP funciona como a moeda de energia para as células. Ele permite que as células armazenem energia brevemente e a transportem dentro de si mesmas para apoiar reações químicas endergônicas. A estrutura do ATP é a de um nucleotídeo de RNA com três grupos fosfato conectados. Como o ATP é usado para energia, um grupo fosfato é separado e o ADP é produzido. A energia derivada do catabolismo da glicose é usada para recarregar o ADP em ATP.
A glicólise é a primeira via usada na decomposição da glicose para extrair energia. Por ser usado por quase todos os organismos da Terra, ele deve ter evoluído no início da história da vida. A glicólise consiste em duas partes: A primeira parte prepara o anel de seis carbonos da glicose para a separação em dois açúcares de três carbonos. A energia do ATP é investida na molécula durante essa etapa para energizar a separação. A segunda metade da glicólise extrai ATP e elétrons de alta energia dos átomos de hidrogênio e os liga ao NAD +. Duas moléculas de ATP são investidas na primeira metade e quatro moléculas de ATP são formadas durante a segunda metade. Isso produz um ganho líquido de duas moléculas de ATP por molécula de glicose para a célula.
Glossário
- ATP
- (também, trifosfato de adenosina) a moeda de energia da célula
- glicólise
- o processo de quebrar a glicose em duas moléculas de três carbonos com a produção de ATP e NADH