ATP (Adenosine Trifosfaat): wat is het en wat is de functie ervan?

ATP is een molecuul met de functie van op te slaan en laat los energie tijdelijk voor de cellen van een organisme om hun activiteiten uit te voeren.

Het is in de biologie beter bekend onder het acroniem ATP, wat betekent: adenosine trifosfaat of adenosine trifosfaat. Het bestaat uit een suiker genaamd ribose, een stikstofhoudende base genaamd adenine en drie fosfaatradicalen.

Glucose, dat wordt gebruikt om ATP te produceren, is een suiker die wordt geproduceerd door planten die autotrofen zijn, dat wil zeggen dat ze hun eigen energiebron produceren.

Deze suiker met 6 koolstofatomen ondergaat chemische reacties in de cellen. In het cytoplasma staat het proces bekend als: fermentatie en in mitochondriën als cellulaire ademhaling. Aan het einde van beide worden nieuwe ATP-moleculen gevormd.

ATP-functie en productie

De belangrijkste functie van ATP is het opslaan en vrijgeven van energie waar het die nodig heeft. Om bijvoorbeeld een mobiele telefoon te laten werken, moet deze zijn batterij opladen. Als de batterij is opgeladen, is het mogelijk om deze te gebruiken, omdat de energie erdoor wordt geleverd. Hetzelfde gebeurt met ATP, dit molecuul lijkt op een minibatterij.

ATP: de biologische batterij

Cellen gebruiken fermentatie of cellulaire ademhaling om ATP te vormen. Er zijn twee soorten fermentatie, beide produceren alleen 2 moleculen ATP en komen meestal voor in micro-organismen (bacteriën en schimmels). Vergisting vindt echter ook plaats in menselijke cellen, zoals spiercellen (melkzuurgisting).

• Alcoholische gisting: Glucose → ethylalcohol + CO₂ + 2 ATP;

• Melkzuurfermentatie: Glucose → melkzuur + 2 ATP.

Cellulaire ademhaling, aan de andere kant, produceert een balans van 38 moleculen ATP en het heeft zuurstof nodig om te gebeuren. In skeletspier- en zenuwweefselcellen is de eindbalans echter 36 ATP-moleculen.

• Cellulaire ademhaling: glucose + O₂ → CO₂ + H₂De +38 of 36 ATP.

Sommige auteurs suggereren dat het uiteindelijke ATP-saldo in de praktijk niet altijd 38 is, maar kan variëren tussen 30 of 32 moleculen.

Wanneer glucose wordt afgebroken, komt energie vrij en wordt deze opgeslagen onder vorming van ATP. Er vindt een opeenvolging van chemische reacties plaats om deze energie te extraheren en deze zijn:

• glycolyse;
• Citroenzuurcyclus;
• Oxidatieve fosforylering of ademhalingsketen.

Hoeveelheid ATP geproduceerd per glucosemolecuul

Fase	cel locatie	ATP-moleculen gevormd
glycolyse	Cytoplasma	2
citroenzuurcyclus	mitochondriale matrix	2
ademhalingsketen	Mitochondriaal kammembraan	34
Eindsaldo	38

Meer weten:Energiemetabolisme

Wanneer activiteit moet plaatsvinden, ondergaat het ATP-molecuul een hydrolyse (afbraak van het molecuul in aanwezigheid van water). omdat het een reactie is exergonic geeft een grote hoeveelheid energie af, ongeveer 7 kcal/mol van een van de fosfaten. Na het verlies van een fosfaat verandert het molecuul in ADP of Adenosinedifosfaat.

• ATP-hydrolysereactie: ATP + H₂O → ADP + Pi + vrije energie.

ADP: Adenosinedifosfaat

Chemische samenstelling van ATP

Het ATP-molecuul is samengesteld uit een stikstofhoudende base genaamd adenine, een 5-koolstofsuiker genaamd ribose en drie radicalen fosfaat.

De chemische binding tussen adenine en ribose heet adenosine en de 3 fosfaatgroepen vormen de trifosfaat. Om deze reden wordt het molecuul adenosinetrifosfaat of adenosinetrifosfaat genoemd. En juist in de fosfaatbindingen worden vrije energieën opgeslagen.

ATP: Adenosinetrifosfaat

De vorming van ATP: ADP + Pi

Het is gebruikelijk dat ADP en anorganisch fosfaat (Pi) aanwezig zijn in het cytoplasma van cellen. Wanneer glucosehydrolyse optreedt, komt een hoeveelheid energie vrij en wordt deze opgeslagen in de binding tussen ADP en Pi, waardoor ATP wordt gevormd.

Zie de reactie:

Daarom vormt ADP in binding aan Pi een organische structuur die 3 fosfaten bevat, vandaar adenosinetrifosfaat. Dit is waarom ATP energie opslaat tijdelijk, omdat het zich te allen tijde ophoopt en vrijgeeft zodat de cellen hun functies kunnen uitvoeren.

Zie ook:

• Cellulaire ademhaling
• Fermentatie
• mitochondriën
• glycolyse
• citroenzuurcyclus
• oxidatieve fosforylering
• cellulair metabolisme

Bibliografische verwijzingen

MACHADO, V. G.; NAAM, F. Energierijke fosfaatverbindingen. Nieuwe chemie, v. 22, nee. 3, blz. 351–357, 1999.

UZUNIAN, A.; BIRNER, E. Biologie: enkel deel. 3e ed. So Paulo: Harbra, 2008.