Biología - Eldra Solomon, Linda Berg, Diana Martin - 9 Edición-comprimido-194

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160 Capítulo 7 
AMP + Pi + energía ¡ ADP
ADP + Pi + energía ¡ ATP
Así, el ATP ocupa una posición intermedia en el metabolismo celular 
y es un importante enlace entre reacciones exergónicas, que en general 
son componentes de rutas catabólicas, y reacciones endergónicas, que 
generalmente son parte de rutas anabólicas (FIGURA 7-6). 
La célula mantiene una muy alta
proporción de ATP a ADP
La célula mantiene una proporción de ATP a ADP que está lejos del punto 
de equilibrio. El ATP se forma constantemente a partir del ADP y de fos-
fato inorgánico conforme los nutrientes se descomponen en la respiración 
celular o conforme la fotosíntesis atrapa la energía radiante de la luz solar. 
En cualquier momento, una célula común contiene más de 10 moléculas 
de ATP por cada molécula de ADP. El hecho de que la célula mantenga 
la concentración de ATP a tan alto nivel (respecto a la concentración de 
ADP) hace que su reacción de hidrólisis sea más fuertemente exergónica 
y más capaz de impulsar las reacciones endergónicas con las que se acopla.
Aunque la célula mantiene una elevada proporción de ATP a ADP, 
no puede almacenar grandes cantidades de ATP. La concentración de 
ATP siempre es muy baja, menos que 1 mmol/L. En efecto, los estudios 
sugieren que una célula bacteriana no tiene más que 1 segundo de sumi-
nistro de ATP. Así, ésta emplea moléculas de ATP casi tan rápidamente 
como se van produciendo. Un humano adulto saludable en reposo uti-
liza de manera aproximada 45 kg (100 lb) de ATP cada día, pero la can-
tidad presente en el cuerpo en cualquier momento dado es menor que 
1 g (0.035 oz). Cada segundo en cada célula, un estimado de 10 millones 
de moléculas de ATP son elaboradas a partir de ADP y fosfato, y un igual 
número de ATP transfi eren sus grupos fosfato, junto con su energía, a 
cualquier reacción química que los requiera.
Repaso
 ■ ¿Por qué las reacciones acopladas usualmente tienen intermediarios 
comunes? 
grupos fosfato se unen en el extremo de la molécula en una serie, seme-
jante a tres vagones detrás de una locomotora y como los vagones de un 
tren, se pueden pegar y despegar.
El ATP cede energía mediante
la transferencia de un grupo fosfato
Cuando el fosfato terminal se elimina del ATP, la molécula restante 
es difosfato de adenosina (ADP) (vea la fi gura 7-5). Si el grupo fos-
fato no se transfi ere a otra molécula, se libera como fosfato inorgánico 
(Pi). Ésta es una reacción exergónica con un valor negativo de G rela-
tivamente grande. (Son diversos los cálculos de la energía libre de la 
hidrólisis del ATP, pero varían entre −28 y −37 kJ/mol, o de −6.8 a 
−8.7 kcal/mol).
(5) ATP + H2O ¡ ADP + Pi
 ∆G = −32 kJ/mol (o −7.6 kcal/mol)
La reacción 5 se puede acoplar a reacciones endergónicas en las células. 
Considere la siguiente reacción endergónica, en la cual dos monosacári-
dos, glucosa y fructosa, forman la sacarosa disacárida.
(6) glucosa + fructosa ¡ sacarosa + H2O
 ∆G = +27 kJ/mol (o +6.5 kcal/mol)
Con un cambio de energía libre de −32 kJ/mol (−7.6 kcal/mol), la 
hidrólisis del ATP en la reacción 5 puede impulsar la reacción 6, pero 
sólo si las reacciones están acopladas mediante un intermediario común.
La siguiente serie de reacciones es una versión simplifi cada de una 
ruta alternativa utilizada por algunas bacterias:
(7) glucosa + ATP ¡ glucosa-P + ADP
(8) glucosa-P + fructosa ¡ sacarosa + Pi
Del capítulo 6, recuerde que una reacción de fosforilación es una en 
la que un grupo fosfato se transfi ere a algún otro compuesto. En la reac-
ción 7 la glucosa es fosforilada para formar fosfato de glucosa (glucosa-
P), el intermediario que encadena a las dos reacciones. La glucosa-P, que 
corresponde a I en las reacciones 3 y 4, reacciona exergónicamente con 
fructosa para formar sacarosa. Para que la energía de enlace trabaje de 
esta manera, las reacciones 7 y 8 deben ocurrir en secuencia. Es conve-
niente resumir las reacciones:
(9) glucosa + fructosa + ATP ¡ sacarosa + ADP + Pi
 ∆G = −5 kJ/mol (−1.2 kcal/mol)
Cuando usted encuentra una ecuación escrita en esta forma, recuerde 
que ésta es realmente el resumen de una serie de reacciones y que algu-
nas veces no se muestran los productos intermedios transitorios (en este 
caso, la glucosa-P).
El ATP acopla reacciones exergónicas y endergónicas
Se ha analizado cómo la transferencia de un grupo fosfato del ATP hacia 
algún otro compuesto está ligada a reacciones endergónicas celulares. 
Inversamente, agregando un grupo fosfato al monofosfato de adenosina, 
o AMP (formando ADP), o al ADP (formando ATP) requiere acopla-
miento a reacciones exergónicas en la célula.
La energía liberada impulsa 
reacciones endergónicas
ADP + Pi ATP
Las reacciones exergónicas 
liberan energía
FIGURA 7-6 El ATP acopla reacciones exergónicas y endergónicas
Las reacciones exergónicas en las rutas catabólicas (parte superior) propor-
cionan energía para dirigir la formación endergónica de ATP a partir del 
ADP. Inversamente, la hidrólisis exergónica del ATP aporta energía a las 
reacciones endergónicas en rutas anabólicas (parte inferior).
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	Parte 2 Transferencia de energía a través de sistemas vivos 
	7 Energía y metabolismo
	7.4 ATP, la moneda energética de la célula
	El ATP cede energía mediante la transferencia de un grupo fosfato
	El ATP acopla reacciones exergónicas y endergónicas
	La célula mantiene una muy alta proporción de ATP a ADP
	Repaso