- Qu'est-ce que l'ATP ?
- A quoi sert l'ATP ?
- Comment est fabriqué l'ATP ?
- Glycolyse
- cycle de Krebs
- Chaîne de transport d'électrons et phosphorylation oxydative
- Importance de l'ATP
Nous expliquons ce qu'est l'ATP, à quoi il sert et comment cette molécule est produite. En outre, la glycolyse, le cycle de Krebs et la phosphorylation oxydative.
Qu'est-ce que l'ATP ?
Dans labiochimie, l'acronyme ATP désigne l'Adenosine Triphosphate ou Adenosine Triphosphate, une molécule organique appartenant au groupe des nucléotides, fondamentale pour le métabolisme énergétique de la cellule. L'ATP est la principale source d'énergie utilisée dans la plupart des processus et fonctions cellulaires, à la fois dans le corps humain et dans le corps des autres.êtres vivants.
Le nom d'ATP vient de la composition moléculaire de cette molécule, formée d'une base azotée (adénine) liée à laatome un carbonemolécule de sucre pentose (également appelé ribose), et à son tour avec troisions phosphates attachés à un autre atome de carbone. Tout cela est résumé dans la formule moléculaire de l'ATP : C10H16N5O13P3.
La molécule d'ATP a été découverte pour la première fois en 1929 dans le muscle humain aux États-Unis par Cyrus H. Fiske et Yellapragada SubbaRow, et indépendamment en Allemagne par le biochimiste Karl Lohmann.
Bien que la molécule d'ATP ait été découverte en 1929, il n'y avait aucune trace de son fonctionnement et de son importance dans les différentsprocessus du transfert d'énergie de la cellule jusqu'en 1941, grâce aux études du biochimiste germano-américain Fritz Albert Lipmann (prix Nobel en 1953 avec Krebs).
Voir également:Métabolisme
A quoi sert l'ATP ?
La fonction principale de l'ATP est de servir de source d'énergie dans les réactions biochimiques qui se déroulent à l'intérieur de la cellule, c'est pourquoi cette molécule est également connue sous le nom de « monnaie énergétique » de l'organisme.
L'ATP est une molécule utile pour contenir momentanément le énergie chimique libéré au cours des processus métaboliques de décomposition dealiments, et le relâcher à nouveau lorsque cela est nécessaire pour piloter les différents processus biologiques du corps, tels que le transport cellulaire, favoriser les réactions qui consommenténergie ou même d'effectuer des actions mécaniques du corps, comme la marche.
Comment est fabriqué l'ATP ?
Dans les cellules, l'ATP est synthétisé par la respiration cellulaire, un processus qui se déroule dans les cellules.mitochondries de la cellule. Au cours de ce phénomène, l'énergie chimique stockée dans le glucose est libérée, par un processus deoxydation qui libèreCO2, H2O et énergie sous forme d'ATP. Bien que le glucose soit le substrat par excellence de cette réaction, il faut préciser queprotéine et les graisses ils peuvent également être oxydés en ATP. Chacun de ces nutriments du alimentation de l'individu ont des voies métaboliques différentes, mais elles convergent vers un métabolite commun : l'acétyl-CoA, qui démarre le cycle de Krebs et permet au processus d'obtention d'énergie chimique de converger, puisque toutes les cellules consomment leur énergie sous forme d'ATP.
Le processus de respiration cellulaire peut être divisé en trois phases ou étapes : la glycolyse (une voie préalable qui n'est requise que lorsque la cellule utilise du glucose comme carburant), le cycle de Krebs et la chaîne de transport d'électrons. Au cours des deux premières étapes, de l'acétyl-CoA, du CO2 et seulement une petite quantité d'ATP sont produits, tandis qu'au cours de la troisième phase de respiration, il est produit H2O et la plus grande partie de l'ATP via un ensemble de protéines appelées " ATP synthase complexe ".
Glycolyse
Comme mentionné, la glycolyse est une voie préalable à la respiration cellulaire, au cours de laquelle pour chaque glucose (qui a 6 carbones) deux pyruvates sont formés (un composé formé de 3 carbones).
Contrairement aux deux autres étapes de la respiration cellulaire, la glycolyse a lieu dans le cytoplasme de la cellule. Le pyruvate issu de cette première voie doit pénétrer dans les mitochondries pour poursuivre sa transformation en Acétyl-CoA et ainsi pouvoir être utilisé dans le cycle de Krebs.
cycle de Krebs
Le cycle de Krebs (également cycle de l'acide citrique ou cycle de l'acide tricarboxylique) est un processus fondamental qui se produit dans la matrice des mitochondries cellulaires, et qui consiste en une succession de réactions chimiques ce qui a commeobjectif la libération de l'énergie chimique contenue dans l'Acétyl-CoA obtenue à partir du traitement des différents nutriments alimentaires de l'être vivant, ainsi que l'obtention de précurseurs d'autres acides aminés nécessaires à des réactions biochimiques d'une autre nature.
Ce cycle s'inscrit dans un processus beaucoup plus vaste qu'est l'oxydation des glucides, des lipides et des protéines, son étape intermédiaire étant : après la formation de l'Acétyl-CoA avec les carbones desdits composés organiques, et avant la phosphorylation oxydative où l'ATP est " assemblés" dans une réaction catalysée par unenzyme appelé ATP synthétase ou ATP synthase.
Le cycle de Krebs fonctionne grâce à plusieurs enzymes différentes qui oxydent complètement l'acétyl-CoA et libèrent deux différentes de chaque molécule oxydée : CO2 (dioxyde de carbone) et H2O (eau). De plus, au cours du cycle de Krebs, une quantité minimale de GTP (similaire à l'ATP) est générée et un pouvoir réducteur sous forme de NADH et FADH2 sera utilisé pour la synthèse d'ATP dans la prochaine étape de la respiration cellulaire.
Le cycle commence par la fusion d'une molécule d'acétyl-CoA avec une molécule d'oxaloacétate. Cette union donne naissance à une molécule à six carbones : le citrate. Ainsi est libérée la coenzyme A. En fait, elle est réutilisée plusieurs fois. S'il y a trop d'ATP dans la cellule, cette étape est inhibée.
Par la suite, le citrate ou l'acide citrique subit une série de transformations successives qui vont successivement engendrer l'isocitrate, le cétoglutarate, le succinyl-CoA, le succinate, le fumarate, le malate et à nouveau l'oxaloacétate. Avec ces produits, une quantité minimale de GTP est produite pour chaque cycle complet de Krebs, réduisant la puissance sous forme de NADH, FADH2 et CO2.
Chaîne de transport d'électrons et phosphorylation oxydative
La dernière étape du circuit de récolte des nutriments utilise de l'oxygène et des composés produits pendant le cycle de Krebs pour produire de l'ATP dans un processus appelé phosphorylation oxydative. Au cours de ce processus, qui se déroule dans la membrane mitochondriale interne, le NADH et le FADH2 donnent électrons les amenant à un niveau énergétiquement inférieur. Ces électrons sont finalement acceptés par l'oxygène (qui en se joignant aux protons donne lieu à la formation de molécules d'eau).
Le couplage entre la chaîne électronique et la phosphorylation oxydative fonctionne sur la base de deux réactions opposées : l'une qui libère de l'énergie et l'autre qui utilise cette énergie libérée pour produire des molécules d'ATP, grâce à l'intervention de l'ATP synthétase. Alors que les électrons « voyagent » le long de la chaîne dans une série de Réactions redox, l'énergie libérée est utilisée pour pomper des protons à travers la membrane. Lorsque ces protons diffusent à travers l'ATP synthétase, leur énergie est utilisée pour lier un groupe phosphate supplémentaire à une molécule d'ADP (adénosine diphosphate), conduisant à la formation d'ATP.
Importance de l'ATP
L'ATP est une molécule fondamentale pour les processus vitaux des organismes vivants, en tant que transmetteur d'énergie chimique pour différentes réactions qui se produisent dans la cellule, par exemple, la synthèse de macromolécules complexes et fondamentaux, comme ceux de laADN, ARN ou pour la synthèse des protéines qui se produit dans la cellule. Ainsi, l'ATP fournit l'énergie nécessaire pour permettre la plupart des réactions qui ont lieu dans le corps.
L'utilité de l'ATP comme molécule « donneuse d'énergie » s'explique par la présence de liaisons phosphates, riches en énergie. Ces mêmes liaisons peuvent libérer une grande quantité d'énergie en « cassant » lorsque l'ATP est hydrolysé en ADP, c'est-à-dire lorsqu'il perd un groupement phosphate sous l'action de l'eau. Réaction de hydrolyse L'ATP est le suivant :
L'ATP est essentiel, par exemple, pour la contraction musculaire.L'ATP est la clé pour le transport des macromolécules à travers lemembrane plasmatique (exocytose et endocytose cellulaire) et aussi pour la communication synaptique entreneurones, sa synthèse continue est donc essentielle, à partir du glucose obtenu à partir des aliments. Telle est son importance pour la vie, que l'ingestion de certains éléments toxiques qui inhibent les processus de l'ATP, comme l'arsenic ou le cyanure, est mortelle et provoque la mort de l'organisme de manière fulminante.