ATP e energia

Para que se entenda o metabolismo energético das células, é necessário que algumas idéias sobre ATP e energia estejam bastante claras. Sem uma compreensão básica do funcionamento da molécula ATP, o aprendizado acerca de processos como respiração celular, fotossíntese e fermentação ficará bastante precário. A prova disso é que a maioria dos estudantes passam anos na escola ouvindo falar desses processos todos e quando chega a hora do vestibular, se desesperam tentando decorar fórmulas que não fazem nenhum significados pra eles. Quando se apresenta então o desenho de uma molécula de ATP, aí é que as lágrimas começam a correr sobre a prova...

Vamos resolver isso de uma vez por todas. Antes de falarmos de ATP e energia, recapitulemos alguns conceitos oriundos da química. Sabemos que nas reações químicas há uma interação entre moléculas que reagem entre si se transformando em moléculas diferentes denominadas “produtos”. Produto é aquilo que se produz, não é mesmo? Então é isso, moléculas reagentes produzem outras moléculas. Acontece que em determinadas reações químicas essa produção de moléculas diferentes só ocorre se houver um recebimento de energia. Tais reações são chamadas de endergônicas ou endotérmicas. Isso significa que as moléculas reagentes tem menos energia do que o produto final da reação química. Dois exemplos de processos endergônicos são a fotossíntese e a quimiossíntese.

Existem outras reações em que ocorre justamente o contrário, há uma liberação de energia por parte dos reagentes. Tais reações são chamadas de exergônicas ou exotérmicas. Nesse caso, as moléculas reagentes possuem mais energia do que o produto e faz-se necessário liberar parte da energia na forma de calor para que a reação ocorra. Dois exemplos disso são a respiração e a fermentação. Além de parte da energia de uma reação exotérmica ser liberada na forma de calor, uma outra parte liberada é reservada para a realização de reações endotérmicas.

A questão é: quem guarda esse resto de energia pra ser utilizado em outra reação? O cara de confiança que guarda essa energia que sobrou numa reação exotérmica pra ser utilizada depois numa reação endotérmica é justamente a molécula camarada chamada ATP! É o ATP que por meio de um acoplamento de reações vai reaproveitar a energia que sobrou numa reação e fornecê-la para outra reação. O ATP tira dos ricos e dá aos pobres! O ATP é o Robin Hood da célula! E o ATP vai na boa, ele só pega o que está sobrando, as outras reações não sentem falta de nada! O ATP é o cara!

É comum dizer que o ATP é uma espécie de “moeda energética” da célula que é utilizada sempre que necessário. Em termos de estrutura, basicamente o ATP é um nucleotídeo. Não vamos nos aprofundar no que é um nucleotídeo, mas eles são compostos químicos que possuem grande quantidade de energia e que ajudam nos processos metabólicos. Se você já estudou um pouquinho acerca da estrutura do DNA, já deve ter ouvido falar sobre os nucleotídeos. Esses compostos são formados por uma base nitrogenada, uma pentose e um grupo fosfato. Em biologia e química, quando começamos a explicar nomes estranhos com mais nomes estranhos, temos a sensação de estarmos adentrando nos círculos do inferno, um de cada vez... Vamos frear um pouco nas citações de nomes estranhos e guardar o seguinte: base nitrogenada é um composto químico que contém nitrogênio, pentose é uma molécula de açúcar que contém cinco átomos de carbono e fosfato é um grupo de átomos formado por um átomo de fósforo e quatro átomos de oxigênio. Pra sermos mais rigorosos, o fosfato é um íon poliatômico, mas chega de procurar o sétimo circulo do inferno...

No caso do ATP, a sua base nitrogenada é a adenina, a molécula de açúcar é a ribose e seu grupo fosfato é formado por três moléculas de ácido fosfórico (H₃PO₄). Somando apenas a adenina mais a ribose temos um composto chamado adenosina. Ligando uma molécula apenas de ácido fosfórico à adenosina, temos a AMP (adenosina monosfato). Se ligarmos duas moléculas de ácido fosfórico à adenosina, formamos a ADP (adenosina difosfato). E finalmente, ligando três moléculas de ácido fosfórico à adenosina formamos o ATP (trifosfato de adenosina ou adenosina trifosfato).

É na transformação de ADP em ATP e vice-versa que está o pulo do gato. É nessas ligações-fosfato que fica armazenada grande parte da energia liberada nas reações exotérmicas. O ADP que possui apenas duas moléculas de ácido fosfórico absorve a energia que sobrou da reação se ligando a mais uma molécula de ácido fosfórico se tornando então um ATP. A reação exotérmica transforma o ADP em ATP. Depois, essa molécula de ácido fosfórico pode se desprender por hidrólise (quebra da ligação por meio de uma molécula de água) liberando a energia que havia sido absorvida e transformando o ATP novamente em ADP.

Podemos utilizar como alegoria para representar esse processo o funcionamento da bateria de um telefone celular. A bateria carregada de energia seria o ATP. A bateria descarregada seria o ADP. Carregar a bateria na tomada seria transformar o ADP em ATP. Descarregar a bateria gastando sua energia seria a passagem do ATP para o ADP. É assim que o ATP trabalha no metabolismo de sua célula. Não é algo de difícil compreensão, mas é um conhecimento estritamente necessário para seguir no estudo do metabolismo energético celular.