Adenosín trifosfato (ATP): la fuente de la vida

 

Si alguien te pregunta qué molécula piensas que es más necesaria para la vida, probablemente respondas que el ADN. Es normal: el ADN es una molécula maravillosa, su funcionamiento y función son auténticas obras de ingeniería natural (si no lo has visto en marcha, puedes descubrirlo en “Cómo se ven realmente el ADN y sus procesos a través del microscopio“), y además está bastante “de moda” por los continuos y útiles descubrimientos que se hacen en torno a él. No obstante, si eres curioso, probablemente hayas caído en la cuenta de que el ADN, para hacer su asombrosa labor, necesita algún tipo de energía.

Por así decirlo, el ADN es una molécula genial para basar la vida debido a su capacidad de “almacenar la información de la vida”, replicarla e incluso, debido a su imperfección, modificarla; pero, ¿de dónde obtiene energía la célula para realizar todos su trabajo de célula, entre ellos el que protagoniza el ADN? ¿Qué alimenta cada una de las células que te forman? Vamos a averiguarlo.

Adenosín trifosfato (ATP): ¿Qué es y para qué sirve?

Para funcionar, cada máquina necesita un conjunto de partes como engranajes, tornillos, clavos, palancas, etc. Del mismo modo, las máquinas biológicas cuentan con partes sofisticadas para funcionar. Algunos ejemplos son esos componentes llamados órganos, como el hígado, los riñones o el corazón. Estas complejas “unidades de la vida”, a su vez, están hechas con piezas más pequeñas llamadas células, que a su vez están constituídas por máquinas más pequeñas llamadas orgánulos. Los orgánulos celulares son la mitocondria, el aparato de Golgi, los microtúbulos y los centriolos. Incluso bajo este nivel existen partes tan pequeñas que son clasificadas formalmente como macromoléculas (moléculas grandes).
Una macromolécula críticamente importante (tanto como para ser la “siguiente en importancia tras el ADN”) es la ATP. ATP, adenosín trifosfato, es una compleja nanomáquina que sirve como fuente primaria de energía en la célula.

Algunos de los procesos vitales que surten las moléculas de ATP

Cuando se dice que es fuente primaria de energía en la célula se alude a todas las células del planeta, es decir, el adenosín trifosfato es la molécula que dota de energía a los procesos celulares de todas las formas de vida de este planeta y se supone que lleva con nosotros desde el momento mismo en que surgió la vida. Podría decirse que el adenosín trifosfato, ATP, es uno de los pilares fundamentales de la vida, junto al ADN y al ARN entre otros elementos, y una de las causas principales de que aquel primer ser vivo fuese vivo.

Llegado este punto quizás te preguntes para qué comemos o respiramos si el ATP es la fuente final de energía. Pues bien, comiendo y respirando creamos en nuestro interior, por así decirlo, el equilibrio correcto (en términos iónicos) para que nuestras células tengan el material con el que formar las moléculas de ATP que sirven para alimentar todos los procesos. Podemos imaginarlo como un proceso “matrioshka” o “muñeca rusa”: tú comes y respiras para que tus células “coman y respiren” los elementos que necesitan para crear el combustible que las mantiene vivas y que, por ende, te mantienen vivo a ti.

Un ejemplo del uso de adenosín trifosfato que hace tu cuerpo lo encontramos en las neuronas. Sabemos que las neuronas necesitan que exista un cierto equilibrio iónico dentro y fuera de sus membranas para que la transmisión de los impulsos nerviosos sea posible. Para procurarse este equilibrio, existen unas proteínas engarzadas en la membrana que actúan como “bombas” que fuerzan la circulación de iones cuando las fuerzas “normales” (la electrostática y la de difusión) no serían capaces de hacerlo sin ayuda o a la velocidad adecuada. Estas bombas, cómo no, reciben la energía que necesitan para realizar su labor de las moléculas de adenosín trifosfato.

Si estas bombas iónicas de tus neuronas dejasen de funcionar, tendrías serios problemas para transmitir impulsos nerviosos, con lo cual tendrías serios problemas para hacer latir tu corazón y para que tus pulmones se hinchasen y deshinchasen, con lo cual tendrías serios problemas para mantenerte vivo. Una minúscula molécula que marca una enorme diferencia.

¿Cómo “da energía” a mis células una molécula de adenosín trifosfato?

               

Una molécula de adenosín trifosfato. En rojo y naranja aparecen los tres grupos de fosfato que componen la “parte energética” de la molécula.

Para resolver esta pregunta debemos aludir a la estructura de la molécula tan bien indicada por su nombre. El adenosín trifosfato es una molécula compuesta por adenosina (una sustancia a la que ya nos hemos referido en “¿Por qué dormimos?“) y por tres fosfatos. En estos tres fosfatos reside la clave energética del adenosín trifosfato. En la adenosina parece que reside la clave señaléctica de la molécula, es decir, es la parte de la molécula que permite que otras moléculas la “capten” para sus procesos.

Estos tres grupos de fosfatos están “atados” los unos a los otros por lazos químicos energéticamente potentes, lazos que en determinadas circunstancias van a “romperse” y liberar una gran cantidad de energía (hablando en proporciones de célula). El proceso típicamente energético que sucede en la célula es la ruptura del lazo que ata el último fosfato, esto es, la conversión del adenosín trifosfato en adenosín difosfato. Este proceso de paso de trifosfato a difosfato está ocurriendo continuamente en tu interior.

También ocurre en sentido inverso: el adenosín difosfato se recicla y reconvierte en trifosfato. Para poder llevar a cabo este proceso, se requiere energía y oxígeno: la energía que consigues con la comida y el oxígeno que consigues respirando. Como ves, comes para que tus células coman.

Un proceso “divino”

El hecho de que la molécula de adenosín trifosfato se postule como presente desde el mismo momento del origen de la vida (esto es, que se postula como una condición necesaria para la vida) ha hecho que ciertos creacionistas (es decir, aquellos que creen en una divinidad creadora y rechazan la evolución de las especies) hablen del ATP como una muestra de la existencia de una inteligencia creadora. De hecho, el texto citado de arriba, aunque no lo parezca, pertenece a un texto colgado en True Origin (web sobre el creacionismo) en cuyo abstract el autor asegura que el adenosín trifosfato es una “de las millones de intrincadas nanomáquinas que tienen que haber sido diseñadas para que la vida exista en la Tierra”.

 

Y no es para culparles, porque mirar al interior celular es mirar a la complejidad misma del universo. Y no solo al interior celular, sino también a su alrededor: otros hechos relacionados con el adenosín trifosfato parecen fruto de una inteligencia creadora debido a su precisión. Por ejemplo: el hecho de que las plantas sean capaces de generar sus moléculas de adenosín trifosfato “al revés” de como la hacemos los animales. Mientras nuestras células emplean el oxígeno para conseguir la unión de un tercer grupo de fosfatos a un adenosín difosfato y reciclarlo gracias al oxígeno, generando durante el proceso dióxido de carbono como desecho, las plantas, para el mismo proceso, emplean dióxido de carbono y desechan oxígeno, permitiéndonos a todos vivir juntos en el mismo planeta. Cuestión de equilibrio.

A pesar de ello, a pesar de que la complejidad de la vida sea sorprendente, debemos ser firmes y confiar en las verdades que nos descubre el método científico.

Conoce más en “ATP: Adenosin Triphosphate (vídeo)” y en “How cells obtain energy“