Grupo fosfato
Un grupo fosfato es una molécula formada por un átomo de fósforo unido a cuatro de oxígeno. Su fórmula química es PO43-. Este grupo de átomos se llama grupo fosfato cuando está unido a una molécula que contenga carbono (cualquier molécula biológica).
Todos los seres vivos están hechos de carbono. El grupo fosfato está presente en el material genético en moléculas energéticas importantes para el metabolismo celular, formando parte de las membranas biológicas y de algunos ecosistemas de agua dulce.
Es evidente que el grupo fosfato está presente en muchas estructuras importantes de los organismos.
Los electrones compartidos entre los cuatro átomos de oxígeno y el átomo de carbono pueden almacenar mucha energía; esta capacidad es vital para algunos de sus roles en la célula.
Funciones del grupo fosfato
1- En los ácidos nucleicos
El ADN y el ARN, el material genético de todos los seres vivos, son ácidos nucleicos. Están formados por nucleótidos, que a su vez están formados por una base nitrogenada, un azúcar de 5 carbonos y un grupo fosfato.
El azúcar de 5 carbonos y el grupo fosfato de cada nucleótido se unen para formar la columna vertebral de los ácidos nucleicos.
Cuando los nucleótidos no están unidos a otros para formar moléculas de ADN o ARN, se unen a otros dos grupos fosfato dando lugar a moléculas como el ATP (trifosfato de adenosina) o el GTP (trifosfato de guanosina).
2- Como almacén de energía
El ATP es la principal molécula que suministra energía a las células para que estas puedan realizar sus funciones vitales.
Por ejemplo, cuando se contraen los músculos, las proteínas musculares usan ATP para hacerlo. Esta molécula está formada por una adenosina unida a tres grupos fosfato. Los enlaces formados entre estos grupos son de alta energía.
Esto quiere decir que, al romperse estos enlaces, se libera una gran cantidad de energía que puede ser utilizada para realizar trabajos en la célula.
La eliminación de un grupo fosfato para liberar la energía se llama hidrólisis del ATP. El resultado es un fosfato libre más una molécula ADP (difosfato de adenosina, porque solo tiene dos grupos de fosfato).
Los grupos fosfato también se encuentran en otras moléculas de energía que son menos comunes que el ATP, como el trifosfato de guanosina (GTP), el trifosfato de citidina (CTP) y el trifosfato de uridina (UTP).
3- En la activación de proteínas
Los grupos fosfato son importantes en la activación de las proteínas, para que estas puedan realizar funciones particulares en las células.
Las proteínas se activan a través de un proceso llamado fosforilación, que es simplemente la adición de un grupo fosfato.
Cuando un grupo fosfato se ha unido a una proteína, se dice que la proteína se ha fosforilado. Eso significa que se ha activado para poder realizar un trabajo en particular, como llevar un mensaje a otra proteína en la célula.
La fosforilación de proteínas ocurre en todas las formas de vida y las proteínas que agregan estos grupos fosfato a las otras proteínas se les denomina quinasas.
Es interesante mencionar que a veces el trabajo de una quinasa es fosforilar otra quinasa. Contrariamente, la desfosforilación es la eliminación de un grupo fosfato.
4- En las membranas celulares
Los grupos fosfato pueden unirse a lípidos para formar otro tipo de biomoléculas muy importantes llamadas fosfolípidos.
Su importancia radica en que los fosfolípidos son el componente principal de las membranas celulares y estas son estructuras esenciales para la vida.
Muchas moléculas de fosfolípidos se disponen en filas para formar lo que se llama una bicapa de fosfolípidos; es decir, una doble capa de fosfolípidos.
Esta bicapa es el componente principal de las membranas biológicas, como la membrana celular y la envoltura nuclear que rodea el núcleo.
5- Como regulador de pH
Los seres vivos necesitan condiciones neutrales para la vida porque la mayoría de las actividades biológicas solo pueden ocurrir a un pH específico cercano a la neutralidad; es decir, ni muy ácido ni muy básico.
El grupo fosfato es un importante amortiguador de pH en las células.
6- En los ecosistemas
En ambientes de agua dulce el fósforo es un nutriente que limita el crecimiento de plantas y animales. El aumento en la cantidad de moléculas que contienen fósforo (como los grupos fosfato) puede promover el crecimiento de plancton y plantas.
Este incremento en el crecimiento vegetal se traduce en más alimento para otros organismos, como el zooplancton y los peces. Así, se continúa la cadena alimenticia hasta llegar a los humanos.
Un aumento en los fosfatos inicialmente aumentará el número de plancton y pescado, pero demasiado aumento limitará otros nutrientes que son importantes también para la supervivencia, como el oxígeno.
Este agotamiento de oxígeno se llama eutrofización y puede matar a los animales acuáticos.
Los fosfatos pueden aumentar debido a actividades humanas, como el tratamiento de aguas residuales, la descarga industrial y el uso de fertilizantes en la agricultura.
Referencias
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