ADP (adenosín difosfato): características, estructura y funciones
El adenosín difosfato, abreviado como ADP, es una molécula constituida por una ribosa anclada a una adenina y a dos grupos fosfatos. Este compuesto es de vital importancia en el metabolismo y en el flujo de energía de las células.
El ADP está en constante conversión a ATP, adenosín trifosfato y AMP, adenosín monofosfato. Estas moléculas solo varían en el número de grupo fosfato que poseen y son necesarias para muchas de las reacciones que ocurren en el metabolismo de los seres vivos.
El ADP es un producto de un gran número de reacciones metabólicas que llevan a cabo las células. La energía requerida para dichas reacciones es proporcionada por el ATP, y mediante la ruptura del mismo para la generar energía y ADP.
Además de su función como bloque estructural necesario para la formación de ATP, el ADP también ha mostrado ser un componente importante en el proceso de la coagulación de la sangre. Es capaz de activar a una serie de receptores que modulan la actividad de las plaquetas y otros factores relacionados con la coagulación y la trombosis.
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La estructura del ADP es idéntica a la del ATP, solo que carece de un grupo fosfato. Tiene una formula molecular de C10H15N5O10P2 y un peso molecular de 427,201 g/mol.
Está constituido por un esqueleto de azúcar unido a una base nitrogenada, la adenina, y a dos grupos fosfatos. El azúcar que forma este compuesto se denomina ribosa. La adenosina se encuentra unida al azúcar en su carbono 1, mientras que los grupos fosfato lo hacen en el carbono 5. A continuación describiremos con detalle cada componente del ADP:
De las cinco bases nitrogenadas que existen en la naturaleza, la adenina – o 6-amino purina – es una de ellas. Es un derivado de las bases púricas, por lo que suele denominarse como purina. Está compuesta por dos anillos.
La ribosa es un azúcar con cinco átomos de carbonos (es una pentosa) cuya fórmula molecular es C5H10O5 y una masa molecular de 150 g/mol. En una de sus formar cíclicas, β-D-ribofuranosa, forma el componente estructural del ADP. También lo es del ATP y de los ácidos nucleicos (el ADN y el ARN).
Los grupos fosfato son iones poliatómicos formados por un átomo de fosforo ubicado en el centro y rodeado por cuatro átomos de oxígeno.
Los grupos fosfatos se nombran en letras griegas dependiendo de su cercanía a la ribosa: el más cercano es el grupo fosfato alfa (α), mientras que el siguiente es el beta (β). En el ATP tenemos un tercer grupo fosfato, el gamma (γ). Este último es el que se escinde en el ATP para rendir ADP.
Los enlaces que unen a los grupos fosfato se llaman fosfoanhídricos y son considerados como enlaces de alta energía. Esto quiere decir que cuanto se rompen liberan una cantidad apreciable de energía.
¿Cómo se relacionan el ADP y el ATP?
Como mencionamos, el ATP y el ADP son muy semejantes a nivel de estructura, pero no aclaramos como se relacionan ambas moléculas en el metabolismo celular.
Podemos imaginar al ATP como la “moneda energética de la célula”. Es usada por numerosas reacciones que ocurren durante toda nuestra vida.
Por ejemplo, cuando el ATP transfiere su energía a la proteína miosina – un componente importante de las fibras musculares, causa un cambio en la conformación de la misma que permite la contracción muscular.
Muchas de las reacciones metabólicas no son energéticamente favorables, por lo que la cuenta energética debe ser “pagada” por otra reacción: la hidrólisis del ATP.
Los grupos fosfatos son moléculas con carga negativa. Tres de estos se encuentran unidos en el ATP, lo que lleva a una alta repulsión electrostática entre los tres grupos. Este fenómeno sirve como almacenamiento de energía, la cual puede ser liberada y transferida a las reacciones de relevancia biológica.
El ATP es análogo a una batería totalmente cargada, las células lo usan y el resultado es una batería “medio cargada”. Esta última, en nuestra analogía, equivale al ADP. En otras palabras, el ADP provee la materia prima necesaria para la generación de ATP.
Ciclo del ADP y ATP
Como ocurre con la mayoría de las reacciones químicas, la hidrólisis del ATP en ADP es un fenómeno reversible. Es decir, el ADP puede “recargarse” – continuando con nuestra analogía de la batería. La reacción contraria, que involucra la producción de ATP partiendo de ADP y un fosfato inorgánico necesita de energía.
Debe existir un ciclo constante entre las moléculas de ADP y ATP, mediante un proceso termodinámico de transferencia de energía, desde una fuente a la otra.
El ATP es hidrolizado por acción de una molécula de agua y genera como productos el ADP y un fosfato inorgánico. En esta reacción se libera energía. La ruptura de los enlaces fosfatos del ATP liberan unos 30.5 kilojules por mol de ATP, y la posterior liberación de ADP.
El ADP es una molécula con un papel vital en la hemostasia y en la trombosis. Ha quedado claro que el ADP está involucrado en la hemostasia ya que es el encargado de la activación de las plaquetas por medio de receptores llamados P2Y1, P2Y12 y P2X1.
El receptor P2Y1 es un sistema acoplado a proteína G, y está involucrado en el cambio de forma de las plaquetas, en la agregación de las mismas, en la actividad de los procoagulantes y en la adhesión e inmovilización del fibrinógeno.
El segundo receptor que modula el ATP es el P2Y12, y parece estar involucrado en funciones similares al receptor descrito anteriormente. Además, el receptor también activa a las plaquetas por medio de otros antagonistas, como el colágeno. El último receptor es P2X1. Estructuralmente, es un canal iónico que se activa y causa el flujo de calcio.
Gracias a que se conoce cómo funciona este receptor se han podido desarrollar drogas que afectan su funcionamiento, siendo efectivas para el tratamiento de la trombosis. Este último término hace referencia a la formación de coágulos en el interior de los vasos.
- Guyton, A. C., & Hall, J. E. (2000). Textbook of human physiology.
- Hall, J. E. (2017). Guyton E Hall Tratado De Fisiologia Médica. Elsevier Brasil.
- Hernandez, A. G. D. (2010). Tratado de nutrición: Composicion Y Calidad Nutritiva De Los Alimentos. Ed. Médica Panamericana.
- Lim, M. Y. (2010). Lo esencial en metabolismo y nutrición. Elsevier.
- Pratt, C. W., & Kathleen, C. (2012). Bioquímica. Editorial El Manual Moderno.
- Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2007). Fundamentos de Bioquímica. Editorial Médica Panaméricana.