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L'adénosine diphosphate et l'adénosine triphosphate sont des molécules organiques, appelées nucléotides, présentes dans toutes les cellules végétales et animales. L'ADP est converti en ATP pour le stockage d'énergie par l'ajout d'un groupe phosphate à haute énergie. La conversion a lieu dans la substance située entre la membrane cellulaire et le noyau, appelé cytoplasme, ou dans des structures spéciales productrices d’énergie appelées mitochondries.
Équation chimique
La conversion d'ADP en ATP peut être écrite en ADP + Pi + énergie → ATP ou, en anglais, adénosine diphosphate plus phosphate inorganique plus énergie donne l'adénosine triphosphate. L'énergie est stockée dans la molécule d'ATP dans les liaisons covalentes entre le groupe phosphate, en particulier dans la liaison entre les deuxième et troisième groupes phosphate, appelée liaison pyrophosphate.
Phosphorylation chimiosmotique
La conversion de l'ADP en ATP dans les membranes internes des mitochondries est techniquement appelée phosphorylation chimiosmotique. Les sacs membranaires situés sur les parois des mitrochondries contiennent environ 10 000 chaînes d'enzymes, qui tirent leur énergie de molécules alimentaires ou de la photosynthèse - synthèse de molécules organiques complexes à partir de dioxyde de carbone, d'eau et de sels inorganiques - dans des plantes, via le transport d'électrons chaîne.
ATP Synthase
L'oxydation cellulaire dans un cycle de réactions métaboliques catalysées par des enzymes, connu sous le nom de cycle de Krebs, crée une accumulation de particules chargées négativement, appelées électrons, qui poussent des ions hydrogène chargés positivement, ou protons, à travers la membrane mitochondriale interne dans la chambre interne. L'énergie libérée par le potentiel électrique à travers la membrane fait qu'une enzyme, appelée ATP synthase, s'attache à l'ADP. L'ATP synthase est un énorme complexe moléculaire et sa fonction est de catalyser l'addition d'un troisième groupe phosphore pour former de l'ATP. Un seul complexe ATP synthase peut générer plus de 100 molécules d’ATP chaque seconde.
Batterie rechargeable
Les cellules vivantes utilisent l'ATP comme s'il s'agissait d'une batterie rechargeable. La conversion d'ADP en ATP ajoute de la puissance, alors que presque tous les autres processus cellulaires impliquent la rupture de l'ATP et ont tendance à décharger de l'énergie. Dans le corps humain, une molécule d'ATP typique entre dans la mitochondrie pour se recharger en ADP des milliers de fois par jour, de sorte que la concentration en ATP dans une cellule typique est environ 10 fois supérieure à celle de l'ADP. Les muscles nécessitent de grandes quantités d’énergie pour le travail mécanique. Les cellules musculaires contiennent donc plus de mitochondries que les cellules des autres types de tissus.