De acuerdo, versión revisada y expandida basada en la respuesta de OP.
Sin embargo, a mi parecer, les doy mi consejo original: busque un libro de texto de bioquímica a nivel universitario; cualquiera de los dos debería tener una explicación detallada. La mía era bioquímica por Geoffrey Zubay; requiere un poco de ATP para moverlo y tiene al menos un capítulo completo sobre las rutas de energía celular. Encontrarás ecuaciones allí con delta-G y kcals y todos los demás detalles cuantitativos. BioCyc probablemente también tiene muchos datos cuantitativos detallados; Wikipedia es bastante detallado si hace clic en todos los sub-artículos.
Por cierto, nunca me he encontrado con una librería universitaria que no estuviera abierta al público, y los libros de texto usados ofrecen grandes descuentos. Encuentre los libros de texto utilizados por las especialidades de bioquímica, no los de pre-desastre u otras carreras de salud aliadas, preferiblemente un curso de dos senadores.
Pero, también podría ser menos perezoso y dibujar los puntos clave: no delta-G o kcal, sino los elementos temáticos.
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Hay cuatro clases principales de moléculas en el metabolismo energético para esta discusión: clases en el sentido de roles. Almacenes de energía, moléculas de fosfato de alta energía, portadores de hidrógeno y aceptadores de elecciones terminales.
Las células dependen en gran medida de los lípidos y carbohidratos para almacenar energía. Los lípidos son realmente densos en energía: los enlaces carbono-hidrógeno almacenan una gran cantidad de energía, con enlaces de oxígeno alcohólico (-OH) y enlaces carbono-carbono no muy atrás. La energía de compactación en moléculas grandes como almidones o lípidos también es importante desde el punto de vista osmótico; Menos moléculas significa un equilibrio osmótico más fácil. Estas moléculas tienen mucha energía dentro de ellas, pero no es fácil de extraer. Por lo tanto, son buenas moléculas para el almacenamiento y la transmisión de energía, pero son inútiles como impulsores directos de las reacciones químicas.
Los llamados enlaces de alta energía * de ATP y otros transportadores de fosfato son excelentes para impulsar reacciones químicas individuales. Reacciones como el transporte o reacciones anabólicas, o simplemente moverse a través de una barrera de energía. O generar fuerza mecánica, como la necesaria para levantar una copia de Zubay. Esos enlaces fosfodiéster estarían en un estado de energía mucho menor si se hidrolizan. El trifosfato de adenosina (ATP) es, con mucho, la molécula más importante, pero esencialmente cualquiera de los nucleótidos comunes puede aparecer en algún lugar de un gráfico metabólico. GTP es relevante aquí, ya que una reacción en el ciclo de Krebs genera GTP. Además pueden interconvertirse a un bajo costo energético. Existen muchas enzimas que acoplan la hidrólisis de ATP a ADP (o a veces AMP) para impulsar alguna otra reacción química o proceso mecánico. El fosfoenolpiruvato, o PEP, desempeña un papel similar en un número muy pequeño de reacciones. El ATP y su clase son demasiado inestables para ser buenas tiendas, más el problema osmótico: la utilización completa de una molécula de glucosa puede generar 36 (si recuerdo correctamente; podría estar desactivada por 2) moléculas de ATP.
Los transportadores de hidrógeno transportan los hidrógenos (y sus electrones) desde tiendas como azúcares o lípidos a reacciones que necesitan hidrógeno (reduciendo las cetonas / aldehídos a alcoholes, alcoholes a enlaces dobles, enlaces dobles a enlaces saturados y cualquier otra reducción electroquímica que la célula necesite para ejecutar) ). Los operadores más importantes son NAD y NAD (P), conocidos en sus firmas reducidas como NADH y NAD (P) H respectivamente. Nicotinamida adenina dinucleótido: de nuevo, los nucleótidos de adenina son fundamentales para el metabolismo. NAD (P) tiene un fosfato adicional y transporta los electrones a un potencial electroquímico ligeramente más alto; algunas reacciones se basan en esto.
Los aceptadores terminales de electrones son moléculas de desecho a las que finalmente se descargan los electrones. Para nosotros, los humanos, ese aceptor de electrones terminal es el oxígeno, que se convierte en agua. Mire en el mundo de las bacterias anaeróbicas y encontrará una increíble variedad de aceptadores de electrones terminales.
A partir de la glucosa, la ruta de extracción de energía canónica es la glucólisis seguida del ciclo de Jrebs. Una de estas vías multi-enzimáticas genera algunas conversiones de ADP → ATP, pero lo más importante es que convierten una gran cantidad de NAD y NAD (P) en sus formas reducidas. Una alternativa a la glucólisis llamada la derivación de fosfato de pentodo genera más equivalentes reductores en lugar de ATP; La oxidación beta de los lípidos genera una gran cantidad de equivalentes reductores (normalmente se usa cuando se necesitan muchos directamente, como para biosintetizar la grasa). Los aminoácidos catabolizantes también tienden a generar principalmente equivalentes reductores.
Los equivalentes reductores son utilizados por la cadena de transporte de electrones respiratorios para bombear iones de hidrógeno a través de la membrana interna mitocondrial para crear un gradiente electroquímico. Esos iones de hidrógeno pueden luego pasar a través de la barrera de la membrana a través de la F-ATPasa, que es efectivamente una turbina molecular cuya rotación se utiliza para convertir ADP en ATP. En las células grasas marrones, se permite que esos iones de hidrógeno vuelvan sin generar ATP (a través de las proteínas de desacoplamiento) y solo generen calor.
Y es que el ATP es la respuesta a la pregunta original: el ATP es lo que las mitocondrias exportan al citoplasma, donde el ATP puede a su vez impulsar procesos celulares: biosíntesis, transporte, movimiento mecánico y el resto. Todo en una forma limpia de conservación de energía, no violada por la física.
* – Si quiere saber si alguien es realmente un bioquímico, comience a hablar sobre los enlaces de alta energía. Si es un bioquímico, se pondrá rojo y empezará a salir vapor por sus oídos. Los biólogos usamos el término, pero sabemos que es una versión un tanto perezosa y pésima si el concepto verdadero