0:00:00.610,0:00:03.360
Provavelmente, uma das moléculas mais importantes em toda

0:00:03.360,0:00:06.150
a biologia é ATP.

0:00:06.150,0:00:14.235
ATP, que significa adenosina trifosfato.

0:00:18.690,0:00:20.340
Que soa muito pomposo.

0:00:20.340,0:00:24.270
Mas tudo o que precisam de lembrar, sempre que vejam ATP

0:00:24.270,0:00:28.180
algures nalguma reacção bioquímica,

0:00:28.180,0:00:30.940
algo no vosso cérebro deve dizer, ei, estamos a lidar com

0:00:30.940,0:00:32.360
energia biológica.

0:00:32.360,0:00:38.690
Ou outra maneira de pensar em ATP é como a "moeda" -- Vou colocar

0:00:38.690,0:00:42.645
isso entre aspas -- de energia biológica.

0:00:46.820,0:00:49.000
Então como é uma forma de "moeda"?

0:00:49.000,0:00:51.820
Bem, o ATP armazena energia nas suas ligações.

0:00:51.820,0:00:54.040
E já explicarei o que isso significa num instante.

0:00:54.040,0:00:56.220
E antes de aprendermos como é que um grupo adenosina ou um

0:00:56.220,0:00:58.870
grupo 3-fosfato são, pode dar um pequeno

0:00:58.870,0:01:03.010
salto de fé, se conseguire imaginar o ATP como sendo constituído

0:01:03.010,0:01:06.160
por algo chamado -- deixem-me fazer numa cor bonita -- um

0:01:06.160,0:01:08.950
grupo adenosina ali.

0:01:08.950,0:01:12.020
E depois ligado a ele, poderá ter três fosfatos.

0:01:12.020,0:01:13.320
Poderá não, terá.

0:01:13.320,0:01:18.150
Terá três grupos fosfato ligados a ele, assim.

0:01:18.150,0:01:21.970
E isto é ATP:

0:01:21.970,0:01:24.450
Adenosina trifosfato.

0:01:24.450,0:01:27.850
Tri- significa três grupos fosfato.

0:01:27.850,0:01:31.235
Agora, se pegarmos na adenosina trifosfato e hidrolizarmos

0:01:31.235,0:01:33.460
esta ligação, ou seja, se pegarmos nisto

0:01:33.460,0:01:34.610
na presença de água.

0:01:34.610,0:01:37.250
Por isso deixem-me colocar alguma água aqui.

0:01:37.250,0:01:41.610
Vamos dizer que tenho H2O.

0:01:41.610,0:01:44.450
Então um destes grupos fosfato será separado.

0:01:44.450,0:01:47.100
Essencialmente, parte desta água junta-se a este grupo fosfato,

0:01:47.100,0:01:48.900
e depois parte junta-se a este

0:01:48.900,0:01:49.900
grupo fosfato aqui

0:01:49.900,0:01:51.590
E já mostrarei em maior detalhe.

0:01:51.590,0:01:53.960
Mas gostaria de dar o quadro geral primeiro.

0:01:53.960,0:01:57.430
O que sobra é um grupo adenosina, que agora tem

0:01:57.430,0:01:58.680
dois fosfatos.

0:02:01.460,0:02:07.520
E isto é chamado adenosina difosfato ou ADP.

0:02:07.520,0:02:11.860
Antes tínhamos trifosfato, que significa três fosfatos.

0:02:11.860,0:02:14.330
Agora temos difosfato, adenosina trifosfato, portanto

0:02:14.330,0:02:16.650
em vez de tri aqui escrevemos apenas di.

0:02:16.650,0:02:18.590
Que significa que agora temos dois grupos fosfato.

0:02:18.590,0:02:22.760
Então o ATP foi hidrolizado, ou separou-se

0:02:22.760,0:02:24.790
um destes grupos fosfatos.

0:02:24.790,0:02:27.550
Então agora temos ADP e depois um fosfato

0:02:27.550,0:02:30.550
extra aqui.

0:02:30.550,0:02:33.370
E -- e aqui é a chave de tudo o que falamos

0:02:33.370,0:02:35.660
quando lidamos com ATP -- e

0:02:35.660,0:02:36.910
temos alguma energia.

0:02:41.440,0:02:45.590
Então quando falo de o ATP ser a moeda

0:02:45.590,0:02:48.500
da energia biológica, isto é o porquê.

0:02:48.500,0:02:52.220
Se tivermos ATP, e formos -- através de alguma

0:02:52.220,0:02:55.960
reacção química -- fazer sair este grupo fosfato aqui.

0:02:55.960,0:02:57.470
Gera-se energia.

0:02:57.470,0:02:59.960
Essa energia pode ser utilizado como calor genericamente.

0:02:59.960,0:03:02.810
Ou podemos acoplar esta reacção com outras reacções

0:03:02.810,0:03:03.830
que requeiram energia.

0:03:03.830,0:03:07.960
Então essa reacções poderão avançar.

0:03:07.960,0:03:10.490
Então, eu desenho estes círculos

0:03:10.490,0:03:12.040
Adenosinas e fosfatos.

0:03:12.040,0:03:15.010
E isto é tudo o que precisam saber.

0:03:15.010,0:03:16.780
O que eu já mostrei aqui é tudo o que precisam

0:03:16.780,0:03:20.660
saber para pensar na forma como o ATP opera

0:03:20.660,0:03:22.390
na maior parte dos sistemas biológicos. E se quiserem

0:03:22.390,0:03:22.740
ir por outro lado.

0:03:22.740,0:03:25.020
Se tiverem energia e quiserem gerar ATP, a

0:03:25.020,0:03:26.050
reacção evoluirá simplesmente neste sentido.

0:03:26.050,0:03:29.430
Energia mais um grupo fosfato mais algum ADP, e pode

0:03:29.430,0:03:30.610
voltar ao ATP.

0:03:30.610,0:03:32.940
E isto é energia armazenada.

0:03:32.940,0:03:36.520
Portanto este lado da equação é energia armazenada.

0:03:36.520,0:03:39.220
E este lado da equação é energia utilizada.

0:03:39.220,0:03:43.810
E isto é tudo o que precisam -- bem, isto é 95% do

0:03:43.810,0:03:46.430
que precisam saber para compreender a função do ATP

0:03:46.430,0:03:49.450
em sistemas biológicos- É simplesmente um armazenamento de energia

0:03:49.450,0:03:51.150
-- ATP tem energia.

0:03:51.150,0:03:54.070
Quando separamos um grupo fosfato, isso gera energia.

0:03:54.070,0:03:56.700
E então se quiseremos voltar de um ADP e um fosfato

0:03:56.700,0:03:59.580
a ATP, teremos que usar energia de novo.

0:03:59.580,0:04:02.040
Portanto, se tiveremmos ATP, é essa a fonte de energia.

0:04:02.040,0:04:06.580
Se tiveremos ADP e quiseremos ATP, é necessário utilizar energia.

0:04:06.580,0:04:09.500
Até aqui eu só desenhei um círculo à volta de um A e

0:04:09.500,0:04:10.460
disse que isso era uma adenosina.

0:04:10.460,0:04:12.840
Mas às vezes é mais satisfatório ver como

0:04:12.840,0:04:14.180
a molécula realmente se parece.

0:04:14.180,0:04:17.010
Por isso cortei e colei isto da Wikipedia.

0:04:17.010,0:04:19.310
E o motivo porque não mostrei isto inicialmente é

0:04:19.310,0:04:20.829
porque isto parece muito complicado.

0:04:20.829,0:04:24.780
Enquanto a razão conceptual do porquê do ATP ser a moeda

0:04:24.780,0:04:26.710
da energia, é relativamente directa.

0:04:26.710,0:04:30.200
Quando temos três fosfatos, um fosfato pode sair.

0:04:30.200,0:04:33.310
O que resultará em alguma energia

0:04:33.310,0:04:34.640
a ser colocada no sistema.

0:04:34.640,0:04:36.560
Ou se se quisermos ligar um fosfato

0:04:36.560,0:04:37.560
teremos que utilizar energia.

0:04:37.560,0:04:39.910
Este é o princípio básico do ATP.

0:04:39.910,0:04:44.010
Mas esta é a estrutura actual.

0:04:44.010,0:04:46.220
Mas mesmo aqui podemos separá-la e ver que realmente

0:04:46.220,0:04:47.740
não é assim tão mau.

0:04:47.740,0:04:48.790
Dissemos adenosina.

0:04:48.790,0:04:50.490
Deixem-me desenhar o grupo adenosina.

0:04:50.490,0:04:51.660
Temos adenosina.

0:04:51.660,0:04:54.220
Isto aqui é adenosina.

0:04:54.220,0:04:57.070
Esta parte da molécula ali.

0:04:57.070,0:04:58.470
Aquilo é adenosina.

0:05:01.280,0:05:04.340
Para os que realmente prestaram atenção a alguns

0:05:04.340,0:05:07.560
dos outro vídeos, podem reconhecer esta parte

0:05:07.560,0:05:10.660
da adenosina -- isto é chamado adenosina, mas esta parte mesmo

0:05:10.660,0:05:12.820
aqui -- é adenina.

0:05:17.130,0:05:21.110
Que é a mesma adenina que faz parte dos nucleótidos que

0:05:21.110,0:05:22.460
são o esqueleto do ADN.

0:05:22.460,0:05:25.870
Então algumas destas moléculas em sistemas biológicos têm mais

0:05:25.870,0:05:26.580
do que um uso.

0:05:26.580,0:05:27.910
Esta é a mesma adenina de quando falamos

0:05:27.910,0:05:30.170
sobre adenina e guanina.

0:05:30.170,0:05:31.100
Isto é uma purina.

0:05:31.100,0:05:33.370
Também há pirimidinas, mas eu não vou

0:05:33.370,0:05:33.920
entrar muito nisso.

0:05:33.920,0:05:35.180
Mas essa é a mesma molécula.

0:05:35.180,0:05:36.380
Isso é apensa uma coisa interessante.

0:05:36.380,0:05:39.950
A mesma coisa que faz parte do ADN, também faz parte do que produz

0:05:39.950,0:05:42.940
as moléculas da moeda da energia.

0:05:42.940,0:05:47.700
Então a adenina faz parte da parte da adenosina do ATP.

0:05:47.700,0:05:50.210
E a outra parte aqui, é ribose.

0:05:55.330,0:06:00.970
A qual também pode reconhecer do ARN, ácido ribonucleico.

0:06:00.970,0:06:03.040
Isto é porque temos ribose a fornecer

0:06:03.040,0:06:05.150
na situação toda.

0:06:05.150,0:06:06.190
Mas não vou entrar muito nisso.

0:06:06.190,0:06:08.970
Mas a ribose é apenas um açúcar de 5 carbonos.

0:06:08.970,0:06:11.340
Quando não desenham a molécula, está implícito que

0:06:11.340,0:06:11.950
é um carbono,

0:06:11.950,0:06:15.160
Por isso isto é um carbono aqui, dois carbonos, três

0:06:15.160,0:06:18.650
carbonos, quatro carbonos, cinco carbonos.

0:06:18.650,0:06:19.720
E isso é bom saber.

0:06:19.720,0:06:21.840
É bom saber que eles partilham parte das suas

0:06:21.840,0:06:23.700
moléculas com ADN.

0:06:23.700,0:06:26.380
E estes são blocos de construção familiares que vemos

0:06:26.380,0:06:27.260
uma e outra vez.

0:06:27.260,0:06:29.920
Mas eu quer enfatizar que saber isto, ou memorizá-lo,

0:06:29.920,0:06:32.270
de maneira nenhuma irá ajudar a compreender a forma mais simples

0:06:32.270,0:06:35.360
de compreensão de ATP como sendo o que

0:06:35.360,0:06:37.520
impulsiona as reacções biológicas.

0:06:37.520,0:06:41.520
E aqui desenhei três grupos fosfato, e isto

0:06:41.520,0:06:43.350
é a sua real estrutura molecular.

0:06:43.350,0:06:44.490
A sua estrutura de Lewis aqui.

0:06:44.490,0:06:46.170
Esse é um grupo fosfato.

0:06:46.170,0:06:48.530
Esse é o segundo grupo fosfato.

0:06:48.530,0:06:52.320
E esse é o terceiro grupo fosfato.

0:06:52.320,0:06:54.970
Assim mesmo.

0:06:54.970,0:06:58.830
Quando eu aprendi isto pela primeira vez, a minha questão foi, OK eu posso

0:06:58.830,0:07:02.080
dar esse pequeno salto de fé, se eu tirar um destes

0:07:02.080,0:07:05.590
grupos fosfato ou se esta ligação for hidrolizada

0:07:05.590,0:07:07.020
de alguma forma liberta-se energia.

0:07:07.020,0:07:08.880
E então eu meio que continuei e respondi a todas as questões

0:07:08.880,0:07:09.570
a que tinha de responder.

0:07:09.570,0:07:10.950
Mas porque liberta energia?

0:07:10.950,0:07:13.920
O que tem essa ligação que liberta energia?

0:07:13.920,0:07:16.690
Lembrem-se que todas as ligações são electrões a ser partilhados

0:07:16.690,0:07:17.830
com diferentes átomos.

0:07:17.830,0:07:21.190
Por isso a melhor maneira para pensar sobre isso está aqui.

0:07:21.190,0:07:24.900
Estes electrões que estão a ser partilhados ao longo desta ligação,

0:07:24.900,0:07:27.620
ou este electrão que está a ser partilhado ao longo desta ligação,

0:07:27.620,0:07:29.470
e está a vir do fosfato.

0:07:29.470,0:07:31.680
Eu não vou desenhar a tabela periódica agora.

0:07:31.680,0:07:34.490
Mas vocês sabem que o grupo fosfato têm cinco electrões para partilhar.

0:07:34.490,0:07:37.370
É menos electronegativo do que o o oxigénio, por isso o oxigénio vai como que

0:07:37.370,0:07:39.460
agarrar o electrão.

0:07:39.460,0:07:41.310
Mas este electrão está muito desconfortável.

0:07:41.310,0:07:43.930
Há um par de razões para ele estar desconfortável.

0:07:43.930,0:07:45.700
Está num estado elevado de energia,

0:07:45.700,0:07:47.250
Um motivo porque está, é porque temos todos

0:07:47.250,0:07:48.720
estes oxigénios negativos aqui.

0:07:48.720,0:07:50.590
por isso eles querem afastar-se uns aos outros.

0:07:50.590,0:07:55.960
Por isso estes electrões nesta ligação não conseguem realmente chegar

0:07:55.960,0:07:57.220
perto do núcleo.

0:07:57.220,0:07:59.670
Eles entram numa espécie de estado de baixa energia.

0:07:59.670,0:08:03.000
Tudo isto é mais uma analogia do que a realidade.

0:08:03.000,0:08:05.210
Todos sabemos que electrões se podem tornar bastante complexos.

0:08:05.210,0:08:07.430
E há um mundo inteiro da mecânica quântica.

0:08:07.430,0:08:08.380
Mas essa é uma boa maneira de pensar nisso.

0:08:08.380,0:08:10.840
Que estas moléculas querem estar afastadas umas das outras.

0:08:10.840,0:08:13.330
Mas temos todas estas ligações, por isso este electrão, está numa espécie de

0:08:13.330,0:08:14.395
estado de alta energia.

0:08:14.395,0:08:17.250
Está mais afastado do núcleo destes dois átomos

0:08:17.250,0:08:18.580
do que pode querer estar.

0:08:18.580,0:08:22.220
E quando se retira este grupo fosfato, de repente

0:08:22.220,0:08:23.870
estes electrões podem entrar num

0:08:23.870,0:08:25.110
estado de baixa energia.

0:08:25.110,0:08:27.080
E isso gera energia.

0:08:27.080,0:08:32.030
Por isso esta energia aqui é sempre -- de facto

0:08:32.030,0:08:34.409
em qualquer reacção onde se diz que energia é gerada, é

0:08:34.409,0:08:37.200
sempre de electrões que vão para um estado de menor energia.

0:08:47.510,0:08:48.570
É a isso que tudo se resume.

0:08:48.570,0:08:50.610
E mais à frente quando falarmos de respiração

0:08:50.610,0:08:54.480
celular e glicólise e tudo isso, sempre que mostrarmos

0:08:54.480,0:08:57.330
energia, é realmente de electrões

0:08:57.330,0:08:59.900
que passam de estados desconfortáveis para estados mais confortáveis.

0:08:59.900,0:09:02.640
E no processo geram energia.

0:09:02.640,0:09:05.620
Se estou num avião, ou a saltar de um avião, eu tenho

0:09:05.620,0:09:07.180
muita energia potencial assim que

0:09:07.180,0:09:08.050
salto do avião.

0:09:08.050,0:09:10.280
E podemos ver isso como um estado desconfortável.

0:09:10.280,0:09:13.350
E quando estou no sofá a ver futebol, eu

0:09:13.350,0:09:15.690
tenho muito menos energia potencial, por isso esse é um

0:09:15.690,0:09:16.500
estado muito confortável.

0:09:16.500,0:09:18.790
E eu posso ter gerado muita energia

0:09:18.790,0:09:20.480
a cair no meu sofá.

0:09:20.480,0:09:21.590
Mas eu não sei.

0:09:21.590,0:09:24.540
As minhas analogias quebram-se sempre em alguma altura.

0:09:24.540,0:09:28.230
Agora, a última coisa que eu quero ver convosco é exactamente como

0:09:28.230,0:09:29.530
esta reacção acontece.

0:09:29.530,0:09:32.410
Até agora, podiam desligar o vídeo, e já podiam perceber

0:09:32.410,0:09:35.680
que o ATP é usado em 95% da biologia,

0:09:35.680,0:09:36.790
especialmente Bio AP.

0:09:36.790,0:09:38.630
Mas eu quero que compreendam como

0:09:38.630,0:09:40.320
esta reacção realmente acontece.

0:09:40.320,0:09:43.110
Então para isso, eu vou copiar isto

0:09:43.110,0:09:44.150
e colar partes destes.

0:09:44.150,0:09:46.170
Então, eu já vos disse que este aqui vai

0:09:46.170,0:09:51.280
separar-se do ATP.

0:09:58.490,0:10:01.030
Então este é o grupo fosfato que se quebra.

0:10:01.030,0:10:02.360
E então ficamos com o resto dele.

0:10:02.360,0:10:05.310
Ficamos com o ADP que sobra.

0:10:05.310,0:10:07.530
Isto é o ADP.

0:10:07.530,0:10:09.340
Eu nem tenho que copiar e colar isto tudo.

0:10:09.340,0:10:12.000
Podem aceitar que isto é o grupo adenosina.

0:10:18.050,0:10:19.500
Assim.

0:10:19.500,0:10:22.240
Já dissemos que isto é hidrolizado

0:10:22.240,0:10:24.930
ou é cortado e gera energia.

0:10:24.930,0:10:25.770
Mas o que eu quero fazer é

0:10:25.770,0:10:28.300
mostrar o mecanismo de facto.

0:10:28.300,0:10:30.260
Um pouco de simplificação de como

0:10:30.260,0:10:31.630
isto realmente acontece.

0:10:31.630,0:10:34.825
Eu disse que esta reacção ocorre na presença de água.

0:10:34.825,0:10:37.210
Por isso deixem-me desenhar alguma água aqui.

0:10:37.210,0:10:40.040
Então eu tenho um oxigénio e um hidrogénio.

0:10:40.040,0:10:42.100
E depois tenho outro hidrogénio.

0:10:42.100,0:10:43.710
Que está aqui.

0:10:43.710,0:10:47.360
Então a hidrólise é só uma reacção em que dizemos, ei,

0:10:47.360,0:10:51.420
este aqui, quer ligar-se com algo

0:10:51.420,0:10:53.920
ou quer partilhar os electrões de um outro.

0:10:53.920,0:10:58.500
Talvez este hidrogénio aqui vá para baixo e partilhe

0:10:58.500,0:11:02.250
este electrão com este oxigénio aqui.

0:11:02.250,0:11:06.320
E depois este fósforo, tem um electrão extra que

0:11:06.320,0:11:06.820
precisa partilhar.

0:11:06.820,0:11:09.190
Lembrem-se que tem cinco electrões de valência; ele quer partilhar

0:11:09.190,0:11:10.360
com o oxigénio.

0:11:10.360,0:11:14.040
Ele tem um, dois, três, quatro a ser partilhados agora.

0:11:14.040,0:11:17.670
Bem, se este hidrogénio passa para este aqui, então sobra

0:11:17.670,0:11:19.980
este OH azul aqui.

0:11:19.980,0:11:22.460
E este pode partilhar um dos

0:11:22.460,0:11:24.810
electrões extra do fósforo.

0:11:24.810,0:11:27.190
Assim ficamos com o OH assim.

0:11:27.190,0:11:29.230
Então este é o processo actual.

0:11:29.230,0:11:31.350
E poderia ser de outra maneira.

0:11:31.350,0:11:33.040
Eu poderia ter clivado aqui.

0:11:33.040,0:11:34.740
Poderia ter clivado todo isto aqui.

0:11:34.740,0:11:37.270
E este teria mantido o oxigénio e o

0:11:37.270,0:11:38.890
hidrogénio iria para ele.

0:11:38.890,0:11:40.820
E este teria ficado com o OH.

0:11:40.820,0:11:42.540
Poderia acontecer em qualquer ordem.

0:11:42.540,0:11:44.765
Por isso qualquer ordem estaria correcta.

0:11:44.765,0:11:47.010
E há outro ponto que quero deixar.

0:11:47.010,0:11:48.435
E este é um pouco mais complexo.

0:11:48.435,0:11:50.930
E estava a pensar se realmente queria fazê-lo.

0:11:50.930,0:11:53.310
O motivo pelo qual se está num estado de menor energia

0:11:53.310,0:11:56.510
é que, uma vez que se separa -- deixem-me descer

0:11:56.510,0:12:00.370
para aqui-- é porque eu disse, ei, este electrão é mais feliz

0:12:00.370,0:12:03.090
quando é -- digamos que este electrão que era parte deste fósforo

0:12:03.090,0:12:04.760
está mais feliz agora.

0:12:04.760,0:12:06.540
Está num estado de menor energia

0:12:06.540,0:12:07.950
porque não está a ser esticado

0:12:07.950,0:12:10.350
Não está a ter que passar o seu tempo entre este e aquele

0:12:10.350,0:12:13.050
porque esta molécula e esta molécula querem separar-se

0:12:13.050,0:12:14.560
porque têm cargas negativas.

0:12:14.560,0:12:15.910
Isso é parte da razão.

0:12:15.910,0:12:18.410
Outro motivo, e falaremos muito mais disto

0:12:18.410,0:12:21.540
em maior detalhe quando aprendermos mais sobre química orgânica, é

0:12:21.540,0:12:23.940
que isto tem maior ressonância.

0:12:23.940,0:12:27.770
Mais estrutura de ressonância ou mais configurações de ressonância.

0:12:27.770,0:12:31.360
E isso significa que todos esse electrões, estes electrões

0:12:31.360,0:12:34.240
extra aqui, podem como que mover-se entre

0:12:34.240,0:12:37.170
diferentes átomos. E isso torna-os ainda mais estáveis.

0:12:37.170,0:12:40.910
Por isso, se quiserem imaginar que este oxigénio aqui tem um

0:12:40.910,0:12:42.700
electrão extra nele.

0:12:42.700,0:12:47.840
E então esse electrão extra, viria aqui para baixo

0:12:47.840,0:12:51.180
e depois formaria uma ligação dupla com o fósforo.

0:12:51.180,0:12:54.810
E depois este electrão aqui poderia saltar de novo

0:12:54.810,0:12:55.870
para aquele oxigénio.

0:12:55.870,0:12:58.400
E isso poderia acontecer neste lado e naquele lado.

0:12:58.400,0:12:59.990
Não vou entrar em detalhas, mas isso é outra

0:12:59.990,0:13:01.800
razão pela qual o torna mais estável.

0:13:01.800,0:13:03.590
Se já tiveram química orgânica, podem como que

0:13:03.590,0:13:05.080
apreciar mais isso.

0:13:05.080,0:13:07.570
Mas eu não quero entrar em mais detalhes.

0:13:07.570,0:13:11.120
A coisa mais importante a lembrar acerca do ATP é que

0:13:11.120,0:13:14.460
quando clivamos um grupo fosfato, gera-se

0:13:14.460,0:13:17.950
energia que pode impulsionar variadas funções biológicas,

0:13:17.950,0:13:20.570
como crescimento e movimento, movimento muscular, contracção

0:13:20.570,0:13:23.900
muscular, impulsos eléctricos nos

0:13:23.900,0:13:25.290
nervos e cérebro.

0:13:25.290,0:13:29.310
Então esta é a maior bateria de moeda de energia

0:13:29.310,0:13:32.540
em sistemas biológicos. Essa é a coisa mais importante

0:13:32.540,0:13:33.790
que se devem lembrar sobre o ATP.