Il trifosfato di adenosina, o ATP, funziona come la principale fonte di energia delle cellule. Viene spesso chiamata unità molecolare della valuta, perché può sia trattenere che rilasciare energia quando una cellula lo richiede. La struttura di ATP è semplice e ottimizzata per la massima efficienza, una molecola di adenosina più tre gruppi di fosfati. L’energia viene trattenuta e rilasciata nei legami che tengono uniti i gruppi fosfato e la molecola di adenosina. Un rilascio di energia rimuovendo un gruppo fosfato produce ADP, o adenosina difosfato, e la rimozione di un ulteriore gruppo fosfato produce AMP, adenosina monofosfato.
AMP, ADP e ATP sono tutte molecole ricche di energia, ma in generale l’ATP è preferito rispetto alle altre due. Il trifosfato di adenosina è necessario per qualsiasi processo cellulare che coinvolge il movimento attivo di un’altra molecola. L’osmosi, ad esempio, non richiede ATP perché l’acqua scorre naturalmente da uno stato altamente concentrato a uno stato meno concentrato. L’attività dei motori molecolari in alcuni tipi di cellule, d’altra parte, richiede l’energia immagazzinata nell’ATP. Poiché nessuna creatura vivente dipende completamente dai processi naturali passivi, tutte le creature richiedono ATP per far funzionare le loro cellule.
Non tutti gli organismi producono la stessa quantità di adenosina trifosfato, nonostante sia una molecola essenziale per la vita. L’ATP viene solitamente generato attraverso la respirazione, che comporta l’estrazione di energia da una fonte esterna, spesso uno zucchero comune chiamato glucosio. Gli organismi che usano la respirazione anaerobica, come alcuni batteri, generano circa 2 ATP per molecola di glucosio. Quelli che usano la respirazione aerobica, come gli umani, generano tra 32 e 36 ATP per molecola. La respirazione aerobica è più complicata, ma più efficiente, quindi la sua elevata resa di ATP.
Il componente adenosinico dell’adenosina trifosfato è in realtà composto da due molecole separate, uno zucchero chiamato ribosio e una base chiamata adenina. L’adenina legata al ribosio crea una struttura chiamata nucleoside, che è diversa dai nucleotidi di adenina presenti nell’RNA e nel DNA. Un nucleoside è i due terzi di un nucleotide; i nucleotidi contengono anche un ulteriore gruppo fosfato, che è essenziale per formare lunghe catene come visto nell’RNA e nel DNA. Contrariamente ai nucleotidi, i nucleosidi non possono legarsi insieme da soli e, secondo questa logica, le molecole di ATP non possono formare catene.
Trilioni di molecole di adenosina trifosfato sono prodotte ogni giorno nel corpo umano e il corpo può produrre più del suo peso in ATP in meno di 24 ore. Ciò non provoca aumento di peso o danni fisici poiché la maggior parte delle molecole di ATP vengono create e utilizzate in una frazione di secondo. Nel corso della vita di un organismo, l’ATP è la forza trainante che mantiene il corpo in funzione.