â€¢ Un composant fondamental des acides nucléiques. Sous forme de désoxyadénosine, elle est un élément constitutif de l'ADN; sous forme d'adénosine ribonucléique, elle est un élément constitutif de l'ARN., 

 â€¢ Une importante molécule de signalisation extracellulaire qui régule de nombreux processus physiologiques, notamment l'activité nerveuse, le flux sanguin et la protection cellulaire. Bien qu'il n'y ait qu'une seule molécule d'adénosine, il existe différents types de récepteurs auxquels elle peut se lier. Ces récepteurs sont couplés aux protéines G (RCPG) et sont classés en quatre sous-types principaux chez les mammifères :  A1, A2A,  A2B, A3. Chaque type de récepteur étant couplé à des protéines G différentes déclenche donc des voies de signalisation intracellulaire différentes, menant à des effets physiologiques variés. Par exemple, l'activation des récepteurs A1 est généralement inhibitrice, tandis que l'activation des récepteurs A2A peut être excitatrice ou inhibitrice selon le contexte cellulaire.  En se liant à des récepteurs spécifiques à la surface des cellules et déclenche diverses réponses physiologiques. Ses rôles de signalisation incluent :

+ La neuromodulation. - Dans le système nerveux, l'adénosine est un neuromodulateur. Elle a généralement un effet inhibiteur, ralentissant l'activité neuronale. Elle contribue à la régulation du sommeil, de l'éveil et de l'anxiété. La caféine, par exemple, est un antagoniste des récepteurs de l'adénosine, ce qui explique son effet stimulant.

+ La vasodilatation. - L'adénosine provoque la dilatation des vaisseaux sanguins (vasodilatation), notamment dans le coeur. Cela permet d'augmenter l'apport sanguin et d'oxygène aux tissus lorsque l'activité métabolique augmente (par exemple, pendant l'exercice).

+ La protection cellulaire. - L'adénosine peut jouer un rôle protecteur dans les situations de stress cellulaire, comme l'ischémie (manque d'oxygène).

+ L'inflammation. - L'adénosine est impliquée dans la régulation de l'inflammation, avec des effets parfois pro-inflammatoires et parfois anti-inflammatoires, selon le contexte et le type de récepteur activé.

• Un acteur clé du transfert d'énergie au sein des cellules lorsqu'elle est liées à des groupes phosphate, pour constituer les molécules d'AMP, ADP et d'ATP.

ATP, ADP et AMP

Adénosine triphosphate (ATP).
L'ATP, ou adénosine triphosphate, est la principale molécule d'énergie utilisée par les cellules vivantes. Chimiquement, l'ATP est un nucléotide, composé d'une base azotée appelée adénine, d'un sucre à cinq carbones appelé ribose, et de trois groupes phosphate liés entre eux. Ce sont les liaisons entre ces groupes phosphate qui sont déterminantes dans le rôle énergétique de l'ATP.

L'ATP agit principalement en libérant de l'énergie lorsqu'une de ces liaisons phosphate est rompue par hydrolyse, c'est-à-dire par l'ajout d'une molécule d'eau. La rupture de la liaison entre le deuxième et le troisième groupe phosphate libère une quantité significative d'énergie utilisable par la cellule. Cette réaction d'hydrolyse transforme l'ATP en ADP (adénosine diphosphate) et un groupe phosphate inorganique (Pi). La réaction est exergonique, ce qui signifie qu'elle libère de l'énergie.

Cette énergie libérée est utilisée pour alimenter de nombreux processus cellulaires essentiels. Par exemple, l'ATP est indispensable pour les mouvements musculaires. Les protéines motrices, comme la myosine dans les muscles, utilisent l'énergie de l'hydrolyse de l'ATP pour se déplacer le long des filaments d'actine, permettant ainsi la contraction musculaire. De même, l'ATP est nécessaire pour le transport actif de molécules à travers les membranes cellulaires, notamment pour les pompes ioniques qui maintiennent les gradients de concentration nécessaires au fonctionnement des cellules nerveuses et musculaires. L'ATP est également nécessaire pour la synthèse de nouvelles molécules complexes (anabolisme), comme les protéines, les acides nucléiques et les glucides complexes. De nombreuses réactions chimiques nécessitent un apport d'énergie pour se produire, et cet apport est souvent fourni par l'hydrolyse de l'ATP.

Un mécanisme d'action important de l'ATP est la phosphorylation. Lors de l'hydrolyse de l'ATP, le groupe phosphate libéré peut être transféré à une autre molécule, un processus appelé phosphorylation. Cette phosphorylation peut modifier l'activité de la molécule cible. Par exemple, la phosphorylation d'une protéine peut changer sa forme et donc sa fonction, l'activant ou l'inhibant. De nombreuses enzymes sont régulées par phosphorylation. La phosphorylation est également essentielle dans des voies métaboliques clés, comme la glycolyse où la phosphorylation du glucose est la première étape.

L'ATP n'est pas stocké en grandes quantités dans la cellule. Il est constamment produit et consommé. L'ADP et le phosphate inorganique produits lors de l'hydrolyse de l'ATP sont recyclés pour régénérer de l'ATP. Ce processus de régénération de l'ATP nécessite un apport d'énergie, qui provient principalement de la respiration cellulaire (oxydation des glucides, des lipides et des protéines) et, chez les plantes, de la photosynthèse. Ainsi, un cycle continu d'hydrolyse et de régénération de l'ATP permet de fournir un flux constant d'énergie pour les besoins cellulaires.

Adénosine diphosphate (ADP).
L'ADP ou adénosine diphosphate est formée lorsque l'ATP est hydrolysé (cassé) pour libérer de l'énergie. L'ADP est ensuite re-phosphorylé (un groupement phosphate est ajouté) pour reformer de l'ATP, en utilisant l'énergie provenant de la respiration cellulaire (oxydation des nutriments) ou de la photosynthèse. L'ADP peut également jouer un rôle dans la signalisation, notamment dans la signalisation purinergique. L'ADP extracellulaire peut se lier à des récepteurs spécifiques à la surface des cellules (récepteurs purinergiques P2Y) et activer des voies de signalisation impliquées dans diverses fonctions cellulaires (agrégation plaquettaire, inflammation, neurotransmission, etc.).

Adénosine monophosphate (AMP).
L'AMP (adénosine monophosphate) n'est pas la principale molécule de stockage ou de transport d'énergie. Cependant, il peut être généré lors de certaines réactions métaboliques et peut être reconverti en ADP ou ATP pour participer au cycle énergétique. L'AMP peut également agir comme indicateur du statut énergétique de la cellule. Une concentration élevée d'AMP peut signaler un manque d'énergie et activer des voies métaboliques cataboliques (de dégradation) pour produire plus d'ATP.

L'AMP est un précurseur important pour la formation de l'AMP cyclique (cAMP). Le cAMP est un second messager essentiel dans de nombreuses voies de signalisation cellulaire, notamment celles activées par de nombreuses hormones et neurotransmetteurs. Il est produit à partir de l'ATP par une enzyme appelée adénylate cyclase, en réponse à des signaux extracellulaires (hormones, neurotransmetteurs, etc.). Le cAMP active ensuite d'autres protéines, comme la protéine kinase A (PKA), déclenchant ainsi des cascades de signalisation qui modulent diverses fonctions cellulaires (métabolisme, expression génique, etc.).