METABOLISMO: insieme di tutte le reazioni che avvengono nelle cellule degli organismi viventi
si divide in:
ANABOLISMO che porta alla sintesi di biomolecole
agiscono con un incessante flusso di energia e sostanze da uno all'altro
CATABOLISMO che determina la degradazione di molecole complesse
le reazioni metaboliche si dividono in due gruppi in base al fabbisogno energetico
ENDOTERMICHE che per avvenire richiedono un apporto di energia dall'esterno
ESOTERMICHE rilasciano energia all'ambiente esterno sotto forma di calore
avviene nei mitocondri degli eucarioti e sulla membrana dei procarioti
avviene in 3 fasi a loro volta composte da più reazioni chimiche poichè se se tutta l'energia fosse liberata in un'unica volta,il calore sarebbe tale da distruggere la cellula. Per questo il glucosio si modifica poco a poco rilasciando una piccola quantità di energia ad ogni trasformazione
GLICOLISI
CICLO DI KREBS
avviene nella matrice mitocondriale
il ciclo è composto da 8 reazioni ed ha come reagenti l' 2Acetil-CoA, 2ADP,2P,6NAD+,2FAD. Al termine del ciclo si ottiene 4CO2, 2ATP, 6NADH+H+, 2FADH2
FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA
avviene nella membrana interna del mitocondrio
L'ATP E' LA MONETA ENERGETICA DELLA CELLULA
COME E' FATTA?
l'ATP è un nucleotide costituito dalla base azotata adenina,uno zucchero ribosio e tre gruppi fosfati negativi
COME LIBERA ENERGIA?
Le tre cariche negative dei gruppi PO4-,una vicino all'altra lo rendono molto instabile e ad alto contenuto energetico
quando i legame covalenti fra i gruppi fosfato si rompono per idrolisi la molecole di ATP si scinde in ADP + Pi + ENERGIA ATP+H2O → ADP+Pi+energia
si esaurisce molto velocemente e per questo è necessario continuamente trasformare ADP in ATP
MECCANISMI DI RISINTESI DELL'ATP
RESPIRAZIONE CELLULARE AEROBICA processo aerobico che porta all'ossidazione del glucosio
Gli organismi assumono O2 che viene utilizzato per "bruciare" glucosio,liberando H2O,CO2 e ATP
SI PRODUCONO 36 MOLECOLE DI ATP. partire dal glucosio . C6H12O6 → 6CO2 + 6H2O + 36ATP
LA FOTOSINTESI PRODUCE GLUCOSIO
Nella fotosintesi la clorofilla contenuta nei cloroplasti catturano l'energia solare per costruire glucosio,partendo da molecole di anidride carbonica e acqua. Durante questo processo la pianta usa l'acqua e rilascia ossigeno gassoso.
la CO2 passa attraverso gli stromi e la fotosintesi avviene in due fasi
FASE LUMINOSA
L' energia solare viene trasformata in energia chimica, si produce NADPH
CICLO DI CALVIN
utilizza l'ATP e gli elettroni altamente energetici del NADPH per trasformare la CO2 in molecole di glucosio,queste reazioni non usano l'energia solare e sono chiamate "REAZIONI INDIPENDENTI DALLA LUCE"
RESPIRAZIONE ANAEROBICA
al posto dell'O2 si utilizza altri tipi di molecole inorganiche
si produce un numero di ATP variabile ma comunque inferiore a quello della respirazione cellulare
FERMENTAZIONE
POTENZIALE è immagazzinata per compiere lavoro
Si divide in
CINETICA si utilizza per compiere lavoro
LE REAZIONI SONO ACCELERATE DAGLI ENZIMI
Molecole organiche che catalizzano una reazione chimica (abbassandone l'energia di attivazione ) senza essere distrutte
le molecole su cui agiscono gli enzimi sono chiamate SUBSTRATI
nel sito attivo si legano le molecole del substrato secondo un modello detto "chiave-serratura"
alcuni enzimi necessitano di COFATTORI per svolgere la loro attività catalitica
con l'inibizione competitiva o non competiva il prodotto di una reazione rallenta l'attività dell'enzima
CHE COSA E'L'ENERGIA??
L'ENERGIA NELLA BIOLOGIA
le cellule e gli organismi sono sistemi aperti che mantengono un flusso costante di materia ed energia con l'ambiente esterno
la maggior parte delle trasformazioni energetiche avviene tramite reazioni di OSSIDORIDUZIONE
OSSIDAZIONE perdita di elettroni da parte di molecole,atomi
nella cellula alcune proteine trasferiscono elettroni allineandosi alla membrana per formare le CATENE DI TRASPORTO DEGLI ELETTRONI
RIDUZIONE acquisizione di elettroni e dell'energia che essi contengono