Glicolisi e ciclo di Krebs, Appunti di Chimica

Scarica Glicolisi e ciclo di Krebs e più Appunti in PDF di Chimica solo su Docsity! Glicolisi Esistono 10 tappe e formano 4 ATP ma ne restano solo 2, a causa dell’investimento energetico. Anche il ciclo di Krebs ne porta poca. Questi ATP vengono presi nell’ultima catena degli elettroni nel complesso che noi chiamiamo respirazione cellulare. Abbiamo una prima parte anaerobica in assenza di ossigeno (glicolisi) e avviene nel citoplasma mentre con il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni è in presenza di ossigeno e avviene nei mitocondri. Il piruvato si presenta in forma ionica, privo di idrogeno a causa del nostro sistema. La glicolisi è il processo attraverso il quale tutto gli esseri viventi si produco energia. Alla fine una molecola di glucosio se ne formano due di piruvato nel citoplasma. Il piruvato che si è formato nel citoplasma deve entrare nei mitocondri dove attraverso il ciclo di Krebs, verrà ulteriormente demolito. Tuttavia la molecola dell’ acido piruvico a tre atomi di carbonio è troppo grande per passare la membrana mitocondriale per cui prima di entrare nel Krebs deve essere decarbossilata, cioè deve perdere un anidride carbonica per trasformarsi in gruppo acidile legato ad un coenzima A (NAD+) verrà trasformando in NADH La respirazione cellulare è caratterizzata dal ciclo do Krebs che si svolge nella matrice mitocondriale e la catena di trasporto degli elettroni che si svolge negli eucarioti, sulle creste mitocondriali mentre nei procarioti nella membrana plasmatica. Il ciclo di Krebs è anche chiamato ciclo dell’acido citrico perché si forma inizialmente l’acido citrico a sei atomi di carbonio. Ha un ruolo anfibolico cioè ha un ruolo sia nel catabolismo che nell’anabolismo. Ricordiamo che per metabolismo si intendono tutti i processi biochimici a carico di una cellula e quindi di un organismo. Consta di due fasi: 1- ANABOLISMO che comprende tutte quelle reazioni chimiche che portano alla costruzione, ad esempio, delle macromolecole biologiche (amminoacidi che costituiscono le proteine; i glucosi che costituiscono i polisaccaridi; glicerolo e acidi grassi che formano i trigliceridi 2- CATABOLISMO che comprende tutti quei processi di dissociazione delle macromolecole per ricavarne energia sottoforma di ATP | . (¥3 p i a n a ! → perdet t ( = O u l t i m o Campos " o glicolisi " esigerete come u n s a l e e ACIDO i l R u n i c o "## → i o . CH, | < 9 , ⇐ → È:B !#" E ' !! i ¥ ° " KREBS | 'ftp.UVATO . La respirazione cellulare non ha la stessa frequenza in tutti gli organi. Ad esempio nelle cellule del fegati il citrato che si froma viene poi, nel citoplasma, scomposto in acido ossalacetico a 4 atomi di carbonio e acetilcoenzima A usati poi per la gliconeogenesi e nella biosintesi degli acidi grassi. Viceversa nel fegato molti amminoacidi sappiamo che derivano dall’acido α chetoglutarico e dallacido ossalacetico che sono composti del Krebs. Nella prima tappa del ciclo di krebs il gruppo acteile a 2 atomi di C si lega all’acido ossalacetico a 4 atomi di C, già presente del mitocondrio, per formare acido citrico a 6 atomi di C. L’ingresso del gruppo acetile signifuca dare benzine dare benzina ad un motore scoppio: il gruppo acetile è un composti di energia ler far partire il ciclo. Ricordiamo che il coenzima A aiuta il gruppo acetile ad entrare nel mitocondrio ma poi si stacca e viene riciclato. Nelle tappe 2 e 3 il citrato (o acido citrico) a 6 atomi di C perde per ossidazione un CO2 e si trasforma in acido alfa chetoglutarico a 5 atomi di C. Allo stesso tempo un NAD+ verrà convertito in NADH. Acido alfa chetoglutarico a 5 C va incontro ad un altra decarbissidazione per formare l’acido succinico o succinato a 4 atomi di C. Anche in wuesta trasformazione NAD+ si trasforma in NADH; successivamente l’acido succinico verrà trasformato in acido fumarico o fumarato il quale a sua volta trasformato in acido malico a 4 atomi di C e poi in acido ossalacetico sempre in 4 atomi di C. Ricordiamo che nella trasformazione di acido fumalico in acido malico un FAD+ si trasformerà in FADH2. Sarà indispensabile capire che per ogni glucosio avremo 2 di acido piruvico e quindi il numero di molecole che si forma è sempre doppio. i i . . . . . . B 74 a 1385 Infatti distinguiamo i tilacoidi dei grani e i tilacoidi intergrana Diciamo subito che la sostanza più importante all’interno del cloroplasto è la CLOROFILLA. Esistono vari tipi di clorofilla: • nelle piante superiori troviamo la A e la B: ⁃ la clorofilla A assorbe la luce nella banda sel rosso C55H72O5N4MG ⁃ La clorofilla B assorbe la luce blu ma riflette la gialla e la verde C55H70O6N4MG Tutte le pusnte contengono la A tranne i batteri foto sintetici. Altre sostanze molto importanti sono i carotenoidi che contendono i cromoplasti. Sono dei pigmenti giallo/rossi che assorbono la luce solare. Chimicamente appartengono ai lipidi a lunga catena e se la molecola si spezza da la vitamina A, la quale se ossidata produce il retinale che serve alla retina per la visione. Altro pigmento è il beta carotene, le fitocianine (responsabili del blu/viola) e le xantofille (simili ai carotenoidi). Oltre alla Clorofilla le membrane dei tilacoidi 2 SISTEMI DI PIGMENTI: 1. sistema di pigmento 1: contiene come molecola reattiva la P700, che è una forma di clorofilla che ha uno spettro di assorbimento a 700 nanometri 2. sistema di pigmento 2 o P680 che è una forma di clorofilla con spettro di assorbimento di 680 nanometri ' !#" grana STROMA i FASE LUMINOSA comprende tutte le reazioni che avvengono quando la pianta viene colpita dal sole. Le piante appartengono a 2 categorie: 1.PIANTE ELIOFILE=che richiedono molta luce 2.PIANTE SCIAFILE=che preferiscono l’ombra la le loro foglie hanno molti più cloroplasti La fase luminosa produce due eventi: 1.FOTOLISI DELL’ACQUA=l’acqua si scinde in ossigeno che si libera nell’aria e 2 ioni H2 vengono usati per la riduzione del NARDP in NADPH nella fase oscura. 2.ECCITAZIONE DEGLI ELETTRONI DELLA CLOROFILLA CON SUCCESSIVO TRASPORTO SULLE MEMBRANE DEI TILACOIDI PER PRODURRE ATP (fotofosforilazione) Quando la clorofilla e i pigmenti assorbono luce alcuni elettroni sono spinti ad un livello energetico superiore. 3 possono essere le conseguenze: •L’energia può essere nuovamente emessa come energia luminosa (fluorescenza) •l’energia può essere convertita in calore •l’energia può essere convertita in energia chimica (fotosintesi) La luce colpisce il sistema di pigmento II con la molecola reattiva P680 e spinge gli elettroni della clorofilla A ad un livello energetico superiore dove verranno accolti da un avvertire primario di elettroni. giù il sistema II,gli elettroni spunti verranno rimpiazzati dalla fotolisi dell’acqua. Dopodiché dopo questo gli elettroni dall’accettore primario scendono lungo una catena di trasporto costituita da plastichinone,citoclomo B6 e plastocianina.Durante questa caduta avverrà la formazione di ATP chiamata fotofosforilazione.Questi elettroni andranno a “chiudere il buco” che si è formato nel fotosistema I colpito in contemporanea dalla luce.Anche il forosistema I con la molecola reattiva P700 spinge gli elettroni ad un accettore primario,questi elettroni andranno a trasformare un NADP+ in NADPH che entrerà nella fase oscura. (prima foto) FOTOFO Il citocromo B6 funge da pompa protonica,cioè pompa ioni H+ dallo stroma ,dove questi protoni accumulandosi protonico,questi ioni protoni rientrano attraverso le ATP sintetasi che convertono le ADP in ATP. (seconda foto) FASE OSCURA o CICLO DI KALVIN MENSON chiamata così perché è indipendente dalla luce e avviene nello stroma del cloroplasto.L’energia prodotta nelle fasi luminose è utilizzata per trasformare il carbonio inorganico in carbonio organico. Le reazioni chimiche fanno parte di un ciclo molto simile al ciclo di Krebs infatti ad ogni giro del ciclo viene rigenerato il composto di partenza,queste reazioni vengono anche chiamate FISSSAZIONE DEL CARBONIO. Piante cam È un altro modo di adattamento delle piante per svolgere la fotosintesi, in condizioni ambientali estremamente aride. Sono piante cam i cactus, l’aloe, l’ananas: Risparmiano l’acqua aprendo gli stomi di notte anziché di giorno. Per cui l’anidride carbonica entra di notte ed il carbonio è fissato in un composto a 4 atomi di C, che è l’acido ossalacetico. In biologia esiste un ciclo del carbonio che coinvolge i sistemi viventi che svolgono fotosintesi. Incorporando l’anidride carbonica dell’atmosfera in composti organici. Mentre nella respirazione questi sono scissi nuovamente in H2O e CO2. Gli elementi di questi sistemi sono le piante, il fitoplancton e le alghe marine. Si è calcolato che ogni anno circa 100miliardi di tonnellate di CO2 si trasformano in composti organici. La grande quantità di carbonio risiede in piante e animali morti che se diventano nel terreno e nei mari dove verranno consumati da batteri e funghi liberando CO2 nell’aria. Ricordiamo inoltre che enormi quantità di carbonio si trovano sotto la superficie terrestre negli idrocarburi depositati più di 100milioni di anni fa.