La Respirazione Cellulare: Fasi e Meccanismi, Appunti di Biochimica

Scarica La Respirazione Cellulare: Fasi e Meccanismi e più Appunti in PDF di Biochimica solo su Docsity! RESPIRAZIONE CELLULARE La maggior parte dell’energia disponibile nel glucosio rimane nel piruvato che viene ora portato all’interno del mitocondrio dove viene nuovamente ossidato per ottenere una maggiore quantità di energia. La respirazione aerobica è quel processo con il quale uno zucchero viene ossidato mediante l’ossigeno come accettore terminale di elettroni. Questo permette una completa ossidazione a CO2 e H2O e la produzione di una maggiore quantità di energia, che può essere convertita in ATP mediante un processo che è detto fosforilazione ossidativa. Questo è possibile in quanto l’ossigeno molecolare possiede un potenziale di ossidoriduzione più positivo ed ha, quindi, la maggiore tendenza ad accettare elettroni. La respirazione ha luogo in tre fasi. 1. Le molecole delle sostanze organiche nutrienti (glucosio, A.A., acidi grassi) sono ossidate fino a formare composti a due atomi di carbonio e cioè l’AcetilCoA. 2. I gruppi acetilici vengono immessi nel ciclo di Krebs in cui vengono ossidati a CO2. L’energia rilasciata dall’ossidazione viene conservata riducendo contemporaneamente i trasportatori di elettroni NAD e FAD rispettivamente a NADH e FADH2. 3. I coenzimi ridotti NADH e FADH2 sono a loro volta ossidati liberando H+ ed elettroni. Quest’ultimi sono trasferiti lungo una catena molecolare di trasportatori di elettroni, nota con il nome di catena respiratoria, all’ossigeno che si riduce formando acqua. Durante tale trasferimento di elettroni viene rilasciata energia che sarà convertita in ATP mediante la fosforilazione ossidativa. In tutto il ciclo vengono rilasciati nello spazio intermembrana 10 H+ per coppia di elettroni (4 H+ nel complesso 1; 4 H+ nel complesso 3; 2 H+ nel complesso 4). Questo provoca un gradiente protonico; avremo così una carica positiva nello spazio intermembrana e una carica negativa nella matrice. Il trasferimento di elettroni e la sintesi di ATP sono due reazioni che devono essere accoppiate obbligatoriamente: nessuna delle due reazioni può procedere in assenza dell’altra. Esistono, però, alcune condizioni particolari. Alcuni composti chimici sono in grado di determinare un disaccoppiamento chimico (ricrodiamo il 2,4 dinitrofenolo DNP). In assenza di ADP e Pi la respirazione si interrompe, ma se aggiungiamo dinitrofenolo la respirazione riprende poiché questo composto, nel versante citisolico a pH 5, esiste sottoforma di dinitrofenolo e di dinitrofenato. La respirazione continua ma l’energia viene dissipata. I disaccoppianti sono acici deboli idrofobici; l’idrofobicità consente loro di diffondere nella membrana e di attraversarla. I disaccoppianti, consumando ossigeno, fanno sì che la riossidazione del NADH non sia accoppiata alla sintesi di ATP. Sembra che queste sostanze leghino i protoni espulsi dai trasportatori di elettroni annullando il gradiente di pH e impedendo l’azione dell’ATP sintetasi. Gli inibitori, invece, non consumano ossigeno, ma fanno sì che si blocchi completamente la catena di trasporto degli elettroni.