Scarica La respirazione cellulare e più Dispense in PDF di Chimica solo su Docsity! LA RESPIRAZIONE CELLULARE Le fasi della respirazione cellulare In presenza di ossigeno il piruvato prodotto dalla glicolisi viene ulteriormente ossidato a H20 e CO2 questa fase aerobica costituisce la respirazione cellulare. La respirazione cellulare avviene nei mitocondri, organuli avvolti da una doppia membrana: la membrana mitocondriale esterna è liscia e permeabile a piccole molecole e a ioni che si muovono liberamente attraverso i canali transmembrana formati da proteine chiamate porine; la membrana mitocondriale interna, estesa e ripiegata a formare le creste, è invece impermeabile alle molecole di piccole dimensioni e agli ioni. Grazie alla presenza di due membrane, i mitocondri risultano divisi in due compartimenti: lo spazio intermembrana, posto tra la membrana esterna e quella interna, la matrice mitocondriale, delimitata dalla membrana interna. La respirazione cellulare comprende tre vie metaboliche: 1. La decarbossilazione ossidativa del piruvato, che avviene nella matrice mitocondriale che ossida il piruvato (2 molecole di piruvato) a gruppo acetile (2 molecole di acetil-CoA). 2. Il ciclo di Krebs, una serie ciclica di reazioni che ossidano il gruppo acetile a CO2, L'energia rilasciata è accumulata sotto forma di coenzimi ridotti (NADH e FADH). Anche questa via si svolge nella matrice mitocondriale. 3. La fosforilazione ossidativa riossida i coenzimi ridotti NADH e FADH, liberando elettroni e protoni: gli elettroni sono trasferiti all'ossigeno attraverso la catena di trasporto o catena respiratoria, una serie di trasportatori di elettroni posti sulla membrana interna dei mitocondri. Lungo il processo si libera energia, che viene accumulata sotto forma di ATP. La decarbossilazione ossidativa Per poter entrare nel ciclo di Krebs, il piruvato deve prima essere trasformato in acetil- CoA. Nei procarioti la conversione avviene nel citoplasma. Negli eucarioti è necessario che il piruvato entri nella matrice mitocondriale grazie a una proteina di trasporto. La reazione è catalizzata dal piruvato deidrogenasi e comprende 2 fasi: 1. La decarbossilazione e l’ossidazione del piruvato ad acetile con la liberazione di una molecola di CO2 e la riduzione di un NAD+ a NADH + H+. 2. La formazione di un legame tra il gruppo acetile e il coenzima A (CoA) per produrre acetil-CoA Il CoA è un derivato della vitamina B5, che ha un gruppo -SH. Trasporta e attiva i gruppi alcolici grazie alla formazione di un legame estere. Complessivamente, quindi, per ogni molecola di glucosio si otterranno 2CO2, 2acetil-CoA e 2NADH. IL CICLO DI KREBS L’acetil-CoA entra nel ciclo di Krebs dove viene ossidato a CO2. L’energia prodotta viene immagazzinata nei trasportatori di elettroni NADH e FADH2. Durante il ciclo di Krebs nella reazione che va dal succinil-CoA al succinato si formano 2 molecole di ATP: Durante questa reazione avviene la trasformazione del GDP + Pi che si trasforma in GTP. Il GTP a questo punto cede Pi all’ADP che si trasforma in ATP. Si formano alla fine 2 molecole di ATP perché il ciclo di Krebs avviene due volte per ogni molecola di piruvato. 2 acetil-CoA + 6 NAD+ + 2FAD + 2ADP + 2Pi + 4H20 4CO2 + 6NADH + 6H+ + 2FADH2 + 2ATP + 2CoA
