metabolismo energetico, respirazione cellulare, krebs, fosforilazione, fotosintesi sintesi, Sintesi del corso di Chimica organica

Scarica metabolismo energetico, respirazione cellulare, krebs, fosforilazione, fotosintesi sintesi e più Sintesi del corso in PDF di Chimica organica solo su Docsity! Il metabolismo energetico È il processo che permette la vita e la crescita di un organismo. Si suddivide in due tipologie: • catabolismo: vengono disgregati gli alimenti. Le varie parti formeranno una nuova molecola utile. • anabolismo: processo che costruisce le molecole da quelle scomposte in precedenza. Questi processi sono delle trasformazioni energetiche dei sistemi di cui si occupa la termodinamica: • aperti: scambiano energia e materia con l’ambiente (tutti i viventi); • chiusi: scambiano solo energia con l’ambiente (pentola a pressione con coperchio); • isolati: non scambiano energia e materia con l’ambiente. Reazioni esoergoniche ed endoergoniche esoergoniche: A+B→C+D+ENERGIA endoergoniche rappresentabili così: C+D+ENERGIA→A+B Le reazioni richiedono energia per consentirne l’inizio (energia di attivazione). Nelle esoergoniche, i reagenti hanno un’energia complessiva > dei prodotti e lo svolgimento della reazione comporta una diminuzione - di energia: reazione in discesa. Le endoergoniche, sono reazioni in salita, l’energia complessiva dei prodotti è > di quella dei reagenti. L’energia liberata è < di quella acquisita inizialmente. C6H12O6+6O→6CO2+6H2O+686Kcal (reazione esoergonica). Un esempio di Processo Endoergonico è la fotosintesi clorofilliana. Da acqua e anidride producono glucosio. 6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2 (processo endoergonico, viene accumulata energia). Le vie metaboliche Negli organismi le reazioni chimiche che partecipano ai processi metabolici sono in serie, e prendono il nome di vie metaboliche. Hanno degli enzimi specifici. A→B→C→D→E→F→G→H Il catabolismo Consiste in reazioni di ossidazione delle molecole organiche, che possono avvenire con: • perdita di elettroni da parte di ioni metallici: che sono cofattori di enzimi o fanno parte dei gruppi prostetici delle proteine; • addizione di ossigeno: utilizza l’ossigeno sottratto a un agente ossidante; • deidrogenazione. Ognuna di questa porta ad una ossidazione. Le vie cataboliche convergono tutte nella molecola del piruvato, dal quale il catabolismo può prendere una via anaerobica: quella delle fermentazioni. O una via aerobica: trasformazione del piruvato in acetil-CoA. Il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa formano il metabolismo terminale, che produce energia dalla degradazione delle molecole organiche. Le cellule utilizzano e demoliscono carboidrati attraverso due vie: • Respirazione cellulare in presenza di O2 (ha più resa energetica) •Fermentazione in assenza di 02 I TRASPORTATORI DI ENERGIA, DI IDROGENO E DI ELETTRONI Nel metabolismo cellulare vi sono molecole con legami ad alta energia, che fungono da trasportatori e liberano la loro energia dalla rottura dei loro legami. Esse sono: • ATP (adenina+ribosio+3 fosfati): con una reazione di idrolisi libera un’energia pari a 7,3kcal/mol; • Fosfoenolpiruvato; • Creatinina Inoltre, NAD e FAD trasportano idrogeno e elettroni, ma anche en liberata durante le reaz esoergoniche. La respirazione cellulare Ha 2 fasi: • glicolisi: avvengono una serie di reazioni anaerobiche all’interno del citoplasma, ciascuna caratterizzata da un enzima specifico. Alla fine di queste reazioni si formano 2 molecole di acido piruvico (3C) -> si scinde il glucosio (6C) • fase aerobica mitocondriale: avviene nei mitocondri, il piruvato si demolisce e si produce demolisce diossido di carbonio e acqua (attraverso il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni). Il ciclo di Krebs Avviene sia negli eucarioti (nei mitocondri) che nei procarioti (nel citoplasma). È composto da delle reazioni in cui viene liberata energia, immagazzinata poi in ATP. Vengono prodotte altre molecole energetiche, che rilasciano energia: una parte immagazzinata nei coenzimi NADH e FADH2. Il CO2 è liberato da atomi di carbonio ossidato. Alla fine tra Glicolisi e Ciclo di Krebs di ottengono: 4 ATP, 2 FADH2, e 10 NADH e altre 4 di CO2. Fosforilazione È l’ultima tappa che avviene nei mitocondri e consente di ossidare l’ossigeno ad acqua. Il trasporto dell’energia da parte dell’ATP alle molecole in reazione avviene tramite trasferimento di residuo fosforico. Il legame tra gruppo fosforici e molecola contiene l’energia necessaria per alcuni processi. Le molecole di NADH e FADH trasportano l’energia insieme a elettroni energetici, cedendoli poi per la resp. Cellulare. Attraverso il ciclo di Krebs si producono molte molecole di NADH e FADH2, esse contengono una quantità elevata di energia, utile per produrre ATP. Si divide in 2: ingresso degli elettroni, contenuti nel FADH e NADH, nella catena respiratoria dei mitocondri. Chemiosmosi – produzione di ATP. Catena respiratoria Utilizza un processo a cascata, costituirà dai trasportatori di elettroni nel punto più alto e dell’acqua nel punto più basso. Gli elettroni si muovono seguendo dei complessi capaci di ricevere gli elettroni in relazione alla loro affinità, il passaggio da un complesso al successivo, libera una parziale quantità di energia usata per trasferire protoni fuori dalla matrice mitocondriale e sintetizzare ATP. Fermentazione È un sistema con resa energetica minore, i cui prodotti sono molecole organiche ricche di energie e complesse. Si producono solo 2 ATP per ogni molecola di glucosio. Fermentazione Lattica (in muscoli e procarioti) Ferm. Omolattica: il piruvato viene trasformato in L-lattato, attraverso una riduzione fatta dal NADH, senza produzione di CO2. Fermo eterolattica: dal glucosio si ottengono Lattato, CO2 ed etanolo (non passando per Glicolisi). F alcolica (birra, vino, pane): Il piruvato viene ridotto da NADH e anche decarbossilato, ottenendo l’etanolo. F acetica: L’etanolo del vino veniva ossidato ad acido acetico (es. Patina superficiale del vino) F butirrica: il clostridium trasforma acido lattico in butirrico. (È dannosa, altera caesificazione) F propionica: da acido lattico ad acido propionico, acetico e CO2. (Usata per maturaz formag) F Lattica: ossigeno ai muscoli è insufficiente, muscolo va in anaerobiosi e produce acido latt. Poi viene ossidato nel fegato e trasformato in piruvato, che viene convertito in glucosio che torna al muscolo sottoforma di glicogeno. È il “Ciclo di Cori”. Avviene nei soggetti poco allenati, con capillarizzazione scarsa.