Scarica Respirazione Cellulare e più Sintesi del corso in PDF di Biologia solo su Docsity! LA RESPIRAZIONE CELLULARE La respirazione cellulare è l’insieme dei processi metabolici con cui le cellule ottengono energia attraverso la scomposizione dei nutrienti in molecole più semplici. L’energia di legame delle fonti energetiche viene liberata attraverso una serie di reazioni di ossidoriduzione e infine immagazzinata sotto forma di molecole di ATP, che rappresentano l’energia utilizzabile dai processi cellulari. Comunemente per respirazione cellulare si intende la respirazione cellulare aerobica, che avviene in presenza di ossigeno, utilizzato come accettore di elettroni. La forma più importante di respirazione cellulare anaerobica, comune a procarioti ed eucarioti, è la glicolisi. Si tratta di una via metabolica di origini antichissime, che costituisce il modo in cui dal glucosio viene ottenuto il piruvato utilizzato nella fase aerobica. Organello fondamentale, sede di buona parte del processo è il mitocondrio. La respirazione cellulare consta di 4 fasi: 1) GLICOLISI: Si tratta di una via metabolica citoplasmatica che vede la riduzione di NAD+ a NADH (coenzima che funge da trasportatore di elettroni) e la produzione di piruvato e ATP, partendo da una molecola di glucosio. Vengono usate 2 molecole di ATP (nella prima fase) e prodotte 4 molecole di ATP (nella seconda fase). Il coenzima NAD+ viene ridotto formando NADH + H+, il tutto moltiplicato per due. Il glucosio (composto a 6 atomi di C) viene diviso in due molecole di acido piruvico (da 3 atomi di C ciascuna). Negli organismi anaerobi, quali i lieviti fermentanti, la glicolisi è la sola via metabolica per produrre ATP. Negli organismi superiori può diventare temporaneamente la sorgente più importante di energia in tessuti in grado di funzionare in condizioni di anaerobia, come quello muscolare. 2) DECARBOSSILAZIONE DEL PIRUTAVO: È un passaggio intermedio nel quale la molecola di piruvato, a 3 atomi di carbonio, viene trasportato all'interno del mitocondrio, utilizzando trasportatori specifici. Questo passaggio avviene senza consumo di energia. Grazie alla piruvato deidrogenasi viene decarbossilato, trasformato in "gruppo acetile" (molecola con soli 2 atomi di carbonio), e legato al co-enzima A (CoA) a formare l'acetil-coenzima A, punto d'ingresso nel ciclo di Krebs. Questa reazione rilascia come scarto CO2 e produce NADH. 3) CICLO DI KREBS: (detto anche "ciclo dell'acido citrico" o "degli acidi tricarbossilici") l'acetil-CoA subisce una serie di reazioni di ossidazione fino alla formazione di molecole di CO2 ed alla riduzione dei composti NAD+/p e FAD rispettivamente in NADH+ e FADH2. Tale processo di fondamentale importanza, che oltre a produrre energia fornisce anche composti intermedi importanti per l'anabolismo, avviene all'interno dei mitocondri negli eucarioti e nel citosol nei procarioti.Il nome stesso chiarisce la natura ciclica di questa catena di reazioni: il prodotto del primo passaggio, il citrato, viene ottenuto a partire da quello dell'ultima reazione del ciclo, l'ossalacetato. 4) FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA: è l'ultimo passaggio della respirazione cellulare. Avviene sempre grazie a complessi enzimatici intramembrana: talvolta su quella plasmatica (nel caso dei procarioti), talvolta sulle "creste mitocondriali (introflessioni della membrana mitocondriale interna). È composta da due parti: • Catena di trasporto degli elettroni: gli elettroni trasportati da NADH e FADH2 vengono scambiati dalla catena enzimatica transmembrana, che provvede a sfruttare questo movimento per generare un gradiente protonico transmembrana, riducendo l'ossigeno ad acqua; • Sintesi di ATP: tramite fosforilazione di ADP da parte dell'enzima ATP sintetasi con catalisi rotazionale che sfrutta il gradiente creato in precedenza.
