Scarica Respirazione cellulare e metabolismo cellulare e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! RESPIRAZIONE CELLULARE Metabolismo cellulare Gli organismi hanno bisogno di energia per svolgere le proprie funzioni vitali e per costruire le molecole e i tessuti che li costituiscono. Le cellule ottengono questa energia grazie alla demolizione delle molecole organiche. L'energia contenuta nelle molecole organiche viene liberata all'interno della cellula attraverso una serie di reazioni, ciascuna delle quali è catalizzato da un enzima. ATP L’ATP (adenosin trifosfato) è una speciale molecola capace di immagazzinare energia ed è formato da un nucleotide che presenta 3 gruppi fosfato. Sono proprio i legami tra i gruppi fosfato a trattenere una certa quantità di energia. Il NAD e il FAD Il NAD (nicotinamide adenindinucleotide) e il FAD (flavinadenindinucleotide) sono coenzimi: trasportano gli elettroni durante le reazioni redox. Analogamente, acquistando due protoni e due elettroni il FAD si riduce a FADH2. Le molecole di NADH e di FADH2 sono ricche di energia. Il NAD esiste in due forme chimicamente distinte: la forma ossidata (NAD+) e quella ridotta (NADH+H+). Enzimi Gli organismi viventi utilizzano gli enzimi per controllare la velocità delle reazioni biologiche. La maggior parte degli enzimi è costituita da proteine globulari. Gli enzimi funzionano da catalizzatori, ossia abbassano l’energia di attivazione della reazione rendendola più veloce. Un enzima è in grado di catalizzare una reazione in maniera specifica poiché il sito attivo è complementare ai reagenti. CARATTERISTICHE ENZIMI: ▪ Sono in grado di far avvenire le reazioni chimiche cellulari a temperature relativamente basse ▪ Al termine della reazione ritornano nella configurazione originaria e possono essere riutilizzati ▪ Sono estremamente efficaci anche in quantità molto piccole ▪ Possono richiedere l’intervento di cofattori, come lo ione magnesio, o di coenzimi, ossia di molecole organiche come il NAD+ o il FAD. Coenzimi Il NAD (nicotinamideadenindinucleotide) e il FAD (flavinadenindinucleotide) sono coenzimi; essi agiscono da trasportatori di elettroni durante le reazioni redox. Il NAD esiste in due forme chimicamente distinte: la forma ossidata (NAD+) e la forma ridotta (NADH + H+). Acquistando due protoni e due elettroni anche il FAD si riduce a FADH2. Le molecole NADH e di FADH2 di sono ricche di energia. Ossido-riduzioni Una reazione di ossidoriduzione (o reazione redox) è una reazione in cui una sostanza cede uno o più elettroni a un’altra sostanza. ▪ La riduzione è l’acquisto di uno o più elettroni da parte di un atomo, uno ione o una molecola; ▪ L’ossidazione è la perdita di uno o più elettroni nelle reazioni biochimiche spesso sono acquistati o ceduti atomi di idrogeno: lo spostamento di un atomo di idrogeno comporta sempre un trasferimento di elettroni: H = H++ e- Una molecola che perde atomi di idrogeno si ossida, mentre una molecola che li acquista si riduce. Ogni reazione redox comporta un trasferimento di energia. Respirazione cellulare La principale molecola organica complessa che viene demolita in molecole semplici dalle cellule per ottenere energia è il glucosio. In presenza di ossigeno, l'equazione riassuntiva di questo processo è: C6H12O6+ 6O2 → 6CO2+ 6H2O+ ATP. L'energia liberata durante la demolizione del glucosio viene temporaneamente immagazzinata nella molecola di ATP. Demolizione del glucosio La demolizione del glucosio prevede la glicolisi, che può avvenire in due modi: -in presenza di ossigeno, è seguita dalla respirazione cellulare; -in assenza di ossigeno, invece, è seguita dalla fermentazione. La demolizione del glucosio si realizza attraverso reazioni di ossido-riduzione catalizzato da enzimi che utilizzano degli accettori di atomi di idrogeno come il NAD e il FAD. Glicolisi La glicolisi è un processo: -che avviene nel citoplasma di tutte le cellule, sia procariote che eucariote, -che non ha bisogno di ossigeno -mediante cui una molecola di glucosio, viene spezzata in due molecole di acido piruvico, ossia in un composto più ossidato e contenente meno energia.
