MANTENIMENTO DELLA STRUTTURA CRESCITA SVILUPPO RIPRODUZIONE
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- Daniele Scotti
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1 BIOENERGETICA MANTENIMENTO DELLA STRUTTURA CRESCITA SVILUPPO RIPRODUZIONE GLI ORGANISMI VIVENTI POSSONO UTILIZZARE SOLO DUE FORME DI ENERGIA: LUMINOSA (radiazioni di determinate lunghezze d onda) (ORGANISMI FOTOTROFI) ORGANISMI AUTOTROFI CHIMICA (composti chimica, nella maggior parte organici) (ORGANISMI CHEMIOTROFI) ORGANISMI ETEROTROFI
2 QUALUNQUE SIA LA FORMA CON CUI L ENERGIA VIENE PRELEVATA DALL AMBIENTE ESSA VIENE TRASFORMATA NELL ORGANISMO IN ENERGIA CHIMICA (ATP) ATP + H 2 O ADP + Pi + 7,5 Kcal PER MOLE DI ATP IDROLIZZATA ATP + H 2 O AMP + PP + 7,5 Kcal
3 Reazioni esoergoniche (rilascio di energia) ATP ADP + Pi Reazioni endoergoniche (richiesta di energia) REAZIONI DI OSSIDORIDUZIONE CATALIZZATE DA ENZIMI CHE RICHIEDONO COENZIMI
4 COENZIMI Nicotinammide-adenin-dinucleotide Nicotinammide-adenin-dinucleotide fosfato Flavin-adenin-dinucleotide
5 NAD e FAD sono NUCLEOTIDI in cui l AMP è legato tramite il fosfato ad un secondo nucleotide la cui base azotata è la NICOTINAMMIDE (derivata dalla vitamina PP) (NAD) e la VITAMINA B 2 (RIBOFLAVINA) (FAD) Vitamine: sostanze organiche che l organismo umano non è capace di sintetizzare; devono essere introdotte con la dieta
6 FOTOSINTESI PIGMENTO: CLOROFILLA (assorbe radiazioni BLU-ROSSE e risulta colorata in verde) ALGHE VERDI TESSUTI VERDI DELLE PIANTE PASSAGGIO DA UN ATMOSFERA RIDUCENTE AD UNA OSSIDANTE!
7 FASE LUMINOSA o LUCE-DIPENDENTE Serie di ossido-riduzioni, innescate dall energia luminosa, che portano all ossidazione dell ossigeno dell H 2 O, che viene liberato sotto forma di ossigeno molecolare O 2, e all accumulo di ATP e del coenzima ridotto NADPH+H +
8 FASE OSCURA o LUCE-INDIPENDENTE L ATP e il coenzima ridotto NADPH+H + sono utilizzati per ridurre l anidride carbonica CO 2 in glucosio (CICLO DI CALVIN o CALVIN-BENSON)
9 RESPIRAZIONE CELLULARE C 6 H 12 O O 2 6 CO H 2 O kjoule SI TRATTA DI UNA REAZIONE DI OSSIDORIDUZIONE, IN CUI IL GLUCOSIO SI OSSIDA E L'OSSIGENO SI RIDUCE PER OGNI MOLE DI GLUCOSIO CHE VIENE BRUCIATA VENGONO PRODOTTI 2879 KJOULE DI CUI PIÙ DELLA METÀ SI DISPERDE COME CALORE, MENTRE IL RESTO VIENE IMMAGAZZINATO COME ENERGIA DI LEGAME (EN. CHIMICA POTENZIALE) NELLE MOLECOLE DI ATP
10 GLICOLISI FOSFORILAZIONE A LIVELLO DI SUBSTRATO CITOPLASMA BETA-OSSIDAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI ACETIL-CoA (perossisomi) CORPI CHETONICI (es: acetone, idrossibutirrato, acido aceto-acetico) CHETOSI COMA DA ACIDOSI RESPIRAZIONE CELLULARE: 1) CICLO DI KREBS 2) FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA
11 ACETILCOENZIMA A MATRICE MITOCONDRIALE DECARBOSSILAZIONE
12 RI-OSSIDAZIONE DEI COENZIMI NAD E FAD (NADH + H + e FADH 2 convertiti in NAD + e FAD) MEDIANTE TRASFERIMENTO DEGLI ELETTRONI AD ALTA ENERGIA ALL OSSIGENO MOLECOLARE (O 2 ) CHE VIENE RIDOTTO AD H 2 O CATENA RESPIRATORIA o CATENA DI TRASPORTO DEGLI ELETTRONI 4 complessi respiratori proteici e piccole molecole mobili entro la membrana (coenzima Q e citocromo C), localizzati nella membrana mitocondriale interna. AGENTI DISACCOPPIANTI: ANNULLANO L ACCOPPIAMENTO FRA TRASPORTO DEGLI ELETTRONI E FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA (TIROXINA CALORE MANTENIMENTO T CORPOREA
13 EFFICIENZA DELLA FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA: RIOSSIDAZIONE DEL NADH+H + = 3 ATP RIOSSIDAZIONE DEL FADH 2 = 2 ATP
14 Attenzione!!!!! GLUCONEOGENESI: sintesi di glucosio a partire da precursori non zuccherini (es: piruvato, glicerolo, AA) LIPOGENESI: sintesi degli acidi grassi a partire da acetil-coenzima A Ciclo dell urea: serie di reazioni biochimiche volte a trasformare l ammoniaca tossica (derivante dal catabolismo degli AA e presente in forma di ioni ammonio) in urea non tossica
15 LATTICA alcuni batteri (lattobacilli) lieviti Uomo: globuli rossi e in condizioni di anaerobiosi nel muscolo scheletrico (sforzi intensi e di breve durata) ALCOLICA Piruvato CO 2 + alcol etilico Tale processo è alla base della produzione delle principali bevande alcoliche (vino, birra) ma anche della lievitazione del pane
16 ORGANISMI ANAEROBI: Vivono in assenza di ossigeno; svolgono solo fermentazioni ORGANISMI AEROBI: Vivono in presenza di ossigeno; svolgono solo la respirazione ORGANISMI AEROBI FACOLTATIVI: Vivono sia in presenza di ossigeno che in sua assenza; svolgono sia fermentazione che respirazione
METABOLISMO CELLULARE
METABOLISMO CELLULARE Struttura dell ATP (Adenosintrifosfato) Adenina (base azotata), Ribosio (zucchero) e un gruppo fosforico ATP Il legame covalente tra i gruppi fosforici si spezza facilmente liberando
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Metabolismo Attività cellulare altamente coordinata svolta da sistemi multienzimatici, con i seguenti scopi: ottenere energia chimica dall ambiente attraverso la degradazione di nutrienti operare la sintesi
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DEGRADAZIONE di polisaccaridi (glicogeno epatico, amido o glicogeno dalla dieta) Glucosio GLUCONEOGENESI (sintesi da precursori non glucidici) La gluconeogenesi utilizza il piruvato e altri composti a
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Il NADH prodotto in questa reazione DEVE essere ri-ossidato affinché la glicolisi non si fermi (2 x) (2 x) Gliceraldeide 3-fosfato Fosfato inorganico Gliceraldeide 3-fosfato deidrogenasi Reazione di ossidoriduzione:
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DEGRADAZIONE di polisaccaridi (glicogeno epatico, amido o glicogeno dalla dieta) Glucosio GLUCONEOGENESI (sintesi da precursori non glucidici) 1 2 Il glucosio viene trasportato all interno della cellula
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La glicolisi non è l unica via catabolica in grado di produrre energia. Se il suo prodotto viene ulteriormente ossidato si ottiene molta più energia. Il ciclo dell acido citrico è una via metabolica centrale
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