Processi energetici cellulari. Respirazione cellulare. Glicolisi anaerobia. Ciclo di Krebs. Fermentazione. lattica. alcolica

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1 Processi energetici cellulari Ruolo dell ATP Respirazione cellulare Fotosintesi Glicolisi anaerobia Ciclo di Krebs Fermentazione lattica alcolica Ruolo dell ATP La cellula utilizza energia chimica sotto forma di ATP. L ATP è costituita da una base azotata (adenina), uno zucchero (ribosio) e 3 gruppi fosforici. L energia è contenuta nei legami ad alta energia dei gruppi fosforici. Quando la cellula necessita di energia idrolizza uno o due gruppi fosforici dell ATP. Pagina 1

2 Respirazione cellulare La cellula produce ATP per mezzo di complicate reazioni cellulari. Tutte le reazioni energetiche della cellula sono reazioni in cui vengono scambiati elettroni (ossidoriduzioni): La digestione degli alimenti (ad eccezione del gruppo amminico degli aminoacidi) produce glucosio che costituisce il combustibile cellulare. Pagina 2

3 Importantissimi sono i trasportatori di elettroni, quali il NADH+H + e il FADH 2, che sono derivati vitamici (complesso B). La forma ridotta è quella con gli elettroni e gli ioni H +, la forma ossidata appare senza elettroni e ioni H + Ogni molecola di NADH+H +, riossidandosi, produce 3 molecole di ATP, ogni molecola di FADH 2 ne produce 2. L accettore finale degli elettroni è l ossigeno, quando è presente, altrimenti è l acido lattico (fermentazione). Glicolisi anaerobia Avviene nel citoplasma e non necessita di ossigeno. Il glucosio (6C) viene digerito a 2 molecole di acido piruvico (3C). Le reazioni sono 9, nelle prime 2 vengono consumate 2 ATP, successivamente vengono prodotte 4 ATP e 2 NADH + H +. Dalla riossidazione del NADH+H + in presenza di ossigeno verranno prodotti ben 6 ATP. Un altro trasportatore di elettroni è il FADH 2, dalla cui riossidazione vengono prodotte però solo 2 molecole di ATP. Pagina 3

4 Ciclo di Krebs L acido piruvico viene poi trasformato in acetil CoA (2C), che entra nel mitocondrio e comincia la serie di reazioni del ciclo di Krebs. In questo momento (trasformazione dell acido piruvico in acetil CoA) vengono anche prodotte 2 molecole di CO 2 (una per ogni molecola di acido piruvico). L acetil CoA entra nel mitocondrio e inzia la serie di reazioni del ciclo di Krebs. In un ciclo il primo componente è uguale all ultimo, ma attraverso questa serie di reazioni vengono prodotti 6 NADH+H + (3 per ogni molecola di acetil CoA), 2FADH 2 (1 per ogni molecola di acetilcoa) e 2 ATP. Catena respiratoria I trasportatori di elettroni (citocromi, coenzimi) sono situati sulla membrana interna del mitocondrio L accettore finale è l ossigeno. L ATP viene prodotto perché durante questo trasporto gli ioni H + vengono rilasciati nello spazio tra le 2 membrane (si crea un gradiente di H + ). Il loro rientro libera energia (come una cascata d acqua che cade da una montagna) e viene associato alla produzione di ATP (come lo sfruttamento dell energia idraulica con i mulini ad acqua). Pagina 4

5 Fermentazione Quando l ossigeno manca (organismi anaerobi o durante un attività muscolare intensa) il ciclo di Krebs non può avvenire perché manca l accettore finale degli elettroni. E comunque necessario riossidare il NADH+H +, altrimenti si blocca anche la glicolisi e la produzione di almeno 2 molecole di ATP. In questo caso avviene la fermentazione. L accettore degli elettroni e degli ioni H + è l acido piruvico stesso, che si trasforma in acido lattico (fermentazione lattica, avviene negli animali) o in acetaldeide e successivamente in etanolo (fermentazione alcolica nei lieviti e nell uva). Schema generale glucosio AT P NADH+H + FADH 2 glicolisi 2 2 (6 ATP) 8 TOT ATP Trasformazion e acido pir->ac CoA 2 (6ATP) 6 Ciclo di Krebs 2 6 (18ATP) 2 (4ATP) 24 totale 38 ATP Pagina 5

6 O 2 INSUFFICIENTE CON O 2 Pagina 6

7 Credits:Ginevra petruzzini, classe 2Gliceo Besta (A.S ) Pagina 7