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.
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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.
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Importantissimi
mportantissimi sono i trasportatori di elettroni, quali il NADH+H+ e il FADH2, 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
d FADH2 ne
produce 2.
L’accettore finale degli elettroni è l’ossigeno, quando è presente, altrimenti è l’acido lattico (fermentazione).
(fermentazione)
Glicolisi anaerobia
Avviene nel citoplasma e non necessita di ossigeno.
ossigeno
Il glucosio (6C) viene digerito a 2 molecole di acido piruvico (3C).
(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.
ATP
Un altro trasportatore di elettroni è il FADH2, dalla cui riossidazione vengono prodotte però solo 2 molecole
di ATP.
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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
CO2 (una per ogni molecola di acido piruvico).
piruvico). L’acetil CoA entra nel mitocondrio e inzia la serie di reazioni
del ciclo di Krebs. In un ciclo il primo componente
c
è uguale all’ultimo,, ma attraverso questa serie di reazioni
vengono prodotti 6 NADH+H+ (3 per ogni molecola di acetil CoA), 2FADH2 (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
idrau ica con i mulini ad acqua).
acqua
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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
glicolisi
FADH2
+
2
2 (6 ATP)
8
2 (6ATP)
6
Trasformazion
e acido pir->ac
CoA
Ciclo di Krebs
NADH+H
AT
P
2
totale
6 (18ATP)
2 (4ATP)
TOT ATP
24
38 ATP
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O2 INSUFFICIENTE
CON O2
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