metabolismo e ATP 992KB Feb 05 2016 11:31:52 PM

Lic. classico”D. A. Azuni”
Sassari
I processi
metabolici
cellulari
Prof. Paolo Abis
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Metabolismo
E’ l’insieme delle reazioni chimiche che
avvengono in una cellula o, più in
generale, in qualsiasi organismo.
− Le sostanze coinvolte in tali reazioni sono dette
metaboliti
Sintetizzati dagli organismi
Derivati dall’ambiente
Macromolecole organiche:
zuccheri, lipidi, proteine …
Nutrienti, acqua, anidride
carbonica, ossigeno …
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Metabolismo
E possibile individuare due gruppi fondamentali di
reazioni chimiche:
Anabolismo
Catabolismo:
fase costruttiva
fase di degradazione
consumo di energia
liberazione energia
Reazioni chimiche
endoergoniche
Reazioni chimiche
esoergoniche
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Metabolismo = anabolismo + catabolismo
Le diverse vie metaboliche non si svolgono in modo indipendente:
spesso sono collegate in cicli di utilizzo e riclico di sostanze
Proteine,
polisaccaridi,
lipidi…
demolizione
Zuccheri,
amminoacidi,
acidi grassi…
Molecole
organiche di
piccole
dimensioni
Macromolecole
+
sintesi
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Metabolismo e energia
• Gli organismi sono in grado di utilizzare soltanto due tipi di energia :
En. Luminosa
En. Chimica
Autotrofi
Eterotrofi
Fotosintesi
Respirazione cell.
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Metabolismo e energia
Reazioni chimiche
endoergoniche
Reazioni chimiche
esoergoniche
E. prodotti
E. reagenti
E. liberata
E. assorbita
E. prodotti
E. reagenti
Il contenuto
energetico dei
reagenti è maggiore di
quello dei prodotti
Il contenuto
energetico dei
reagenti è minore di
quello dei prodotti
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l'ATP, il trasportatore universale di energia
• In tutti i viventi esiste una
molecola, chiamata
adenosin trifosfato (ATP)
che ha il compito di
assorbire l'energia prodotta
dalle reazioni esorgoniche
di demolizione e di
renderla disponibile per i
lavori cellulari.
base azotata adenina
tre gruppi fosfato
I legami presenti tra questi
gruppi fosfato
racchiudono l'energia
utilizzabile dalla cellula.
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zucchero a cinque
atomi di carbonio
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L’ATP: una molecola “Ricaricabile”
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L’ATP: una molecola “Ricaricabile”
L’ATP immagazzina energia chimica nel legame fra due
dei suoi gruppi fosfato.
ADP
ATP
Energia
P
P
Quando il legame si rompe, con
una reazione
di idrolisi,
Legami
ad alta energia
l’energia chimica si rende
disponibile per altri processi
biologici.
adenina
P
Ribosio
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Rigenerazione dell’ATP
Continuamente, nel nostro
organismo, si realizzano queste
due reazioni:
1. ATP --> ADP + P + Energia
2. ADP + P + Energia ---> ATP
La (1) è la reazione di liberazione di
energia durante l'anabolismo,
la (2) è quella che avviene durante
la produzione di energia nella
respirazione cellulare.
ATP viene continuamente consumato
ma si rigenera per addizione di
un P ad ADP.
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Ciclo dell’ATP
l’energia liberata dalle reazioni di degradazione (catabolismo), viene utilizzata
per “ricaricare” l’ATP. L’energia immagazzinata nell’ATP viene utilizzata per
compiere la maggior parte del lavoro cellulare.
Quindi l’ATP accoppia i processi cellulari che liberano energia con quelli che la
richiedono.
L’ATP risulta coinvolto, direttamente o indirettamente, in
quasi tutti i processi metabolici.
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Flusso dell’energia
Da dove proviene l’energia
necessaria alla produzione
di ATP ?
• Tutti i viventi ricavano energia
dalla demolizione del glucosio,
uno zucchero a sei atomi di
carbonio.
• Questo processo libera energia
chimica che viene immagazzinata
sotto forma di ATP
• per essere trasportata e resa
disponibile alle reazioni
dell'anabolismo cellulare.
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Produzione di energia
• AdenosinTrifosfato o
ATP
• Respirazione
cellulare
produzione di
ATP
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Le cellule respirano?
• La respirazione cellulare è il meccanismo
che permette alla cellula, in presenza di
ossigeno,di ricavare energia utilizzabile nei
processi vitali dai legami chimici delle
molecole assorbite nella digestione.
• La respirazione cellulare consta di diverse
reazioni, in cui i prodotti di un passaggio sono
utilizzati come reagenti per il processo
successivo.
• I prodotti di scarto della respirazione
cellulare (come CO2 o H2O) vengono eliminati
dalla cellula e, negli organismi superiori,
escreti attraverso la respirazione polmonare e
le urine.
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Equazione generale della respirazione
cellulare
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 36 ATP
Ossigeno
Glucosio
Acqua
Anidride
Carbonica
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