Concetti Chiave
- L'energia liberata durante il trasporto degli elettroni è conservata nei legami ad alta energia dell'ATP tramite la fosforilazione ossidativa.
- Il ciclo di Krebs produce ATP insieme a NADH e FADH2, contribuendo al bilancio energetico della cellula.
- La sintesi dell'ATP avviene grazie al complesso enzimatico F0F1ATPasi, situato nella membrana interna mitocondriale.
- Il trasferimento di protoni crea un gradiente H+ che fornisce energia per la sintesi dell'ATP mediante l'ATPasi.
- In totale, il processo di respirazione aerobia porta alla produzione di 36 moli di ATP per mole di glucosio ossidato.
Conservazione dell'energia nell'ATP
L’energia liberatasi durante il trasporto degli e- viene dunque conservata nei legami ad alta energia dell’ATP e l’associazione dei processi di fosforilazione con quelli ossidativi viene definita fosforilazione ossidativa.
In un del ciclo di Krebs si ha:
acetile + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi = 2C02 + 3NADH + FADH2 + ATP
La fosforilazione dell'ADP ad ATP è catalizzata dal complesso enzimatico ATPasi inserito principalmente sulle creste della membrana interna.
Sintesi dell'ATP e complessi
Ma come avviene la sintesi dell’ATP?
Tre dei complessi trasportatori di e- inseriti nella membrana interna mitocondriale spostano anche protoni ,trasferendoli dalla matrice al compartimento intermembranario . Il trasferimento di protoni crea un gradiente H+ e,secondo l’ipotesi chemiosmotica di Mitchéll, questo gradiente fornisce energia ad un complesso enzimatico, F0F1ATPasi, che consente la sintesi dell’ATP. Il complesso è costituito dalle due subunità F0 ed F1;l' una forma un canale nella membrana, l’altra (F1) consta di uno stelo e di una testa. La subunità F0 consente il passaggio dei protoni, mentre F1 promuove la sintesi di ATP .
Bilancio energetico delle ossidazioni
Proviamo ora a definire il bilancio energetico delle ossidazioni: la glicolisi anaerobia produce due moli di ATP,mentre nella respirazione aerobia si formano 34 moli di ATP per ogni mole di glucosio ossidato. Complessivamente dunque si formano 36 moli di ATP.
Poiché il processo 36Pi + 36ADP → 36ATP+ + 36 H20 comporta ∆G = +263 Kcal, nelle molecole di ATP vengono immagazzinate 263 Kcal, che la cellula potrà impegnare nelle sue attività.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dell'ATP nella conservazione dell'energia?
- Come avviene la sintesi dell'ATP nei mitocondri?
- Qual è il bilancio energetico della glicolisi e della respirazione aerobia?
L'ATP conserva l'energia liberatasi durante il trasporto degli elettroni nei legami ad alta energia, e la sua sintesi avviene attraverso la fosforilazione ossidativa, che associa i processi di fosforilazione con quelli ossidativi.
La sintesi dell'ATP avviene grazie al complesso enzimatico F0F1ATPasi, che utilizza il gradiente di protoni creato dai complessi trasportatori di elettroni nella membrana interna mitocondriale per promuovere la fosforilazione dell'ADP in ATP.
La glicolisi anaerobia produce 2 moli di ATP, mentre la respirazione aerobia genera 34 moli di ATP per ogni mole di glucosio ossidato, portando a un totale di 36 moli di ATP, con un'energia immagazzinata di 263 Kcal nelle molecole di ATP.
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