Concetti Chiave
- Il metabolismo comprende tre funzioni chiave: energia chimica per le cellule, conversione dei nutrienti e sintesi di macromolecole.
- Anabolismo e catabolismo sono due fasi del metabolismo: il primo richiede energia, il secondo la rilascia.
- Le reazioni metaboliche sono organizzate in vie metaboliche, sequenze di reazioni chimiche catalizzate da enzimi specifici.
- Le vie cataboliche convergono verso la produzione di acetil-CoA, alimentando il ciclo di Krebs e la produzione di ATP.
- Le vie anaboliche, divergenti, portano alla sintesi di diverse molecole complesse necessarie alle cellule.
Indice
Funzioni del metabolismo
Il metabolismo svolge 3 funzioni principali:
1) Ricava energia chimica utile per la cellula dalla degradazione di nutrimenti.
2) Converte i nutrienti in molecole utili per la cellula.
3) Sintetizza macromolecole e polimeri a partire dai precursori semplici.
Anabolismo e catabolismo sono strettamente correlati
È costituito da 2 fasi: catabolismo e anabolismo:
.
Il primo rilascia energia
. Il secondo richiede energia
Reazioni cataboliche e anaboliche
Reazioni cataboliche: reazioni di degradazione di carboidrati, acidi grassi e amminoacidi. Sono esoergoniche, determinano un rilascio di energia.
Reazioni anaboliche: processi che permettono di ottenere una varietà di macromolecole utili alla cellula. Sono endoergoniche, non spontanee e avvengono solo grazie alla partecipazione di molecole di ATP, che liberano l'energia necessaria per lo svolgimento della reazione.
Vie metaboliche
Le reazioni nella cellula sono organizzate in vie metaboliche.
Queste reazioni sono regolate all'interno di vie metaboliche.
'Una via metabolica è una sequenza di reazioni chimiche catalizzate da specifici enzimi in cui il prodotto della prima reazione è il reagente della seconda, il prodotto di questa è il reagente della terza, e così via fino al prodotto ultimo della via.'
Le molecole prodotte e utilizzate in una via metabolica sono dette intermedi metabolici.
Il metabolismo è un insieme di vie metaboliche interconnesse.
Le vie cataboliche o del metabolismo degradativo sono uguali e contrarie alle vie anaboliche o del metabolismo sintetico.
Le vie metabolche sono divergenti, convergenti e cicliche.
Le vie cataboliche che consentono di ricavare energia dai nutrienti sono convergenti, partono da numerosi substrati diversi e portano alla produzione di un numero limitato di molecole semplici.
Glicolisi e vie cataboliche
La via catabolica più diffusa è la glicolisi che è la principale via catabolica dei carboidrati e si svolge in tutte le cellule autotrofe, le quali utilizzano la luce solare per convertire molecole di CO2 in biomolecole organiche, oppure nelle cellule eterotrofe, le quali devono ricavare da biomolecole organiche l'energia fondamentale per il proprio metabolismo e per gli 'scheletri' carboniosi con cui costruire le biomolecole.
Durante la glicolisi il glucosio o altri carboidrati vengono degradati e ossidati a piruvato.
Alla via catabolica dei carboidrati si affiancano la via catabolica dei lipidi e quella degli amminoacidi.
Tutte queste via convergono e portano la formazione di un piccolo catabolita, l' acetil-CoA che alimenta la via metabolica terminale caratterizzata da un andamento ciclico (ciclo di Krebs) e dalla liberazione di CO2.
Metabolismo terminale e respirazione
Il metabolismo terminale completa l'ossidazione e la degradazione delle molecole e produce una serie i coenzimi ridotti. Questi coenzimi entrano nella catena di trasporto degli elettroni, dove interverrà anche l'ossigeno per la produzione dell' ATP.
Il processo di ossidazione e degradazione dei carboidrati è chiamato respirazione cellulare.
Le vie anaboliche danno origine a numerose molecole complesse diverse, L'anabolismo è costituito da vie divergenti.
Domande da interrogazione
- Quali sono le funzioni principali del metabolismo?
- Come sono organizzate le reazioni metaboliche all'interno della cellula?
- Qual è la differenza tra catabolismo e anabolismo?
- Qual è il ruolo dell'acetil-CoA nel metabolismo?
Il metabolismo ha tre funzioni principali: ricavare energia chimica utile per la cellula, convertire i nutrienti in molecole utili e sintetizzare macromolecole e polimeri da precursori semplici.
Le reazioni metaboliche sono organizzate in vie metaboliche, sequenze di reazioni chimiche catalizzate da enzimi specifici, dove il prodotto di una reazione diventa il reagente della successiva.
Il catabolismo rilascia energia attraverso la degradazione di carboidrati, acidi grassi e amminoacidi, mentre l'anabolismo richiede energia per sintetizzare macromolecole, utilizzando ATP.
L'acetil-CoA è un catabolita chiave che alimenta la via metabolica terminale, il ciclo di Krebs, completando l'ossidazione e la degradazione delle molecole e contribuendo alla produzione di ATP.
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