Il metabolismo cellulare: energia, reazioni e processi fondamentali

Il ruolo dell'ATP nelle cellule

Per potere svolgere il loro lavoro le cellule utilizzano una particolare molecola, chiamata adenosina trifosfato o ATP, formata da adenina (una base azotata), ribosio (uno zucchero a cinque atomi di carbonio) e tre gruppi fosfato.

L’energia ricavata dalla demolizione delle biomolecole viene in parte dispersa come calore e in parte immagazzinata in molecole di ATP, per essere poi utilizzata ogni qualvolta la cellula ne abbia bisogno

Fosforilazione e metabolismo cellulare

L’idrolisi dell’ATP è quasi sempre accoppiata a un meccanismo chiamato fosforilazione, che consiste nel trasferimento di un gruppo fosfato dall’ATP a un substrato, per esempio una proteina o un’altra molecola.

Attraverso la fosforilazione, il substrato che viene “fosforilato” acquista l’energia necessaria a compiere lavoro; compiuto il lavoro, il substrato perde il gruppo fosfato, che in seguito potrà essere riutilizzato per ricostruire l’ATP.

L’insieme delle reazioni chimiche che si verificano all’interno della cellula prende il nome di metabolismo cellulare e comprende tutti i processi chimici che avvengono nella cellula per produrre energia, sintetizzare nuove molecole e rimuovere prodotti di scarto.

Tipi di reazioni metaboliche

Esistono due tipi di reazioni metaboliche:

•le reazioni cataboliche, che costituiscono il catabolismo, sono generalmente esoergoniche

•le reazioni anaboliche, che costituiscono l’anabolismo, sono generalmente endoergoniche

I principali processi del metabolismo cellulare possono essere raggruppati in due categorie:

•la respirazione cellulare e la fermentazione,

processi catabolici nei quali le molecole chimiche

vengono “demolite” per liberare energia;

•la fotosintesi, processo anabolico che serve per “costruire” biomolecole e che ha luogo solo nelle cellule delle piante, di alcune alghe e di alcuni batteri; in questi organismi è per lo più la luce solare a venire utilizzata come fonte di energia.