Appunti lezione Biologia generale

Metabolismo

Metabolismo: attività chimica complessiva di un organismo vivente.

Enzimi: esecutori del metabolismo.

Il lavoro chimico consuma energia.

Energia: capacità di produrre cambiamento e di svolgere lavoro chimico.

• Energia cinetica: compie lavoro che modifica lo stato di moto della materia.
• Energia potenziale: potenziale elettrico (accumulo).

Può trovarsi nei legami chimici, nel Δ[], potenziale elettrico.

Grado di entropia del sistema: disordine.

Energia totale = energia utilizzabile + energia inutilizzabile.

Se i prodotti sono più numerosi dei reagenti l’entropia del sistema è aumentata dalla trasformazione chimica.

• Reazione catabolica: ΔS>0. Prodotti>reagenti.
• Reazione anabolica: ΔS<0. Prodotti<reagenti.

Reazioni esoergoniche: tendono a procedere a termine senza che ci sia necessità di fornire loro energia. Δ<0.

Reazioni endoergoniche: possono procedere a termine solo se viene fornita energia libera dall’ambiente. Δ>0.

Equilibrio chimico: equilibrio tra reazione diretta e inversa.

Energia libera ed equilibrio chimico sono correlati.

Se ΔG=0 la reazione è facilmente reversibile.

ATP

Adenosintrifosfato.

Accoppia reazioni endoergoniche a reazioni esoergoniche in tutte le cellule viventi.

ATP può fosforilare: cedere gruppi fosfato ad altre molecole.

Idrolisi ATP: ATP + H2O = ADP + P + energia libera.

Quando i gruppi fosfato vengono idrolizzati si rende disponibile una grande quantità di energia libera (legami ad alta energia).

ATP può cedere gruppi fosfato ad altre molecole (fosforilazione).

L’energia per la sintesi proviene normalmente dalla respirazione cellulare, fotosintesi e reazioni cataboliche.

Enzimi

Catalizzatori biologici.

ΔG associato ad una reazione esprime l’equilibrio chimico, ma non a che velocità viene raggiunto.

L’enzima non reagisce con il ΔG di una reazione, ma cambia la velocità con cui essa avviene.

Barriera energetica: rallenta la velocità delle reazioni esoergoniche.

Energia di attivazione: energia necessaria affinché i reagenti si trasformino in molecole instabili a più elevato contenuto energetico (stati di transizione).

Catalizzatori biologici: specifici per il loro substrato (reagenti).

Abbassano l’energia di attivazione (non modificano l’equilibrio chimico ma la velocità della reazione).

Funzioni

• Orientamento delle molecole di substrato.
• Inducono tensione (deformano) le molecole di substrato.
• Forniscono momentaneamente gruppi chimici alle molecole di substrato.
• Catalisi acido-base.
• Catalisi.