Metabolismo cellulare, fonti di energia, microelementi, vie metaboliche

A.A. 2019-2020 appunti del corso di Biochimica

Metabolismo cellulare

Fonti di energia degli organismi

Vitamine e minerali

Vie metaboliche e reazioni enzymatiche

Con il termine metabolismo si intende l’insieme delle reazioni con cui gli esseri viventi ricavano e utilizzano energia libera per svolgere le loro numerose funzioni, tradizionalmente è diviso in due parti: catabolismo ed anabolismo.

Catabolismo o degradazione, è la fase in cui i nutrienti e i costituenti cellulari sono degradati per riutilizzarne i componenti e/o per rendere l’energia disponibile.

Anabolismo, o biosintesi, è la fase in cui le molecole biologiche sono sintetizzate a partire da componenti più semplici.

Per capire come le molecole biologiche si organizzino per costituire organismi, o come possano funzionare per mantenere le condizioni indispensabili per la vita non è sufficiente comprendere la composizione chimica e la struttura tridimensionale delle molecole. Occorre esaminare le reazioni tramite le quali avviene la costruzione e successiva demolizione delle molecole biologiche, e considerare i processi attraverso i quali l’energia libera è utilizzata per costruire nuovo materiale biologico e per effettuare il lavoro cellulare, e attraverso quali processi a carico di composti organici o non organici l’energia libera sia resa disponibile.

Concetti chiave alla base del metabolismo

• Strategie degli organismi per catturare l’energia libera dall’ambiente che li circonda.
• La nutrizione dei mammiferi e l’assunzione di macronutrienti e di micronutrienti.
• Via metabolica come una serie di reazioni catalizzate da enzimi.
• Flusso del materiale attraverso una via metabolica in funzione delle attività degli enzimi che catalizzano le reazioni irreversibili.
• Regolazione degli enzimi che controllano il flusso delle vie metaboliche: meccanismi di tipo allosterico, modificazioni covalenti, cicli del substrato e variazioni dell’espressione genica.

Le reazioni chimiche che avvengono in ogni cellula vivente sono tantissime e di varia natura, ma i principi che controllano il metabolismo sono gli stessi in tutti gli organismi. La ragione di questo comune denominatore è il risultato della comune origine da un punto di vista evolutivo e dei limiti imposti dalle leggi della termodinamica. Molte reazioni metaboliche fondamentali sono infatti comuni a tutti gli organismi, le varianti sono dovute principalmente a differenze nella fonte di energia libera che le sostiene.

Fonti di energia degli organismi

La salute, lo sviluppo e le prestazioni di un organismo sono influenzati dalla nutrizione, intesa come l’assunzione e l’utilizzazione degli alimenti. L&rs