Biologia animale - fasi del metabolismo cellulare

Biologia 22/10/19

Metabolismo cellulare

Produzione di energia metabolica

Dove produciamo energia?

• Mitocondri: Ossidazione di lipidi e carboidrati
• Cloroplasti: Produzione di ATP dalla luce assorbita
• Perossisomi: Degradazione degli acidi grassi e metabolismo di intermedi della fotosintesi
• Mitocondri e cloroplasti derivano da batteri che si sono poi stabiliti nel citoplasma di una cellula primitiva da cui si sono generate le cellule eucariotiche (endosimbiosi)

Mitocondri

Organelli citoplasmatici dinamici capaci di fusione e scissione. Vengono trasportati lungo il citoplasma e sono in grado di fondersi tra loro e di dividersi tra loro a seconda delle esigenze. Per mediare questi processi ci saranno proteine che mediano fusione e scissione.

• 2 Membrane (unico organello a doppia membrana)
• Spazio intermembrana (fluido)
• Matrice (gel-alta concentrazione di proteine)

La membrana esterna

• 50% lipidi e miscela di enzimi diversi
• Derivazione dalla parete esterna di alcuni batteri (Gram-) – Presenza di porine, strutture dinamiche. Quando le porine sono aperte, la membrana è permeabile a ATP, NAD e coenzima A. Quindi alcune sostanze riescono a passare la membrana mitocondriale esterna.

Membrana interna

• Alto rapporto proteine/lipidi 3:1 in peso (molte proteine rispetto a quella esterna) membrana impermeabile alle molecole, per passare la membrana ho bisogno di trasportatori che regoleranno il passaggio di sostanze
• Priva di colesterolo
• Contiene fosfolipide particolare cardiolipina

La matrice

Contiene enzimi, ribosomi (per la sintesi proteica), DNA a doppio filamento circolare. Macchinario necessario per la sintesi di RNA e proteine. Il DNA codifica per 13 proteine idrofobiche che vengono integrate nella membrana interna, 2 rRNA (16S e 12S), 22 tRNA. La maggior parte dei geni è andata persa oppure trasferita nel nucleo della cellula.

La respirazione cellulare

Processo tramite cui composti organici vengono ossidati per estrarre energia dai legami chimici. Funzione principale del mitocondrio: produzione energia.

Ossidoriduzioni

Il movimento di elettroni genera una separazione di carica, si misura potenziale di ossido-riduzione (potenziale redox). Misura della tendenza di una specie ad essere ridotta. Più positivo è il valore, maggiore è l’affinità elettronica e la tendenza ad essere ridotta.

Formazione di ATP da glucosio

L’utilizzo degli zuccheri è la principale via energetica della cellula. Vi sono due vie di produzione di ATP:

• Fosforilazione ossidativa (catena di trasporto degli elettroni) ATP viene sintetizzato dall’ATP sintasi, usando gradiente protonico formato da elettroni ad alta energia ottenuto dall’ossidazione