Metabolismo cellulare

Il metabolismo cellulare

Il metabolismo è una rete concatenata e complessa di reazioni chimiche. Partendo da uno o più substrati, tramite una serie sequenziale di reazioni chimiche, si ottengono uno o più prodotti. Molto spesso il metabolita ottenuto tramite una via metabolica diventa il substrato di un’altra via metabolica. Una reazione chimica è un processo attraverso cui l’energia rilasciata dalla rottura di un legame chimico viene usata per la formazione di nuovi legami chimici che portano a un riassestamento degli atomi che hanno partecipato alla reazione. L’energia coinvolta nelle reazioni chimiche è molto importante all’interno delle vie metaboliche.

Componenti delle vie metaboliche

Nello studio delle vie metaboliche si trovano:

• Substrati: consistono nelle molecole di partenza.
• Intermedi di reazione: si formano tra l’inizio e la fine della via.
• Enzimi: ognuna delle reazioni chimiche è catalizzata da un enzima.
• Prodotti: il risultato della via metabolica.
• Trasportatori di energia (ATP): molto importanti all’interno della via metabolica. Donano energia o immagazzinano l’energia quando necessario.

L’ATP è la moneta energetica della cellula, perché nel metabolismo della cellula vi sono sia vie metaboliche che necessitano di un apporto esterno di energia, che viene data dall’ATP, e ci sono vie metaboliche che liberano energia e permettono di accumulare l’energia chimica sotto forma di ATP. Questo è molto importante all’interno del metabolismo in quanto la metà delle reazioni chimiche che avvengono in una cellula servono a produrre ATP e l’altra metà servono a liberarla.

Enzimi

Sono necessari nelle vie metaboliche in quanto velocizzano le reazioni chimiche. Senza gli enzimi le reazioni chimiche sarebbero molto lente e incompatibili con la vita. La regolazione delle vie metaboliche (ossia spente o accese) a seconda della necessità dei loro prodotti avviene grazie agli enzimi. Un enzima è una proteina che catalizza delle reazioni chimiche spontanee.

In chimica, una reazione chimica è detta spontanea se non ha bisogno di apporti di energia esterni per avvenire. Non è spontanea se per avvenire necessita di un apporto energetico esterno. La spontaneità è legata al concetto di contenuto energetico di un sistema. Infatti, a ogni sistema chimico-fisico possiamo associare un’energia detta energia libera di Gibbs (G). Essa in chimica fisica funge da misura dell’energia chimica di un sistema. Un sistema contenente uno o più substrati ha un’energia, chiamata Gs (energia libera del sistema del substrato). Quando un substrato si trasforma in un prodotto o più...