Metabolismo cellulare

17/10/2018

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 in 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 ad un riassestamento degli atomi che hanno partecipato alla

reazione. L’energia coinvolta nelle reazioni chimiche è molto importante all’interno delle vie metaboliche.

Nello studio delle vie metaboliche si trovano:

- Substrati: che consistono nelle molecole di partenza.

- Intermedi di reazione: che si formano tra l’inizio e la fine della via.

- Enzimi: ognuna delle reazione 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, perchè nel metabolismo della cellula vi sono sia vie metaboliche che

necessito 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 necessaria nelle vie metaboliche in quanto velocizzano le reazioni chimiche. Senza 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.

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 necessità di un apporto energetico esterno. La spontaneità è

legata al concetto di contenuto energetico di un sistema, infatti ad ogni sistema chimico-fisico noi 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 prodotti, l’energia libera del

sistema cambia. Se il sistema diminuisce la sua energia, allora l’energia libera dei substrati è maggiore

dell’energia libera dei prodotti, e l’energia avrà segno negativo. Questa reazione è detta termodinamicamente

ΔG<0

spontanea perchè non richiede un apporto esterno di energia. In chimica le reazioni che hanno un sono

dette esoergoniche. Questo significa che una reazione chimica è spontanea se l’energia libera dei prodotti è

inferiore a quella dei substrati.

Gli enzimi aumentano la velocità di reazione perchè abbassano l’energia di attivazione della reazione della

reazione chimica. Quando due molecole reagiscono tra loro per formare una molecola prodotto, nel corso della