Microbiologia - la cellula

CHIEMIORGANOTROFIETEROTROFIC=OrganicoLE REAZIONI CHIMICHE NEGLI ORGANISMI VIVENTI

SONO REAZIONI DI OSSIDO-RIDUZIONE

rimozione OSSIDAZIONE = di uno o più elettroni da una sostanza

aggiunta di uno o più elettroni ad una sostanza

RIDUZIONE = L'ossidazione e la riduzione coinvolgono il trasferimento di elettroni sotto forma di atomi di idrogeno = DEIDROGENAZIONE

AH + B → BH + A

2AH ,trasferisce HIl componente DONATORE2 2(si OSSIDA) al componente B ACCETTORE(che si RIDUCE) 5

PER OGNI OSSIDAZIONE OCCORRE CHE AVVENGA UNA CONSEGUENTE RIDUZIONE

SOSTANZA OSSIDATA = DONATORE DI ELETTRONI - RIDUCENTE

SOSTANZA RIDOTTA = ACCETTORE DI ELETTRONI - OSSIDANTE

Esempio di una reazione di ossido-riduzione:

O da H – donatore formazione di acqua H2 2di elettroni – e da O – accettore di elettroni2

Le sostanze variano nella propria tendenza a ossidarsi o ridursi, tale tendenza viene detta: POTENZIALE DI RIDUZIONE (misura quantitativa della tendenza di una sostanza a cedere elettroni nei sistemi

biologici)PIU' E' NEGATIVO > TENDENZA A CEDERE e-La reazione di ossidazione avvienecon RILASCIO di energiaMAGGIORE E' LA DIFFERENZA DIPOTENZIALE DI RIDUZIONE TRADONATORE ED ACCETTORE, MAGGIOREE' L'ENERGIA RILASCIATA 6La torre degli elettroniIn alto i riducenti piu' forti., in basso gliossidanti.Quando gli e- vengono donati dalla cimadella torre possono essere “catturati” dagliaccettori dei vari livelliMAGGIORE E' LA DIFFERENZA DIPOTENZIALE DI RIDUZIONE TRADONATORE ED ACCETTORE, MAGGIOREE' L'ENERGIA RILASCIATANEL CATABOLISMO IL DONATORE DIELETTRONI VIENE ANCHE DETTOFONTE DI ENERGIAUn composto chimico per essere una buona fonte di energiadeve avere una notevole capacita' di OSSIDARSI, ossia deveavere una elevata capacita' di ridurre un altro composto:deve essere un FORTE RIDUCENTERIDUCENTI INORGANICI RIDUCENTI ORGANICIC H 0 2CH 00HNH4+ NO 3- 6 12 6 3glucosioFe Fe Acido piruvico2+ 3+CO CO 2S S SO SO2- 22-

42- 7FONTI DI ENERGIA

DONATORE ORGANICO

DI ELETTRONI

FERMENTAZIONE

RESPIRAZIONE

ANAEROBICA

RESPIRAZIONE

AEROBICA

DONATORE INORGANICO

DI ELETTRONI

ACCETTORE

ORGANICO

ENDOGENO DI CO , SO , NO ,

42- 3- CHEMIOLITOTROFI

2ELETTRONI FUMARATO

O 2 , SO , NO

42-2 3ACCETTORI

DI ELETTRONI

Nella cellula, in una reazione di ossido-riduzione, quando l'elettrone e il protone che lo segue vengono rimossi dal donatore all'accettore adopera di un enzima, vengono trasferiti ad uno o più intermediari:

TRASPORTATORI

CITOPLASMATICI = NUCLEOTIDI PIRIDINICI

NAD Nicotinamide Adenina Dinucleotide

NADP Nicotinamide Adenina Dinucleotide Fosfato

DI MEMBRANA = FLAVOPROTEINE

contengono nucleotidi flavinici

FAD Flavin Adenina Dinucleotide

FMN Flavin Mononucleotide

PROTEINE FERRO-ZOLFOCHINONI

CITOCROMI 8

NICOTINAMIDE ADENINA DINUCLEOTIDE NAD+

9L'energia rilasciata come risultato delle reazioni di ossido-riduzione deve essere conservata per le funzioni cellulari

L'energia chimica liberata viene conservata sotto

Forma di legami chimici ad alta energia la cui idrolisi libera una notevole quantità di energia:

• ATP (Adenosintrifosfato)
• Coenzima A (acetil-CoA)

10ATP, ADP, and Metabolism

In aggiunta ai composti ad alta energia esistono altri composti che possono conservare energia prodotta dalle reazioni esoergoniche: DERIVATI DEL COENZIMA A

acetil-CoA sulfo contiene un legame anidridico (tioestere) invece che fosfo anidridico e nell'idrolisi sviluppa energia sufficiente per condurre la sintesi di un legame fosfato ad alta energia (ATP)