Le basi della biochimica CAPITOLO 6 Indice 1. La cellula 2. La bioenergetica cellulare: il ruolo dell’ATP 3. Gli enzimi 4. Coenzini 5. Pompa sodio-potassio

1 La cellula La cellula è l’unità strutturale e funzionale dove si verificano tutti i processi essenziali per la vita di ogni organismo. Gli organismi viventi si dividono in unicellulari e pluricellulari. Le dimensioni delle cellule, come si può osservare dalla figura, sono molto piccole e differiscono tra di loro.

La bioenergetica cellulare: il ruolo dell’ATP 2 La bioenergetica cellulare: il ruolo dell’ATP Il complesso delle reazioni che si verificano in una cellula, e che permettono agli organismi viventi di utilizzare l’energia di cui hanno bisogno, prende il nome di metabolismo. È importante che l’energia che si libera nelle reazioni metaboliche non venga dispersa o degradata in calore, ma sia conservata. L’energia acquisita dalla cellula in gran parte è immagazzinata nelle molecole di ATP (adenosintrifosfato), che rappresentano pacchetti piccoli e distinti di energia che possono essere conservati e sfruttati successivamente. L’ATP agisce come una “moneta di scambio energetico” utilizzabile per le diverse funzioni della cellula.

La bioenergetica cellulare: il ruolo dell’ATP 2 La bioenergetica cellulare: il ruolo dell’ATP Struttura dell’ATP La molecola dell’ATP è costituita di Adenina, Ribosio e tre gruppi fosfato.

3 Gli enzimi Un enzima è un catalizzatore biologico che, pur presente in quantità molto ridotta, può influenzare la trasformazione di grandi quantità di sostanza. La funzione di un catalizzatore biologico è quella di abbassare l’energia di attivazione. A differenza dei catalizzatori inorganici, un enzima mostra la sua massima attività in particolari condizioni di pH e di temperatura.

4 Coenzimi Gli enzimi per svolgere la loro azione catalitica devono essere associati con un cofattore. Il cofattore può essere uno ione metallico, come Mg2+ o Cu2+, oppure molecole organiche non proteiche dette coenzimi. Molti coenzimi derivano da molecole di vitamine. In una reazione enzimatica, la porzione proteica non reattiva prende il nome di apoenzima. Questa molecola deve essere associata ad un cofattore, la porzione non proteica che agisce da attivatore. Il complesso enzima-cofattore cataliticamente attivo prende il nome di oloenzima.

4 Coenzimi I coenzimi possono essere classificati in due gruppi: • coenzimi trasportatori di idrogeno o di elettroni, che partecipano alle reazioni di ossidoriduzione (e quindi coenzimi ossido-riduttivi); • coenzimi trasportatori di gruppi.

5 Pompa sodio-potassio Un esempio importante di applicazione dell’ATP, a livello fisiologico, si ha nella pompa sodio-potassio. La pompa sodio-potassio risulta importante per il mantenimento dell’equilibrio osmotico nelle cellule animali. La presenza di sostanze estranee, che inibiscono la pompa Na+/K+, può portare a conseguenze gravi come la morte. Il ciclo di trasporto di questa pompa è schematizzato nella figura.