Metabolismo Cellulare Tutte le cellule necessitano di energia per vivere L’energia non può essere creata né distrutta, ma solo trasformata Ogni cellula deve avere dei meccanismi per ricavare energia dall’ambiente circostante

Autotrofo Sono organismi autotrofi le Piante, Un organismo vivente può ricavare energia da sostanze inorganiche semplici…. (come l’anidride carbonica, l’acqua, l’idrogeno) ….ed utilizzarle per sintetizzare sostanze più complesse Autotrofo Sono organismi autotrofi le Piante, alcuni Protisti ed alcuni Procarioti

Eterotrofo Un organismo che utilizza sostanze complesse precostituite Sono eterotrofi la maggior parte dei Batteri, dei Protisti, i Funghi e tutti gli Animali, Uomo compreso.

negli Autotrofi e negli Eterotrofi I processi biochimici Usati per estrarre l’energia dai legami chimici delle sostanze “nutrienti” introdotte nella cellula (siano esse semplici o complesse) sono gli stessi negli Autotrofi e negli Eterotrofi

Nella maggior parte delle reazioni biochimiche Una volta estratta l’energia dalle molecole “nutrienti” essa deve essere immagazzinata per essere utilizzata in altri processi biochimici. Nella maggior parte delle reazioni biochimiche il trasportatore di energia è l’Adenosintrifosfato ATP Costituito dalla base Adenina e da tre gruppi fosfato dallo zucchero Ribosio

Processo di Fosforilazione Nella molecola di ATP è contenuta molta energia, che viene liberata quando i legami tra i gruppi fosfato vengono scissi Quando viene staccato il primo gruppo fosfato P l’ATP diventa ADP (adenosindifosfato) L’ADP possiede un contenuto energetico inferiore all’ATP Il gruppo P staccato dall’ATP Processo di Fosforilazione può essere attaccato ad altre molecole, es. glucosio, Glu + P = Glu-- P e conferire ad esse particolare reattività

Reazioni Metaboliche ed Ossidoriduzioni Le reazioni chimiche sono processi di Trasformazione in cui l’energia contenuta nei legami chimici di una molecola viene trasferita ai legami chimici di un’altra molecola Questo trasferimento di energia implica, in molte reazioni cellulari, il passaggio di elettroni da una sostanza ad un’altra

L’elemento che si ossida Il trasferimento di energia comporta uno scambio di elettroni, queste reazioni vengono dette reazioni di Ossido-Riduzione, un elemento si ossida (perde elettroni, il N° di ossidazione cresce) e l’altro si riduce (acquista elettroni, il N° di ossidazione diminuisce) L’elemento che si ossida ha sull’altro una azione riducente (chi dona elettroni riduce, per cui è un elemento riducente) L’elemento che si riduce ha sull’altro una azione Ossidante (chi sottrae elettroni ossida, per cui è un elemento ossidante)

Prendiamo 2 molecole, A e B, nel loro stato di ossidazione 0 A0, B0 A+2 B-2 2e- Se la molecola A trasferisce 2 elettroni alla molecola B, la molecola A si è ossidata e la B si è ridotta, inoltre A, agendo come donatore di elettroni, è un elemento riducente, mentre B, acquistando gli elettroni, è un elemento ossidante Le sostanze organiche come il glucosio hanno un alto contenuto energetico perché si trovano in uno stato ridotto, cioè possono liberare molta energia quando vengono scisse in sostanze più semplici

Trasportatori di Potere Riducente I trasportatori di Potere Riducente Per trasportare l’energia viene usata la molecola di ATP per trasportare gli elettroni (Potere Riducente) liberati durante la demolizione delle molecole e utilizzati poi per la sintesi di nuove molecole esistono specifiche molecole dette: Trasportatori di Potere Riducente

I trasportatori di Potere Riducente NAD (nicotinamide adenina dinucleotide), FAD (flavina adenina dinucleotide), NADP (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato) Il NAD nella forma ossidata NAD+ può accettare un protone H+ e 2 elettroni riducendosi a NADH, il FAD nella forma ossidata FAD+può accettare 2 protoni e 2 elettroni e ridursi a FADH2 Il NADP nella forma ossidata NADP+ può accettare un protone e 2 elettroni e ridursi a NADPH.

Gli Enzimi Partecipano alle reazioni metaboliche delle cellule senza essere consumati, hanno la funzione di catalizzatori, acceleratori, aiutano infatti lo svolgimento della reazione favorendo l’incontro dei reagenti. Le sostanze che reagiscono si chiamano substrati e si inseriscono in un punto preciso dell’enzima detto Sito Attivo formando il complesso enzima-substrato (analogamente ad una chiave che si inserisce nella serratura)

Una volta alloggiati nel sito attivo i substrati sono orientati nel modo opportuno per reagire e formare i prodotti. Il sito di legame sull’enzima è caratteristico e specifico per ogni substrato, ogni enzima catalizza una sola e specifica reazione.