Dispense VERIFICATO
biologia 1 anno
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Di cosa parla
- Il metabolismo cellulare converte i nutrienti in energia (ATP) tramite reazioni cataboliche esoergoniche e impiega l'ATP per il lavoro cellulare (anabolismo). L'ATP è la molecola fondamentale per il trasferimento di energia.
- Le reazioni cataboliche, principalmente ossidoriduzioni, scompongono il glucosio, che perde elettroni e protoni, mentre l'ossigeno li acquista, liberando energia.
- L'energia di attivazione (EA) è cruciale per l'avvio delle reazioni spontanee.
- L'ossidazione graduale del glucosio, facilitata da trasportatori come NAD+ e FAD e catalizzata da deidrogenasi, consente una cattura efficiente dell'energia.
- La respirazione aerobica completa del glucosio si articola in tre fasi principali:
- Glicolisi: Nel citoplasma, scompone il glucosio in due piruvati, generando 2 ATP netti e 2 NADH, senza necessità di ossigeno.
- Destino del Piruvato:
- Aerobico: Il piruvato entra nel mitocondrio e viene convertito in Acetil-CoA, rilasciando CO2 e NADH, per poi entrare nel Ciclo di Krebs.
- Anaerobico (Fermentazione): In assenza di ossigeno, il piruvato è ridotto a lattato o etanolo per rigenerare NAD+, permettendo la continuazione della glicolisi ma con un rendimento ATP molto inferiore.
- Ciclo di Krebs: Nella matrice mitocondriale, l'Acetil-CoA è ossidato a CO2, producendo NADH, FADH2 e GTP. Si svolge due volte per molecola di glucosio.
- Catena di Trasporto degli Elettroni (CTE) e Fosforilazione Ossidativa: Nella membrana mitocondriale interna, gli elettroni di NADH e FADH2 passano attraverso complessi proteici e trasportatori mobili fino all'ossigeno (accettore finale). Questo processo pompa protoni dalla matrice allo spazio intermembrana, creando un gradiente elettrochimico.
- Il gradiente protonico viene sfruttato dalla F0F1 ATP sintasi, un complesso canale-enzima, per sintetizzare ATP da ADP e Pi, secondo il modello chemiosmotico.
- Il rendimento totale è di circa 38 ATP per molecola di glucosio in condizioni aerobiche, suddivisi tra glicolisi, ciclo di Krebs e, prevalentemente, fosforilazione ossidativa (3 ATP per NADH, 2 ATP per FADH2).
- L'efficienza di produzione dell'ATP dipende dall'accoppiamento della CTE con l'ATP sintasi; un accoppiamento parziale disperde energia come calore.
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