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L'energia

Appunti di scienze di Elisabetta

L’energia è la capacità di un corpo di compiere un lavoro. Può essere:

Cinetica: prodotta durante lo svolgimento di un lavoro

Energia che un corpo possiede in virtù del suo movimento, maggiore è la velocità, maggiore è l’energia cinetica

Potenziale: capacità di compiere un lavoro in base alla propria posizione

Può essere trasformata da una forma all’altra, le leggi della termodinamica regolano le trasformazioni energetiche:

  1. l’energia può essere convertita ma né creata e né distrutta
  2. l’energia potenziale finale sarà sempre minore di quella iniziale, le trasformazioni sono accompagnate da un aumento di disordine [calore(quantità di energia associata al movimento degli atomi, energia di meno pregio)] entropia misura del disordine

Le reazioni chimiche possono essere:

esotermiche: l’energia potenziale dei prodotti della reazione è minore dell’energia dei reagenti, libera      energia ( = alla differenza di energia) Es: combustione e respirazione cellulare

endotermiche: l’energia potenziale dei prodotti è maggiore di quella dei reagenti, avviene solo con apporto energetico. Es:fotosintesi

anabolismo: sintesi proteica

Metabolismo insieme delle reazioni all’interno di una cellula

                                                                                                                               catabolismo: scissione

ATP - adenina + ribosio + tre gruppi fosfato uniti da particolari legami covalenti ad <alta energia >

Se si stacca un gruppo fosfato per idrolisi (- ADP) si libera energia- esotermica   

ACCOPPIAMENTO ENERGETICO                Viene accoppiata ad una reazione endotermica

(Uso dell’energia liberata dalle reazioni esotermiche                                                  alla quale serve energia perché avvenga

per fare avvenire reazioni endotermiche)

L’ATP fornisce il surplus di energia necessario perché avvenga la reazione endotermica

Fosforilazione permette alle molecole di compiere un lavoro

La maggior parte delle reazioni chimiche richiede un apporto iniziale energetico, che aumenti l’energia cinetica affinché le molecole collidano e abbiano un urto efficace - energia di attivazione

Per accelerare il processo intervengono gli enzimi che sono dei catalizzatori biologici che abbassando l’energia di attivazione accelerano il processo

Importante la forma. Hanno una struttura globosa con incavi detti siti attivi, in cui si incastrano per legami deboli i reagenti specifici, chiamati substrato, affinché si rompa il legame viene modificata la forma dell’enzima grazie all’ATP, per fosforilazione.

                                                                          

Cofattori: inorganiche

La catalisi enzimatica è coadiuvata da sostanze non proteiche

Coenzimi: organiche

L’attività degli enzimi può essere regolata

Inibitori competitivi: assomigliano al substrato e compete con esso per occupare il sito attivo

Inibitori non competitivi: che si legano in un altro punto dell’enzima modificando il sito attivo

La loro azione può essere irreversibile o irreversibile a seconda dei legami che si instaurano

Feedback negativo: l’inibitore è la sostanza prodotta dalla reazione quando il prodotto è in eccesso (raggiunge un certo livello).

La membrana è costituita da fosfolipidi che formano una struttura a due strati in cui le teste idrofile sono rivolte all’esterno, mentre le code idrofobe all’interno

La membrana cellulare è una membrana selettivamente permeabile, cioè che permette il passaggio di alcune sostanze mentre lo impedisce ad altre.

Le molecole apolari sono solubili nei lipidi e attraversano la membrana, mentre gli ioni non passano.

La membrana viene detta mosaico fluido

Tante proteine come tasselli    le proteine si muovono nella membrana

Ci sono inoltre glicoproteine che sono dei recettori cellulari sono importanti per il riconoscimento.

Le proteine sono importanti anche per il processo chiamato traduzione del segnale, in cui recettori di membrana si legano ad uno specifico messaggero chimico (come ormone) dando luogo ad una serie di azioni a catena.

Trasporti passivi:

La diffusione è un fenomeno spontaneo, passivo, cioè senza consumo energetico, in cui le sostanze si spostano secondo gradiente (cioè da una regione in cui la concentrazione delle loro molecole è maggiore a una regione in cui la concentrazione è minore). Quando non ci sono più gradienti si raggiunge l’equilibrio, che però è dinamico, ma non vi è più un flusso netto.

L’osmosi è la diffusione dell’acqua nella membrana. Essa va dalla soluzione più diluita quindi con meno soluto ipotonica a quella più concentrata che ha più soluto ipertonica. L’equilibrio, cioè la stessa concentrazione di soluto si chiama soluzione isotonica.

Il controllo dell’equilibrio idrico è chiamato

osmoregolazione. (emolisi rottura;

turgida: quando la cellula vegetale si trova in una soluzione ipotonica, in cui il vacuolo si riempie d’acqua e la pianta mantiene rigida la parete cellulare)

Molti ioni e altre molecole da dimensioni elevate non possano passare attraverso la membrana e intervengono le proteine canale, questa diffusione sempre secondo gradiente si dice facilitata

Trasporti attivi:

Pompe ioniche richiedono un consumo energetico, avviene contro gradiente di concentrazione.

Le proteine di membrana usano ATP per fonte energetica. La più comune è la pompa sodio-potassio [Na+ (sono più all’esterno) e K+ (più all’interno)] che consente alle cellule nervose di trasmettere l’impulso nervoso.

Con vescicole di membrana.

Nell’esocitosi la vescicola si fonde con la membrana ed espelle il contenuto. Nell’endocitosi la membrana si invagina, racchiudendo la macromolecola formando una vescicola. Ci sono tre tipi:

  1. fagocitosi: quando la cellula trasportata all’interno è solida
  2. pinocitosi: quando è liquida
  3. mediata da recettori: è presente una fossetta rivestita da recettori che legano molecole specifiche, poi la fossetta si richiude formando una vescicola

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