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LA RESPIRAZIONE CELLULARE

Appunti di Elisabetta

La respirazione cellulare è l’insieme di reazioni che portano alla demolizione delle molecole di glucosio per ricavare energia, che serve per ricaricare l’ADP in ATP.

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energia dalla fotosintesi

Essa si compie in tre tappe principali:

GLICOLISI: durante questo processo, costituito da nove reazioni, che si svolge nel citoplasma, il glucosio (esoso) viene scisso in due molecole composte da tre atomi di carbonio, l’acido piruvico. Le prime quattro tappe sono reazioni endotermiche, cioè richiedono un apporto di energia fornito dalle due trasformazioni ATP/ADP (1° e 3°) nella quarta tappa la molecola a sei atomi si scinde in due composti a tre atomi di carbonio (3-fosfogliceraldeide, perché fosforilato nel 3° carbonio). Mentre le ultime cinque reazioni sono esotermiche, vengono prodotte due molecole di acido piruvico e si ha un guadagno energetico di 4 ATP e 2 NADH, il guadagno netto è di 2 ATP e 2 NADH.

Il carbonio non è stato demolito, infatti non c’è anidride carbonica.

CICLO DI KREBS: l’acido piruvico prima di entrare nel ciclo, viene ossidato,

il NAD+ si riduce a NADH, un atomo di carbonio viene rimosso e si libera FASE DI

CO2 ai due atomi di carbonio- acetile si lega il coenzima A PREPARAZIONE

(che proviene dal ciclo) = Acetil-CoA

Entrato nel ciclo di Krebs (nella matrice mitocondriale), perde il coenzima A che viene riciclato. I due atomi di carbonio vengono demoliti e si libera CO2 e gli atomi di idrogeno sono trasferiti ai trasportatori di elettroni NAD+ e FAD. Si forma ATP per fosforilazione a livello di substrato. La molecola di glucosio è ora completamente ossidata.

Il guadagno energetico dei due giri è di 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2 .

CHEMIOSMOSI: In questo processo, che avviene nelle creste mitocondriali, gli elettroni che si trovano ad un alto livello di energia sono trasferiti all’ossigeno, scendendo gradualmente a un livello energetico inferiore, attraverso reazioni redox. Questo è reso possibile dalla catena di trasporto di elettroni, costituita da citocromi, che si contendono gli elettroni con l’elettronegatività. A mano a mano che scendono liberano energia ed idrogeni, che attraverso le pompe ioniche passano nello spazio intermembranale per poi tornare nelle creste attraverso la proteina canale. La corrente elettrica, data dall’ATP-sintetasi che la immagazzina dal gradiente, permette all’ADP di ricaricarsi in ATP.

Il prodotto finale: 2 ATP + 2 NADH + 2 NADH + 2 ATP + 6 NADH + 2 FADH = + 38 ATP

ricaricate 3 ATP 2 ATP

In presenza di ossigeno il glucosio viene completamente demolito e si ricavano 36 ATP, mentre quando l’ossigeno è assente solo 2 ATP.

Si forma anidride carbonica e acqua e si libera energia di cui il 40% viene utilizzato per trasformare ADP in ATP

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Alto rendimento energetico

FERMENTAZIONE: Anche in assenza di ossigeno la glicolisi è possibile, ma non per sempre perché viene ridotto tutto il NAD+.

Alcolica: Infatti alcune sostanze, come i lieviti, trasformano l’acido piruvico in CO2 ed etanolo, infatti viene ossidato un carbonio e quindi il NADH si ossida, così rifornisce il NAD+.

Lattica: il NADH si ossida e si produce acido lattico. (cellule muscolari)

BISOGNA SAPERE CHE…

Viene liberata energia poiché gli elettroni, in cui è contenuta energia, cambiano disposizione ogni volta che si rompono i legami e se ne formano altri.

La perdita di elettroni è chiamata ossidazione, mentre l’acquisto riduzione. Sono sempre abbinate.

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l’ossigeno è l’accettore di elettroni

Gli spostamenti di atomi H corrispondono ai trasferimenti di elettroni, essendo H costituito da un elettrone. Gli atomi di idrogeno vengono rimossi dallo scheletro carbonioso della molecola di glucosio e vengono trasferiti dai coenzimi che sono trasportatori di elettroni

Nella fosforilazione a livello di substrato un enzima trasferisce un gruppo fosfato da una molecola organica di substrato all’ADP, poiché il legame tra il gruppo fosfato e il substrato è meno stabile del nuovo legame con l’ATP.