Metabolismo Cellulare-5

Metabolismo Cellulare

• Gli esseri viventi scambiano continuamente materia ed energia con l'ambiente circostante utilizzando le reazioni chimiche alla base della loro esistenza.
• Queste reazioni sono spesso accelerate da enzimi (catalizzatori).
• Le vie metaboliche sono catene di reazioni chimiche che comprendono la demolizione di molecole per ottenere energia (catabolismo), e la formazione di nuove molecole usando energia (anabolismo).
• Il metabolismo è l'insieme di tutte le reazioni chimiche all'interno di un organismo.
• I principi della termodinamica governano tali processi: l'energia non si crea né si distrugge, ma si trasforma, tendendo ad un maggiore disordine (entropia).
• I sistemi biologici generano ordine interno usando energia dall'ambiente.
• Le reazioni biologiche producono calore come forma di energia dispersiva nell'ambiente.
• La fotosintesi è un processo anabolico in cui gli organismi fotosintetici catturano l'energia solare per sintetizzare zuccheri.
• Le piante, alghe, e alcuni batteri usano l'energia solare e la materia inorganica per produrre composti organici con la fotosintesi.
• La respirazione cellulare è un processo catabolico che produce energia usando molecole organiche.
• La fotosintesi e la respirazione sono processi complementari, che si collegano nel ciclo del carbonio nella biosfera.
• La fotosintesi produce ossigeno (O2) e glucosio (Zuccheri).
• La respirazione cellulare utilizza ossigeno (O2) e glucosio (Zuccheri) per produrre energia (ATP), anidride carbonica (CO2) e acqua (H2O).
• Le reazioni chimiche cellulari avvengono nelle due direzioni, sono reversibili.
• L'equilibrio chimico si raggiunge quando le reazioni in avanti e indietro si bilanciano.
• Le cellule mantengono uno stato non di equilibrio chimico scambiando continuamente metaboliti con l'ambiente esterno.
• Le molecole organiche (C e H) contengono energia che può essere rilasciata nella combustione.
• L'ossidazione è la perdita di elettroni, mentre la riduzione è il guadagno di elettroni. Le due reazioni avvengono sempre insieme.
• Le reazioni esoergoniche liberano energia.
• Le reazioni endoergoniche richiedono energia.
• Enzimi: sono catalizzatori biologici che abbassano l'energia di attivazione delle reazioni chimiche.
• Gli enzimi sono specifici per la reazione e il substrato, e possono catalizzare la stessa reazione molte volte.
• Gli enzimi agiscono su substrati, aumentando la velocità delle reazioni.
• Le reazioni enzimatiche sono influenzate dalla temperatura e dal pH.
• I cofattori enzimatici (molecole organiche o inorganiche) assistono le funzioni degli enzimi.
• L'energia è trasferita tra molecole nel metabolismo attraverso i trasportatori attivati; un esempio è l'ATP (adenosina trifosfato).
• L'ATP è il principale trasportatore di energia nelle cellule ed è prodotto nella respirazione mitocondriale.
• Il NADH e il NADPH sono anche trasportatori ad alta energia di elettroni.
• Il catabolismo è la demolizione controllata di molecole per ottenere energia e componenti per nuove sintesi.
• L'anabolismo è la biosintesi di molecole più complesse a partire da molecole più semplici.
• Nelle reazioni accoppiate, l'energia rilasciata da una reazione endoergonica può essere utilizzata per far avvenire una reazione sfavorita energeticamente.
• I metaboliti intermediari possono anche influenzare l'attività degli enzimi.

Reazioni chimiche endoergoniche ed esoergoniche

• Reazioni endoergoniche richiedono energia per procedere.
• Reazioni esoergoniche rilasciano energia durante il processo.

Classificazione degli enzimi

• Gli enzimi sono classificati in diverse classi in base al tipo di reazione che catalizzano.

Lysosomi

• Ruolo nel digestione delle molecole

Cofattori enzimatici

• Alcuni enzimi richiedono cofattori per la loro funzione.
• I cofattori possono essere molecole organiche (coenzimi) o inorganiche (ioni metallici).

Meccanismi degli enzimi

• Gli enzimi si legano al substrato formando un complesso enzima-substrato.
• Nel complesso enzima-substrato, il substrato viene trasformato in prodotto.
• I prodotti vengono rilasciati dall'enzima, che si rigenera per una nuova reazione.