Sintesi di ATP nei Mitocondri e Cloroplasti

Il Complesso III della catena di trasporto degli elettroni è una pompa protonica che utilizza l'energia del flusso di elettroni per pompare protoni dallo spazio matriciale allo spazio intermembrana.

L'UQH2 (ubichinolo) è un composto che trasporta elettroni nella catena di trasporto degli elettroni. Quando l'UQH2 viene ossidato, rilascia protoni nello spazio intermembrana.

La differenza di concentrazione di protoni tra lo spazio matriciale e lo spazio intermembrana è chiamata gradiente protonico. Questo gradiente è essenziale per la produzione di ATP.

Il Ciclo Q è un processo che coinvolge il Complesso III. Durante il ciclo Q, l'UQH2 è ossidato e i suoi elettroni sono trasferiti al citocromo c.

Il citocromo c è un trasportatore di elettroni nella catena di trasporto degli elettroni. Riceve elettroni dal Complesso III e li trasferisce al Complesso IV.

Il Complesso III è una proteina di membrana che contiene vari componenti, inclusi i gruppi eme e i centri ferro-zolfo.

Il Complesso III contribuisce alla creazione di un gradiente protonico che è fondamentale per la produzione di ATP. I protoni pompati nello spazio intermembrana tornano alla matrice mitocondriale attraverso l'ATP sintasi, generando energia per sintetizzare l'ATP.

L'ossidazione dell'UQH2 nel Complesso III libera energia che viene utilizzata per pompare protoni. Questo movimento di protoni crea un gradiente elettrochimico che alimenta la produzione di ATP.

L'ipotesi che spiega come i mitocondri e i cloroplasti generano ATP. Propone che il processo avvenga tramite la creazione di gradienti protonici attraverso le membrane, ovvero un accumulo di protoni (H+) da un lato della membrana.

Un'organizzazione complessa di proteine all'interno della membrana mitocondriale interna che trasferisce elettroni da un composto all'altro, rilasciando energia e pompando protoni (H+) attraverso la membrana.

La membrana esterna del mitocondri è permeabile a piccole molecole e ioni grazie a specifici canali formati dalla proteina porina.

La membrana interna del mitocondri è impermeabile alla maggior parte degli ioni e delle piccole molecole, incluso i protoni (H+). Solo molecole con specifici trasportatori possono attraversarla.

L'enzima che produce ATP utilizzando l'energia del gradiente protonico generato dalla catena di trasporto degli elettroni.

Il processo che utilizza l'energia rilasciata dalla catena di trasporto degli elettroni per produrre ATP.

Un gruppo di enzimi che rimuovono elettroni da varie molecole come il piruvato, gli acidi grassi e gli amminoacidi, portandoli alla catena di trasporto degli elettroni.

Il principale sito di produzione di ATP nelle cellule eucariotiche, composto da due membrane e contenente la catena di trasporto degli elettroni e l'ATP sintasi.

È un complesso proteico che partecipa alla catena di trasporto degli elettroni nei mitocondri, catalizzando la riduzione del NAD+ a NADH.

È un gruppo di proteine che costituiscono il complesso IV della catena di trasporto degli elettroni mitocondriale, responsabile della formazione di acqua a partire da ossigeno.

Le sequenze di DNA che codificano per proteine, rRNA e tRNA specifiche dei mitocondri.

Il gradiente di protoni attraverso la membrana fornisce l'energia necessaria per la sintesi di ATP, ma il meccanismo esatto di trasformazione dell'energia non è ancora del tutto chiaro.

Il complesso F1 dell'ATP sintasi è composto da diverse subunità, tra cui a3, b3, y, d, e. Il sito di legame dell'ATP si trova sulla subunità b o all'interfaccia tra le subunità b e a.

Il complesso F1 possiede tre siti che possono sintetizzare ATP, in contatto con il complesso F0 tramite le coppie di subunità y, d, e.

Il modello proposto per l'azione dell'ATP sintasi prevede tre siti di legame per i nucleotidi adeninici in diversi stati: T (legame forte), L (legame debole) e O (legame molto debole).

All'inizio di un ciclo catalitico, il sito T è occupato da una molecola di ATP, mentre il sito L lega debolmente ADP e Pi.

Il ciclo catalitico dell'ATP sintasi comprende cambiamenti conformazionali nei siti di legame che permettono il rilascio di ATP, la formazione di nuovi legami e il rilascio di Pi.

Il movimento rotatorio del complesso F0, guidato dal flusso di protoni, è collegato al cambiamento di conformazione dei siti di legame nell'ATP sintasi.

L'ATP sintasi è un complesso enzimatico che svolge un ruolo vitale nella produzione di ATP, l'unità energetica principale delle cellule.

Questa navetta trasporta equivalenti riducenti dal citosol ai mitocondri.

Il NADH citosolico dona i suoi elettroni all'ossalacetato, formando il malato.

Il malato entra nei mitocondri tramite il trasportatore malato-a-chetoglutarato.

Il malato dona i suoi elettroni al NAD+ mitocondriale, formando NADH. L'ossalacetato prodotto viene convertito in aspartato.

L'aspartato fuoriesce dai mitocondri tramite il trasportatore glutamato-aspartato.

L'aspartato viene convertito di nuovo in ossalacetato nel citosol, completando il ciclo.

Questo sistema è attivo nel muscolo scheletrico e nel cervello.

L'ossalacetato non può tornare direttamente nel citosol, quindi viene convertito in aspartato.

Il processo di assorbimento del glucosio e del galattosio nell'intestino coinvolge un trasporto attivo che richiede energia.

Il fruttosio viene assorbito più lentamente rispetto al glucosio e al galattosio, utilizzando un trasportatore specifico.

La glicolisi è un processo metabolico che scompone il glucosio in piruvato, producendo energia sotto forma di ATP.

La glicolisi comprende una sequenza di reazioni, ciascuna catalizzata da un enzima specifico. Il prodotto di una reazione diventa il substrato per la reazione successiva.

La glicolisi avviene nel citoplasma delle cellule. Tutti gli enzimi coinvolti si trovano nel citoplasma.

La glicolisi è suddivisa in due fasi: una fase preparatoria non-ossidativa e una fase ossidativa in cui viene prodotta la maggior parte dell'ATP.

La glicolisi è un processo che avviene in dieci tappe distinte, ciascuna catalizzata da un enzima specifico.

La glicolisi è un processo fondamentale per la produzione di energia nelle cellule viventi. Consente di ricavare energia dal glucosio, un nutriente importante.

Processo biochimico che avviene nel reticolo endoplasmatico e nel citosol, partendo dall'acetil-CoA, per sintetizzare il colesterolo. Inizia con una serie di reazioni simili a quelle che creano i corpi chetonici.

Il catabolismo del colesterolo prevede principalmente l'eliminazione della molecola dall'organismo, soprattutto sotto forma di Sali biliari nelle feci.

Composti organici con un gruppo carbossilico e un gruppo amminico nella molecola. Gli alfa-amminoacidi, con entrambi i gruppi legati allo stesso atomo di carbonio, sono i componenti chiave delle proteine e dei peptidi.

Gli amminoacidi presenti nelle proteine delle cellule eucariotiche sono 20 e si differenziano per la struttura della loro catena laterale 'R'. Questa catena determina le proprietà chimiche e fisiche di ciascun amminoacido.

Le proteine svolgono numerose funzioni all'interno dell'organismo. La loro struttura tridimensionale determina le loro possibili interazioni e le loro specifiche funzioni.

La perdita della struttura tridimensionale nativa di una proteina, che porta alla perdita della sua funzione.

Processo di digestione delle proteine che si svolge nel tratto digerente, con lo scopo di separare le proteine in amminoacidi assorbibili dall'organismo.

Esistono diversi tipi di proteine con funzioni specifiche. Alcuni esempi sono collagene (strutturale), emoglobina (trasporto), immunoglobuline (difesa) e enzimi (catalitica).

Il processo che converte il glucosio in piruvato e produce ATP. È una sequenza di reazioni che avvengono nel citoplasma delle cellule.

Il complesso IV è l'ultimo complesso della catena di trasporto degli elettroni e utilizza gli elettroni per ridurre l'ossigeno a acqua.

Il rapporto di azione di massa è una misura dello stato energetico della cellula. Indica il rapporto tra ATP e ADP e fosfato inorganico.

Il controllo dell'accettore descrive la dipendenza della respirazione mitocondriale dalla disponibilità di ADP.

Le ossidoriduzioni sono reazioni chimiche fondamentali per il metabolismo delle cellule, soprattutto per la produzione di energia. Sono reazioni che comportano uno scambio di elettroni tra un donatore (agente riducente, che si ossida) e un accettore (agente ossidante, che si riduce).

La catena respiratoria è un sistema di trasportatori di elettroni collegati tra loro (quattro complessi enzimatici intramembrana e due trasportatori mobili, coenzima Q, o CoQ, e citocromo c) localizzati sulla membrana mitocondriale interna. I trasportatori di elettroni sono disposti in modo tale che gli elettroni passino dai complessi I e II, attraverso il CoQ, al complesso III e da qui, attraverso il citocromo c, al complesso IV che li cede infine all'ossigeno.

Il complesso I trasferisce elettroni dal NADH al CoQ (ubichinone) attraverso una serie di centri ferro-zolfo e trasloca quattro protoni nello spazio intermembrana. Il complesso II (contenente la succinato deidrogenasi) trasferisce elettroni dal FADH2 (succinato) al CoQ, ma non agisce da pompa protonica, difatti non rilascia nessun protone intermembrana. Il complesso III accetta gli elettroni dal CoQ ridotto (ubichinolo, CoQH2) e li cede, uno per volta, al citocromo c, traslocando nel complesso intermembrana quattro protoni per ogni coppia di elettroni trasferiti.

La fosforilazione ossidativa è il processo che utilizza l'energia rilasciata dalla catena di trasporto degli elettroni per produrre ATP.

Il gradiente protonico è la differenza di concentrazione di protoni tra lo spazio matriciale e lo spazio intermembrana dei mitocondri. Questo gradiente è essenziale per la produzione di ATP.

L'ATP sintasi è l'enzima che produce ATP utilizzando l'energia del gradiente protonico generato dalla catena di trasporto degli elettroni.

Il complesso IV della catena di trasporto degli elettroni, detto citocromo ossidasi, trasferisce gli elettroni all'ossigeno, formando acqua. Questo processo è l'ultimo passaggio della catena di trasporto degli elettroni.

I mitocondri sono organelli cellulari presenti nelle cellule eucariotiche, sono i principali siti di produzione di ATP. I mitocondri hanno due membrane, la membrana esterna è permeabile, mentre la membrana interna è impermeabile alla maggior parte degli ioni e delle piccole molecole, compresi i protoni.

I mitocondri possiedono il loro proprio DNA circolare, chiamato mtDNA. Questo DNA codifica per alcune proteine essenziali per la fosforilazione ossidativa, nonché per tRNA e rRNA.

La teoria dell'endosimbiosi spiega l'origine dei mitocondri come un antico procariote che è stato inglobato da un'altra cellula. Questo processo ha portato alla formazione di una relazione simbiotica in cui il mitocondrio fornisce energia alla cellula ospite.

Il mtDNA è più soggetto a mutazioni a causa della sua struttura e della minore efficienza dei meccanismi di riparo. Le mutazioni del mtDNA possono causare malattie genetiche, in particolare quelle che colpiscono il metabolismo energetico.

Le patologie mitocondriali sono causate da deficit nella fosforilazione ossidativa, il processo che genera ATP. Queste patologie possono colpire diversi organi e sistemi, causando una varietà di sintomi.

La maggior parte delle proteine ​​mitocondriali sono codificate da geni nucleari. Tuttavia, alcune proteine ​​sono codificate da geni mitocondriali, come quelle coinvolte nella fosforilazione ossidativa.

Il mtDNA presenta una struttura cromatinica diversa rispetto al DNA nucleare. Non è protetto dagli istoni, il che lo rende più vulnerabile agli errori di replicazione.

Le patologie mitocondriali possono essere causate da mutazioni sia nel mtDNA che nel DNA nucleare. Le mutazioni nel DNA nucleare seguono le leggi di Mendel nella loro ereditarietà.

Molecole con uno o più elettroni spaiati, altamente reattive e instabili.

Specie chimiche, radicaliche o meno, che possiedono attività ossidante.

Trasferimento di uno o più elettroni da una molecola a un'altra.

Il processo in cui l'eccessiva quantità di radicali liberi danneggia le cellule, portando a malattie e invecchiamento.

Ormoni che si sciolgono in acqua e interagiscono con recettori sulla superficie delle cellule bersaglio.

Ormoni che si sciolgono nei grassi e entrano all'interno delle cellule bersaglio per attivare geni specifici.

Prodotte da ghiandole endocrine, regolano il metabolismo e coordinano le funzioni degli organi.

Processo in cui gli ormoni si legano a recettori specifici sulle cellule bersaglio, innescando una serie di reazioni che portano alla risposta cellulare.

L'ossigeno è un elemento indispensabile per la vita, in particolare per la respirazione cellulare. Tuttavia, è anche un potente ossidante che può generare specie reattive dell'ossigeno (ROS) dannose per le cellule.

I sistemi antiossidanti, costituiti da enzimi e molecole, neutralizzano i radicali liberi, proteggendo le cellule dai danni ossidativi.

L'ossigeno è la fonte primaria di ROS. In condizioni normali, le cellule producono piccole quantità di ROS, tollerate dai sistemi antiossidanti. Tuttavia, condizioni di stress cellulare possono portare a un'eccessiva produzione di ROS, dannosa per la cellula.

L'iperossia e l'ipossia sono due condizioni che contribuiscono alla produzione di ROS. L'iperossia è un'eccessiva pressione parziale di ossigeno, mentre l'ipossia è una diminuzione della pressione parziale di ossigeno.

La respirazione cellulare è un processo fondamentale per ottenere energia dalla scomposizione del glucosio. Durante questa reazione, l'ossigeno è utilizzato come accettore finale di elettroni, formando acqua.

La respirazione cellulare è suddivisa in due fasi principali: la glicolisi e la fosforilazione ossidativa. La glicolisi produce piruvato, mentre la fosforilazione ossidativa produce ATP, la principale fonte di energia della cellula.

La formazione di radicali liberi avviene quando una molecola neutra si rompe, generando due radicali neutri. Questi radicali sono altamente reattivi e tendono a reagire con altre molecole, causando danni cellulari.