STORIA

1. STORIA • Inizi ‘800 – sviluppodellachimicaorganica • 1937 – uso diisotopiradioattiviusati come traccianti per identificareletappedel metabolismo intermedio Necessitàcellulare: COSTRUIRE, DEMOLIRE, RINNOVARE

2. FUNZIONI DEL METABOLISMO • Fornire energia per permettereallacelluladisvolgerele sue attività. • Forniremateria per lacostruzionedimolecolespecifiche. • Assicurareilricambiomolecolare, permettendoallacelluladiregolareil suo ambiente interno e le sue attività.

3. METABOLISMO IN SINTESI • Ingestionedimacromolecole (proteine, glucidi e lipidi) • L’apparatodigerenteriducelemacromolecole in molecolepiùpiccole • Le molecolepiccolepassano al citoplasma dovevengono ulteriormente demoliteattraverso i processidi: • Glicolisi – degradazionedelglucosio • Fermentazione (assenzadi O2) ATP • Respirazionecellulare (presenzadi O2)

4. GLICOLISI • Via metabolicaanticagiàusata dai batteri 3,5 miliardidiannifa. • Si trattadel metabolismo dei glucidi e stadiodiestrazionedi energia dalglucosio. • GLICOLISI = DEGRADAZIONE DEL GLUCOSIO

5. GLICOLISI • A cosa serve: • Fonte di energia • In anaerobiosi – 2 ATP • In aerobiosi – 38 ATP • Fonte dimateria • Precursoredimolecoledi interesse biologico (es. Pentosi - ribosio, desossiribosio)

6. GLICOLISI • Origine delglucosio: • Alimentare – digestione dei polisaccaridi e disaccaridi • Metabolica – prodottadallecelluledelfegato • Dove avviene: • Nel citoplasma dellecellule e avviene CONTINUAMENTE (tessutiglucosio-dipendenti: globulirossi e cervello).

7. GLICOLISI • É una serie di reazioni, mediante le quali il glucosio viene trasformato in due molecole di un composto a tre atomi di carbonio, la gliceraldeide 3-fosfato o fosfogliceraldeide (PGAl), e successivamente in due molecole di piruvato. • Nella prima serie di tappe, il glucosio viene trasformato in PGAl, previo utilizzo di due molecole di ATP. • La tappa 3 è catalizzata dall'enzima fosfofruttochinasi. Questo meccanismo viene utilizzato dalle cellule per evitare di produrre ATP quando non serve

8. GLICOLISI

9. GLICOLISI

10. RESPIRAZIONE CELLULARE • Permettediestrarredalglucosiolamaggiorquantitàdi ATP in presenzadiOssigeno. • Avvieneneimitocondri.

11. RESPIRAZIONE CELLULARE

12. RESPIRAZIONE CELLULARE • In presenza di ossigeno: l’acido piruvico entra nel mitocondrio e si pone nella matrice mitocondriale e qui grazie agli enzimi perde il gruppo O2 • Ac. Piruvico perde: • CO2 – decabossilazione • H - deidrogenazione Ac.piruvico

13. RESPIRAZIONE CELLULARE • Il gruppo acetile si attacca alla grande molecola di coenzima A (COA), quindi si ottiene l’acetil coenzima A Gruppoacetile

14. RESPIRAZIONE CELLULARE • Chi permettequestareazioneèun’enzimachiamatapiruvato-deidrogenasi (complesso proteico grande attivato da vitamine delcomplesso B dicuila tiamina - vitamina B1 – èparticolarmente importante

15. RESPIRAZIONE CELLULARE • L’acetil-CoA è molto importante perché è il punto di convergenza del metabolismo dei glucidi, dei lipidi e delle proteine. • Questo acetil-CoA entra nella matrice mitocondriale, in un ciclo di reazione che si chiama ciclo di Krebs.

16. RESPIRAZIONE CELLULARE • Il Ciclo di Krebs è una sequenzadireazioniciclicheche ha come finalitàossidare completamente l’acetil-CoA a CO2, prodottodirifiutodellacellula. Sir Hans Adolf Krebs, vincitoredel premio Nobel per la medicina nel 1953.

17. RESPIRAZIONE CELLULARE • Il ciclo di Krebs è una sorgentedi energia che si libera dallarottura dei legamiche si unisconoagliatomidicarbonio. • Ad ogni giro l’energiavieneimmagazzinata in 1 ATP, 3 di NADH e 1 di FADH2. • Per ossidare una molecola di glucosio sono necessari quindi 2 giri del ciclo di Krebs.

18. CICLO DI KREBS AcetilCo-A 2C NADH H2O CO2 NADH H2O CO2 FADH2 NADH ATP Co-A

19. RESPIRAZIONE CELLULARE

20. RESPIRAZIONE CELLULARE • Il ciclo di Krebs è sempre seguito dalla fosforilazione ossidativa, una catena di trasporto di elettroni. • Questa respirazione cellulare estrae energia da NADH e FADH2, ricreando NAD+ e FAD, permettendo in tal modo al Ciclo di continuare.

21. RESPIRAZIONE CELLULARE Catenarespiratoria o catenaditrasportodeglielettroni: - Il NADH (proveniente dallaglicolisi, dall’ossidazionedelpiruvato in acetil-CoA e dal ciclo di Krebs) ha immagazzinato energia che per poteressereusatadallacellula, deve essereconvertita in ATP.

22. RESPIRAZIONE CELLULARE

23. SISTEMA DI TRASPORTO DI ELETTRONI • NADH → flavoproteina → proteineFe-S → coenzima Q. • Succinato → FAD → proteineFe-S → coenzima Q • coenzima Q → proteineFeS → cit c1 → citc • Cit c → CuA → cit a → cit a3 → CuB → O2

24. RIASSUNTO ENERGETICO GLUCOSIO 2 ATP 2 ATP 2 NADH 6 ATP PIRUVATO PIRUVATO 1 NADH 1 NADH 2 NADH 6 ATP AcetilCo-AAcetilCo-A Ciclo Krebs Ciclo Krebs 3 NADH 3 NADH 6 NADH 18 ATP 1 FADH2 1 FADH2 2 FADH 4 ATP 1 ATP 1 ATP 2 ATP 2 ATP TOTALE ATP 38 ATP OGNI NADH = 3 ATP OGNI FADH2 = 2 ATP

25. FERMENTAZIONE Processo mediante ilqualeorganismiricavano energia chimicadallademolizioneparzialedelglucosio in assenzadiossigenomolecolare (anaerobiosi)

26. FERMENTAZIONE • Funzionenell’uomo: • Permette ai muscolidilavorare quando l’apportodi O2 è insufficiente • Permette ai globulirossidiricavare energia giacché sono sprovvistidimitocondri • Dove avviene: • Nel citoplasma cellulare

27. FERMENTAZIONE • LATTICA • Formazionedi Acido lattico – sensazionediaffaticamento da parte dei muscoli • Casidiacidosimetabolica – insufficienzaepatica o cardiaca, ustioni, leucemie • ALCOLICA • Formazionedialcoletilico • Bibitealcoliche – es:Saccaromycescervisiae • Panifici – lieviti – liberazionedi CO2 • Formazionedell’acidoacetico

28. FERMENTAZIONE • LATTICA • Formazionedi Acido lattico – sensazionediaffaticamento da parte dei muscoli • Casidiacidosimetabolica – insufficienzaepatica o cardiaca, ustioni, leucemie • ALCOLICA • Formazionedialcoletilico • Bibitealcoliche – es:Saccaromycescervisiae • Panifici – lieviti – liberazionedi CO2 • Formazionedell’acidoacetico

29. FERMENTAZIONE