Riassunto glicolisi e ciclo di Krebs PDF

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IL METABOLISMO Per metabolismo intendiamo l’insieme delle reazioni chimiche che avvengono all’interno delle nostre cellule. Queste reazioni sono REAZIONI REDOX , cioè comportano un trasferimento di elettroni da una sostanza ad un’altra. La sostanza che perde elettroni (sostanza A) , si OSSIDA , la sostanza che acquista elettroni (sostanza B)che sono persi dalla sostanza A , si RIDUCE. Ossidazione e Riduzione, avvengono sempre insieme , si dice che le reazioni Redox sono reazioni ACCOPPIATE. Nel nostro organismo, tutte le reazioni che avvengono , sono catalizzate da ENZIMI , questi però hanno bisogno di lavorare con dei COENZIMI, che sono in grado di trasportare gli elettroni. Questi coenzimi sono il NAD e il FAD. Questi infatti, sono capaci di trasportare gli elettroni. Il NAD trasporta atomi di Idrogeno ( se parliamo di atomi di idrogeno è come se parlassimo di PROTONI e ELETTRONI, perché l’atomo di idrogeno è fatto da 1 protone e 1 elettrone. Quindi prendendo l’atomo di idrogeno io prendo il suo elettrone e il suo protone) Per ridurre il NAD dobbiamo dargli 2 atomi di H (riduzione) presi da un composto iniziale A( ossidazione), diventando NADH che per ossidarsi deve dare i suoi 2H ad un composto B che si riduce . Noi sappiamo che le cellule ricavano energia dalla demolizione del glucosio e le reazioni che comportano la demolizione del glucosio , prendono il nome di GLICOLISI. E’ composta da 10 fasi. Le prime 5 consumano 2 ATP. Le ultime 5 creano molecole di ATP, sono quindi esoergoniche, perché liberano energia nei legami delle molecole di ATP 1. Il GLUCOSIO viene trasformato dall’enzima ESOCHINASI che aggiunge un gruppo fosfato al sesto atomo di Carbonio, in GLUCOSIO 6-FOSFATO ( perché ha un gruppo P in corrispondenza del sesto atomo di carbonio)Il gruppo fosfato viene dato naturalmente idrolizzando una molecola di ATP, che viene trasformato in ADP ( il suo gruppo fosfato viene dato al glucosio) 2. Il GLUCOSIO 6-FOSFATO cambia forma grazie all’azione di un enzima , il FOSFOESOSO ISOMERASI, trasformandolo in FRUTTOSIO 6-FOSFATO. 3. Al FRUTTOSIO 6-FOSFATO viene aggiunto un gruppo fosfato al 1° atomo di Carbonio, dall’enzima FOSFOFRUTTOCHINASI che prende il gruppo fosfato da una molecola di ATP. La molecola che ne consegue viene chiamata FRUTTOSIO 1,6-DIFOSFATO. 4. Il FRUTTOSIO 1,6-DIFOSFATO viene trasformato dall’enzima ALDOLASI in : 1 molecola di DIIDROSSIACETONE FOSFATO e 1 molecole di GLICERALDEIDE 3-FOSFATO. Solo quest’ultimo può continuare le reazioni. 5. Il diidrossiacetone fosfato , che in questo caso non verrebbe usato, viene trasformato quindi da un ISOMERASI in un’altra molecola di GLICERALDEIDE 3-FOSFATO. USATE FIN ORA 2 MOLECOLE DI ATP. 6. Il GLICERALDEIDE 3-FOSFATO viene trasformato in 1,3 DIFOSFOGLICERATO(BPG), dal TRIOSO FOSFATO DEIDROGENASI, in quanto gli viene aggiunto un altro gruppo fosfato. Vengono ridotte 2 molecole di NAD in 2 molecole di NADH. Le molecole di NAD e NADH sono due perché 2 erano le molecole di partenza ( 2 gliceraldeide 3-fosfato) 7. 1,3- DIFOSFOGLICERATO viene trasformato dal FOSFOGLICERATO CHINASI con la produzione di 2 molecole di ATP in 3-FOSFOGLICERATO . Per ogni molecola di BPG prendiamo 1 gruppo fosfato, quindi stiamo prendendo 2 gruppi fosfato e li stiamo dando a 2 molecole di ADP, che diventano 2 molecole di ATP. Stiamo producendo due molecole di ATP. 8. 3-FOSFOGLICERATO viene trasformato dall’enzima FOSFOGLICERATO MUTASI in 2FOSFOGLICERATO. 9. L’enzima ENOLASI crea una molecola di acqua per ognuna delle 2 molecole di 2-fosfoglicerato. Alla fine abbiamo il FOSFOENOLPIRUVATO (sempre 2 molecole) .

10. Grazie alla PIRUVATO CHINASI, viene trasformato in 2 molecole di PIRUVATO con produzione di 2 molecole di ATP.

IL PIRUVATO PUò AVERE DIVERSI DESTINI : Se la presenza di ossigeno è alta, si passa alla Respirazione cellulare, altrimenti si da inizio alla Fermentazione. Esistono vari tipi di fermentazione, ma quella che prenderemo in esame sono quella Lattica e Alcolica. ALCOLICA→messa in atto ad esempio dal Saccharomyces cerevisiae (lievito) che in assenza di ossigeno, quindi in condizioni anaerobiche, converte il piruvato in Alcol Etilico.

LATTICA→ converte il piruvato in Acido Lattico. Lo scopo della fermentazione è quello di riossidare le molecole di NAD. Il NADH deve essere riossidato in NAD+ perché altrimenti il processo si arresterebbe.

LA RESPIRAZIONE CELLULARE

che porta all’ossidazione completa del piruvato a molecole di anidride carbonica e alla riduzione dell’ossigeno in acqua. OSSIDAZIONE DEL PIRUVATO avviene all’interno della matrice del mitocondrio. Il piruvato viene convertito in un radicale acetato, al quale viene aggiunto il COENZIMA A. Questo processo viene fatto andando a ridurre il NAD+ a NADH con l’espulsione di 1 molecola di anidride carbonica. ( considerare che le molecole di piruvato sono due.)L’ACETIL-CoA a questo punto può entrare nel CICLO DI KREBS perché possiede legato a sé il CoA.

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CICLO DI KREBS Nel momento di inizio del ciclo di Krebs , l’Acetil-CoA perde il suo CoA, unendosi all’ OSSALACETATO e questa reazione da origine al CITRATO ( acido citrico). Successivamente questo viene convertito in ISOCITRATO. A questo punto abbiamo la riduzione di una molecola di NAD+ a NADH e produzione di CO2 e così via si svolge il ciclo di Krebs. Una delle cose importanti e da tenere a mente del ciclo di Krebs è che il SUCCINIL COA, perde il suo CoA e l’energia che ne deriva viene utilizzata per trasformare il GDP in GTP, che a sua volta, con la trasformazione del GTP in GDP, si da origine alla conversione di ADP in ATP. L’ADP prende il suo gruppo fosfato dal GTP. Facendo una somma complessiva di quello che otteniamo dal ciclo di Krebs, otteniamo 3 molecole di NAD ridotto. MA considerando che le molecole di piruvato che entrano nel ciclo sono 2 , otteniamo 6 molecole di NAD ridotto, 4 molecole di CO2 ( due per ogni molecola di piruvato) , 2 molecole di ATP ( 1 per ogni piruvato) e 2 molecole di FADH ridotto( 1 per ogni piruvato)....