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L'ENERGIA NELLE CELLULE, 6 CO2 + 6 H2O + energia --> C6H12O6 + 6 O2…

- - - - reazioni esoergoniche = forniscono energia per svolgere le attività cellulari. Sono spontanee. Es: respirazione cellulare, glicolisi
    - - reazioni endoergoniche = consumano energia libera. Non sono spontanee. Es: fotosintesi clorofilliana. Grazie alla rottura dei legami ATP in ADP
  - - - GLICOLISI
        
        fase di investimento energetico --> 2 ATP consumati per attivare il glucosio, una molecola C6 che si seprara in 2 molecole C3 = gliceraldeide-3-fosfato
        
        2) fase di produzione energetica = vengono sintetizzare 4 molecole di ATP
        
        il guadagno finale della glicolisi è:
        
        2 molecole di PIRUVATO dalla scissione del glucosio
        
        2 ATP
        
        2 NADH + H+
        
        avviene nel citosol :
        
        10 fasi della glicolisi (not important according to M. Ferrario)
        
        1) fosforilazione --> l'enzima esochinasi si inibisce con alti valori di glucosio, evita sovrapproduzione di ATP, l'enzima fosforila il glucosio in glucosio6-fosfato (costo = 1 ATP)
        
        2) Isomerization : glucose-6-phosphate isomerizes to become fructose-6-phosphate
        
        3) second-phosphorylation: enzima fosfofrutto si inibisce con alti valori di ATP --> la glicolisi si modula in base alla troppa quantità di ATP o di glucosio
        
        4) Cleavage the molecule is divided into two molecules called GADP and DHAP
        
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        se tale processo di di autoregolazione non funziona --> cellule tumorali
        
        è la prima fase di degradazione del glucosio
        
        fase più antica a livello evolutivo, avviene anche negli organismi più semplici
      - RESPIRAZIONE CELLULARE
        (reazione redox = richiede ossigeno e produce energia)
        
        avviene nei mitocondri, si pensa che prima i mitocondri erano organelli separati rispetto alle cellule
        
        3 fasi
        
        1) fase preparatoria
        
        la produzione di acetil-CoA (nella matrice dei mitocondri) è il processo che unisce la glicolisi al ciclo di Krebs --> per ogni 2 molecole di piruvato (che si sono spostate dal citoplasma ai mitocondri) si sintetizzano 2 acetil-CoA e altre 2 di NADH (decarbonizzazione + ossidazione--> H e C rimossi dal piruvato riducono il NAD+), mentre si libera CO2
        
        in presenza di ossigeno da qua in avanti
        
        2) Ciclo di Krebs
        
        si svolge nella matrice dei mitocondri e grazie ad esso avviene l'ossidazione completa della molecola di glucosio iniziale fino ad ottenere CO2
        
        da 2 molecole di Acetil-CoA si staccano i coenzima A (riciclato) e partecipano al ciclo solo i 2 gruppi acetilici (formati da 2 atomi di carbonio)
        
        Per ciascuna molecola di glucosio (2 piruvato) di partenza ad ogni ciclo di Krebs sono prodotti:
        
        2 ATP
        
        6 NADH
        
        2 FADH2
        
        liberazione di 4 CO2
        
        3) fosforilazione ossidativa
        (catena trasporto degli elettroni)
        
        avviene nella membrana dei mitocondri, "il motore della cellula"
        
        catena di trasporto degli elettroni --> NADH e FADH2 cedono i propri elettroni ad un complesso di proteine che li trasporta all’ossigeno, il quale accetta 2 elettroni (dalla catena di trasporto) e 2 ioni H+ dalla soluzione circostante→ così si ottiene H2O.
        
        3 complessi proteici utilizzano l'energia liberata dalla catena di trasporto per trasportare ioni H+ contro gradiente (energia potenziale)--> si forma un gradiente protonico (di H+) che porta alla sintesi di ATP --> processo di chemiosmosi
        
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        molti dei trasportatori della catena che si "passano" fra loro gli elettroni sono detti citocromi
        
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        Ogni vola che un trasportatore riceve un elettrone si riduce, per riossidarsi immediatamente dopo, cedendo gli stessi elettroni al trasportatore successivo
        
        NADH e FADH2 con il carico di energia precedentemente acquisito subiscono reazioni redox e rilasciano l'energia in modo controllato e moderato
        
        il glucosio viene ossidato a diossido di carbonio. Gli atomi di idrogeno riducono l'ossigeno producento acqua
        
        inoltre : ADP + P --> ATP
        
        C6H12O6 + 6 O2 --> 6 CO2 + 6 H2O + energia
        
        il glucosio viene scisso poco alla volta, così che l'energia non si disperda totalmente in calore
        
        gli atomi di idrogeno vengono rimossi tramite i coenzimi di ossidoriduzione NADH+ e FAD.
        L'energia "catturata" è usata per produrre ATP
        
        NAD+ e FAD sono i trasportatoi di ioni idrogeno e di elettroni dai substrati organici all'ossigeno
      - FERMENTAZIONE
        
        alcolica
        
        l’acido piruvico viene trasformato in alcol etilico con liberazione di CO2
        
        lattica
        
        Nelle cellule animali, il piruvato in arrivo dalla glicolisi accetta 2 atomi di idrogeno, riducendosi a lattato, si ottiene l’acido lattico, come av-
        viene nella produzione dello yogurt,
        così anche nei muscoli
        
        acetica
        
        indotta da alcuni batteri, si forma
        acido acetico, come nella produzione dell’aceto dal vino
        
        è la via metabolica successiva se dopo che la glicolisi ha prodotto il piruvato siamo in assenza di ossigeno (se no ci sarebbe stata la respirazione cellulare)
        
        meno efficace, ma produce 2 ATP (energia) in poco tempo
- - - - 2 fasi
        
        fase chimica/oscura--> le molecole di ATP e NADPH prodotte nella fase luminosa vengono utilizzate per la riduzione della CO2, attraverso il ciclo di Calvin (reazioni anaboliche)
        
        Fasi del Ciclo di Calvin
        
        Fissazione del carbonio --> Si parte dal ribulosio difosfato (RuDP) → zucchero con 5 atomi di carbonio. L’enzima rubisco lega il CO2 al RuDP generando un prodotto instabile che si scinde in 2 molecole di acido 3-fosfoglicerico (3-PGA) → acido con 3 atomi di carbonio
        
        Riduzione --> ogni 3-PGA viene ridotta in gliceraldeide-3-fosfato (G3P)
        
        Rigenerazione del ribulosio --> con un altro ribulosio il ciclo prosegue
        
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        ATP + NADPH + CO2 --> glucose
        
        fase luminosa --> attraverso l’assorbimento dell’energia solare e la fotolisi dell’acqua,
        si ha la produzione di ATP e NADPH (energia chimica) e emissione di ossigeno (necessaria per la nostra vita)
        
        avviene a livello delle membrane dei tilacoidi dei cloroplasti dove ci sono pigmenti fotosintetici (clorofilla) organizzati in due fotosistemi, ognuno con un centro di reazione--> (raccogliere l’energia radiante catturata dalle altre molecole cromofore)
        
        le molecole di clorofilla e altri pigmenti captano la luce come un’antenna e trasferiscono l’energia al centro di reazione del fotosistema
        
        centro di reazione P680 (fotosistema II) --> passando da stato eccitato (riceve energia) a fondamentale cede elettroni ad un accettore e giungono al fotosistema I
        
        centro di reazione P 700 (fotosistema I) --> raccoglie e convoglia gli elettroni in una proteina che li cede al NADP+ producendo NADPH
        
        il flusso di elettroni tra i 2 fotosistemi (insieme alla fotolisi dell'acqua) genera un gradiente di concentrazione grazie al quale ioni H+ scorrono attraverso l'ATP-sintasi --> genera ATP per chemiosmosi (ADP+gruppo fosfato) --> energia luminosa convertita in energia chimica
        
        light + H2O --> ATP + O2 + NADPH
        
        L'ossigeno liberato dalla fotosintesi deriva dalla fotolisi dell'acqua
      - stroma, lo spazio interno alla membrana
        
        tilacoidi, le strutture deputate alla fotosintesi
        
        grana, tante tilacoidi assieme