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il metabolismo energetico, il metabolismo - Coggle Diagram
il metabolismo energetico
le trasformazioni chimiche nella cellula
Il metabolismo cellulare svolge tre funzioni principali:
Ricavare energia utile per la cellula attraverso la degradazione di sostanze nutrienti;
Trasformare i nutrienti in molecole utili per la cellula;
Sintetizzare macromolecole e polimeri a partire dai precursori.
L’insieme delle reazioni chimiche che, in modo coordinato e integrato, degrada e sintetizza le biomolecole cellulari prende il nome di metabolismo.
ATP principale energia per le reazioni metaboliche
L’ATP è una molecola ad alta energia di idrolisi. Molte reazioni cataboliche sono reazioni esoergoniche che possono avvenire spontaneamente (ΔG < 0).
Molte reazioni anaboliche sono endoergoniche (ΔG > 0) e possono svolgersi perché sono accoppiate a reazioni fortemente esoergoniche, come la reazione di idrolisi dell’ATP. Questo processo di accoppiamento energetico è il «motore» di numerosi processi fisiologici.
Le reazioni del metabolismo sono organizzate In vie metaboliche
Una via metabolica è una sequenza di reazioni chimiche catalizzate da specifici enzimi in cui il prodotto della prima reazione è il reagente della seconda, il prodotto di questa è il reagente della terza, e così via fino al prodotto finale della via.
Le molecole prodotte e utilizzate nei vari passaggi di una via metabolica prendono il nome di intermedi metabolici.
I processi metabolici sono finemente regolati da 3 processi:
Controllo delle concentrazioni degli enzimi
Il secondo meccanismo di controllo di una via metabolica è più lento e si basa sulla variazione delle concentrazioni intracellulari degli enzimi chiave.
Compartimentazione delle vie metaboliche
La terza modalità di controllo consiste nella compartimentazione di enzimi e substrati in specifici distretti cellulari.
Controllo dell’attività catalitica degli enzimi
La regolazione di una specifica via metabolica avviene con il controllo dell’attività dell’enzima che catalizza la reazione più lenta, tappa chiave.
L’enzima è l’enzima chiave della via metabolica. Questa strategia di regolazione è detta a feedback negativo.
il metabolismo
Gli organismi viventi e le fonti di energia
quelli che, come molti batteri e archei, vivono in ambienti privi di ossigeno sono detti anaerobi (i più comuni accettori di elettroni nelle reazioni di ossidazione sono invece i nitrati, i solfati e il CO2).
Gli organismi viventi che si sono adattati a vivere in presenza di ossigeno vengono definiti aerobi (l’ossigeno serve da accettore finale di elettroni nel metabolismo ossidativo);
Gli organismi viventi utilizzano fonti chimiche diverse
Classificazione degli organismi viventi in base alla fonte chimica che usano per ottenere gli atomi di carbonio: autotrofi sintetizzano le molecole organiche a partire da composti inorganici, come CO2 o altri composti; eterotrofi usano come nutrienti le sostanze organiche prodotte da organismi autotrofi.
Classificazione degli organismi viventi in base alla fonte di energia usata per lo svolgimento delle loro attività vitali: fototrofi ottengono l’energia dalla luce solare; chemiotrofi ottengono l’energia dall’ossidazione delle sostanze chimiche presenti nell’ambiente.