La respirazione cellulare

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Categoria:	Biologia
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LA RESPIRAZIONE CELLULARE

Nella maggioranza delle cellule la principale fonte di energia и la demolizione del glucosio (C6H12O6) mediante una reazione di ossidazione che ha luogo in due stadi distinti: il primo stadio и rappresentato dalla glicolisi, il secondo dalla respirazione cellulare o dalla fermentazione a seconda che avvenga in presenza o in assenza di ossigeno. La respirazione cellulare и un processo che richiede ossigeno e che consiste nella completa demolizione degli zuccheri (CH2O)n con produzione finale di anidride carbonica (CO2) e acqua (H2O).
Glicolisi
La glicolisi и rappresentata da una serie di 9 reazioni che avvengono nel citoplasma; ciascuna reazione и catalizzata da un enzima specifico. Durante la glicolisi, una molecola di glucosio viene gradualmente trasformata in due molecole di acido piruvico liberando energia. L’energia liberata viene sfruttata per produrre due molecole di ATP e due molecole di NADH. L’acido piruvico ottenuto contiene ancora molta energia e viene demolito ulteriormente in modo diverso a seconda che la cellula sia in presenza di ossigeno (aerobiosi) o in assenza di ossigeno (anaerobiosi).
Respirazione cellulare
In presenza di ossigeno (aerobiosi) l’acido piruvico viene ossidato e demolito totalmente in CO2 e H2O con il processo di respirazione cellulare. Questo processo che ha lo scopo di produrre ATP ha luogo nei mitocondri e puт essere diviso in tre fasi principali: la decarbossilazione dell’acido piruvico, il ciclo di Krebs o ciclo dell’acido citrico e la catena respiratoria.
L’acido piruvico entra nel mitocondrio e perde una molecola di CO2, trasformandosi in un gruppo acetile che si lega a un complesso chiamato coenzima A (CoA). Si formano cosм l’acetilcoenzima A e una molecola di NADH.
Il ciclo di Krebs, o ciclo dell’acido citrico, consiste in una serie di reazioni chimiche che si svolgono grazie all’intervento di un gruppo di enzimi presenti nei mitocondri. Nella prima reazione della serie, il gruppo acetile si lega all’acido ossalacetico formando acido citrico. L’acido citrico subisce una serie di ossidazioni che portano alla formazione di due molecole di CO2, e una di ATP e alla formazione di due coenzimi trasportatori di elettroni: NADH (dalla riduzione di NAD) e FADH2 (dalla riduzione di FAD).
Le reazioni del ciclo di Krebs non richiedono ossigeno.
La catena respiratoria (o catena di trasporto degli elettroni) richiede la presenza di ossigeno, e consiste nella formazione di ATP utilizzando l’energia contenuta nel NADH e nel FADH2. I due coenzimi precedentemente ridotti si ossidano cedendo elettroni alla catena respiratoria che и costituita da una serie di proteine di trasporto. Gli elettroni passano da un trasportatore all’altro perdendo energia ad ogni passaggio: и appunto questa energia che viene sfruttata per la produzione di ATP. I componenti piщ importanti della catena respiratoria sono i citocromi. L’ultimo trasportatore della catena cede gli elettroni all’ossigeno che li utilizza per formare acqua.
La produzione di ATP durante la catena respiratoria и detta fosforilazione ossidativa.
Il bilancio totale della demolizione aerobica del glucosio puт essere cosм riassunto:
C6H12O6 + 6O2 Ю 6CO2 + 6H2O + energia (686 kcal/mole)
delle 686 kilocalorie liberate nell’ossidazione, 266 sono utilizzate per sintetizzare l’ATP mentre le restanti sono disperse nell’ambiente sotto forma di calore. L’energia liberata in questo processo viene sfruttata cosм efficientemente che per ogni molecola di glucosio si ricavano 36 molecole di ATP.
La respirazione cellulare viene effettuata anche dalle cellule procariote. In queste, che sono sprovviste di mitocondri, il ciclo di Krebs si svolge nel citoplasma, mentre i componenti della catena di trasporto degli elettroni sono integrati nella membrana plasmatica.
L’ATP funge da trasportatore di energia e la cellula usa l’energia trasportata dall’ATP per compiere lavoro chimico, meccanico, osmotico, elettrico, ecc.