©Laura Condorelli 2014 Pagina 1

Ruolo dell’ATP La cellula utilizza energia chimica sotto forma

di ATP.

L’ATP è costituita da una base azotata

(adenina), uno zucchero (ribosio) e 3 gruppi

fosforici.

L’energia è contenuta nei legami ad alta

energia dei gruppi fosforici.

Quando la cellula necessita di energia

idrolizza uno o due gruppi fosforici dell’ATP.

Processi energetici

cellulari

Ruolo dell’ATP Respirazione

cellulare

Glicolisi anaerobia

Ciclo di Krebs

Fermentazione

lattica

alcolica

Fotosintesi

©Laura Condorelli 2014 Pagina 2

Respirazione cellulare La cellula produce ATP per mezzo di complicate reazioni cellulari.

Tutte le reazioni energetiche della cellula sono reazioni in cui vengono scambiati elettroni (ossidoriduzioni):

La digestione degli alimenti (ad eccezione del gruppo amminico degli aminoacidi) produce glucosio che

costituisce il combustibile cellulare.

©Laura Condorelli 2014 Pagina 3

Importantissimi sono i trasportatori di elettroni, quali il NADH+H+ e il FADH2, che sono derivati vitamici

(complesso B).

La forma ridotta è quella con gli elettroni e gli ioni H+, la forma ossidata appare senza elettroni e ioni H

+

Ogni molecola di NADH+H+, riossidandosi, produce 3 molecole di ATP, ogni molecola di FADH2 ne

produce 2.

L’accettore finale degli elettroni è l’ossigeno, quando è presente, altrimenti è l’acido lattico (fermentazione).

Glicolisi anaerobia Avviene nel citoplasma e non necessita di ossigeno.

Il glucosio (6C) viene digerito a 2 molecole di acido piruvico (3C).

Le reazioni sono 9, nelle prime 2 vengono consumate 2 ATP, successivamente vengono prodotte 4 ATP e 2

NADH + H+.

Dalla riossidazione del NADH+H+ in presenza di ossigeno verranno prodotti ben 6 ATP.

Un altro trasportatore di elettroni è il FADH2, dalla cui riossidazione vengono prodotte però solo 2 molecole

di ATP.

©Laura Condorelli 2014 Pagina 4

Ciclo di Krebs L’acido piruvico viene poi trasformato in acetil CoA (2C), che entra nel mitocondrio e comincia la serie di

reazioni del ciclo di Krebs.

In questo momento (trasformazione dell’acido piruvico in acetil CoA) vengono anche prodotte 2 molecole di

CO2 (una per ogni molecola di acido piruvico). L’acetil CoA entra nel mitocondrio e inzia la serie di reazioni

del ciclo di Krebs. In un ciclo il primo componente è uguale all’ultimo, ma attraverso questa serie di reazioni

vengono prodotti 6 NADH+H+ (3 per ogni molecola di acetil CoA), 2FADH2 (1 per ogni molecola di

acetilCoA) e 2 ATP.

Catena respiratoria I trasportatori di elettroni (citocromi, coenzimi) sono situati sulla membrana interna del mitocondrio

L’accettore finale è l’ossigeno.

L’ATP viene prodotto perché durante questo trasporto gli ioni H+ vengono rilasciati nello spazio tra le 2

membrane (si crea un gradiente di H+).

Il loro rientro libera energia (come una cascata d’acqua che cade da una montagna) e viene associato alla

produzione di ATP (come lo sfruttamento dell’energia idraulica con i mulini ad acqua).

©Laura Condorelli 2014 Pagina 5

Fermentazione Quando l’ossigeno manca (organismi anaerobi o durante un’attività muscolare intensa) il ciclo di Krebs non

può avvenire perché manca l’accettore finale degli elettroni.

E’ comunque necessario riossidare il NADH+H+, altrimenti si blocca anche la glicolisi e la produzione di

almeno 2 molecole di ATP.

In questo caso avviene la fermentazione.

L’accettore degli elettroni e degli ioni H+ è l’acido piruvico stesso, che si trasforma in acido lattico

(fermentazione lattica, avviene negli animali) o in acetaldeide e successivamente in etanolo (fermentazione

alcolica nei lieviti e nell’uva).

Schema generale

glucosio AT

P

NADH+H+

FADH2 TOT ATP

glicolisi 2 2 (6 ATP) 8

Trasformazion

e acido pir->ac

CoA

2 (6ATP) 6

Ciclo di Krebs 2 6 (18ATP) 2 (4ATP) 24

totale 38 ATP

©Laura Condorelli 2014 Pagina 6

O2 INSUFFICIENTE

CON O2

©Laura Condorelli 2014 Pagina 7

Credits:Ginevra petruzzini, classe 2Gliceo Besta (A.S.2014-15)