Capitolo 6 - Bioenergetica Flashcards
Cos’è la fermentazione?
La fermentazione è un processo metabolico in cui un composto organico viene utilizzato come accettore finale di elettroni derivati dalle ossidazioni, producendo energia. È comune nei microrganismi ed è utilizzata industrialmente per la produzione di alimenti come latticini e bevande alcoliche.
Cos’è la glicolisi?
La glicolisi è una serie di reazioni enzimatiche che degradano parzialmente il glucosio e lo ossidano in molecole più piccole. Questo processo è universale e si verifica in tutte le cellule viventi. La glicolisi rappresenta la prima fase della produzione di energia nelle cellule.
Cosa avviene nelle reazioni della glicolisi?
La glicolisi è un processo complesso che inizia con la fosforilazione del glucosio per formare glucosio-6-fosfato. Successivamente, attraverso una serie di reazioni, il glucosio-6-fosfato viene convertito in due molecole di acido piruvico. Durante questo processo, vengono generate molecole di ATP e NADH+H+.
Quali sono i prodotti della glicolisi?
I prodotti della glicolisi includono due molecole di acido piruvico, due molecole di ATP (4 formate meno 2 utilizzate all’inizio del processo) e due molecole di NADH+H+.
Cos’è la fermentazione lattica?
La fermentazione lattica è un tipo di fermentazione in cui l’acido piruvico prodotto durante la glicolisi viene ridotto ad acido lattico. Questo processo è cruciale per la rigenerazione del coenzima NADH+H+ in NAD, consentendo alla glicolisi di continuare a funzionare in assenza di ossigeno (condizioni anaerobiche).
Cos’è l’enzima lattato deidrogenasi (LDH)?
L’enzima lattato deidrogenasi (LDH) svolge un ruolo chiave nella fermentazione lattica. Questo enzima catalizza la reazione di conversione dell’acido piruvico in acido lattico, mentre simultaneamente riossidando il NADH+H+ in NAD. La sua attività è fondamentale per mantenere il flusso della glicolisi in condizioni anaerobiche.
Cos’è la fermentazione alcolica?
La fermentazione alcolica è un altro tipo di fermentazione in cui l’acido piruvico prodotto dalla glicolisi subisce una serie di reazioni per formare etanolo (alcol etilico). Questo processo comporta la decarbossilazione dell’acido piruvico a aldeide acetica, seguita dalla riduzione dell’aldeide acetica a etanolo. La fermentazione alcolica è utilizzata nella produzione di bevande alcoliche come il vino e la birra.
Cos’è e quando si verifica la fosforilazione a livello del substrato?
La fosforilazione a livello del substrato è un meccanismo attraverso il quale un substrato in grado di trasferire direttamente un gruppo fosfato all’ADP per produrre ATP. Nella glicolisi, si verifica in due momenti specifici, ossia quando l’acido 1,3-bisfosfoglicerico e il fosfoenolpiruvato trasferiscono direttamente il fosfato all’ADP per la produzione di ATP. Questi sono esempi di reazioni in cui il substrato stesso è fosforilato e funge da fonte diretta di fosfato per la sintesi di ATP.
Cos’è la respirazione cellulare?
La respirazione cellulare è un processo metabolico che consente agli organismi di estrarre una quantità significativa di energia dagli elettroni derivanti dalle ossidazioni dei coenzimi ridotti. A differenza delle fermentazioni, in cui l’energia degli elettroni viene dispersa come calore, la respirazione cellulare sfrutta l’ossigeno molecolare (O2) come accettore finale degli elettroni. L’ossigeno riceve quattro elettroni e quattro protoni, formando due molecole d’acqua. Durante questo processo, gli elettroni rilasciano energia, gran parte della quale viene catturata sotto forma di ATP, mentre il resto viene disperso come calore.
Cos’è la catena respiratoria?
La catena respiratoria è costituita da vari enzimi e molecole trasportatrici di elettroni presenti nella membrana interna dei mitocondri. Questi componenti collaborano per trasferire gli elettroni ciclicamente, passandoli tra di loro in una sequenza determinata dal potenziale redox. Questo processo consente una serie di “salti” energetici più piccoli, facilitando la cattura dell’energia liberata.
Qual è il ruolo dei complessi enzimatici della catena respiratoria?
I complessi enzimatici della catena respiratoria, indicati come complessi I, II, III e IV, sono essenziali per il trasferimento degli elettroni lungo la catena. Questi complessi sono mobili all’interno della membrana mitocondriale interna, ma mantengono sempre la stessa orientazione. Questa caratteristica è fondamentale poiché essi svolgono il ruolo di “pompe” di protoni, contribuendo a creare un gradiente di concentrazione di protoni tra la matrice mitocondriale e lo spazio intermembrana.
Cosa accade durante il passaggio degli elettroni lungo la catena respiratoria?
Durante il passaggio degli elettroni lungo la catena respiratoria, l’energia liberata dalle ossido-riduzioni viene utilizzata per “pompare” protoni nello spazio intermembrana del mitocondrio. Poiché la membrana mitocondriale interna è impermeabile ai protoni, questo crea un gradiente di concentrazione di protoni tra la matrice mitocondriale (dove la concentrazione diminuisce) e lo spazio intermembrana (dove la concentrazione aumenta). Questo gradiente rappresenta un’energia potenziale, utilizzata per sintetizzare ATP attraverso la fosforilazione ossidativa.
Cos’è la fosforilazione ossidativa?
La fosforilazione ossidativa è un processo che accoppia il trasporto degli elettroni lungo la catena respiratoria alla sintesi di ATP. Durante questo processo, l’energia liberata dal passaggio degli elettroni viene utilizzata per pompare protoni dalla matrice mitocondriale allo spazio intermembrana, creando un gradiente di concentrazione di protoni (pH). Questo gradiente di pH rappresenta un’energia potenziale che viene utilizzata per sintetizzare ATP a partire da ADP e fosfato inorganico. La fosforilazione ossidativa avviene nella membrana mitocondriale interna.
Dove avviene la fosforilazione ossidativa?
La fosforilazione ossidativa avviene a livello della membrana mitocondriale interna, all’interno dei mitocondri.
Descrivi il processo della fosforilazione ossidativa:
Il processo inizia con il trasporto degli elettroni lungo la catena respiratoria, che è composta da vari complessi enzimatici. Durante questo passaggio, gli elettroni vengono trasferiti ciclicamente tra questi complessi, rilasciando energia in piccoli “salti” energetici. Questa energia viene utilizzata per pompare protoni dalla matrice mitocondriale allo spazio intermembrana, creando un gradiente di concentrazione di protoni (pH) attraverso la membrana. Questo gradiente rappresenta un’energia potenziale.
La proteina ATP sintetasi (FoF1 ATPasi) funziona “alla rovescia” a causa dell’alto gradiente di protoni. I protoni, spinti dal gradiente, rientrano nella matrice mitocondriale attraverso ATP sintetasi, fornendo l’energia necessaria per sintetizzare ATP a partire da ADP e fosfato inorganico.
