Metabolismo cellulare (superiori)

Il metabolismo cellulare è un insieme di reazioni chimiche che avvengono all'interno della cellula.

Ci sono reazioni per costruire nuove molecole, e per rompere molecole e sostanze inutilizzabili o che devono essere trasformate. Ci sono due tipi di reazioni principali:

• catabolismo: degrada le molecole in sostanze più semplici; rilascia energia.
• anabolismo: costruisce nuove molecole, e richiede energia.

Le reazioni più significative sono : la respirazione cellulare, la fotosintesi, la sintesi delle proteine.

Respirazione cellulare

La respirazione cellulare è il processo tramite il quale la cellula riesce a produrre energia. Tale processo ha inizio con la glicolisi, nel quale passando per diversi stadi di ossidazione otteniamo dal glucosio due molecole di piruvato, così facendo creiamo 2 molecole di ATP e 2 molecole di NADH. Successivamente alla glicolisi perviene il ciclo di krebs (TCA cycle) anche qui una volta trasformato il piruvato in Acetil-CoA esso viene ossidato a 2 molecole di CO2 e una di diidrossiacetato che riprenderà il ciclo da capo, anche questa volta, così facendo produciamo NADH in grandi quantità. Rimane così adesso da riciclare tutto questo NADH in maniera da avere ancora disponibilità di NAD+. Quest’ultimo processo avviene nella catena di elettroni, in cui avviene la respirazione vera e propria,dove l’NADH viene ossidato, producendo NAD+ ( lo stesso avviene per FADH), il processo di ossidazione rilascia 2 elettroni che verranno usati dal complesso per produrre energia che verrà utilizzata per il pompaggio di protoni nei 4 complessi del ETC, che poi saranno utilizzati dal Atp sintetase per produrre energia.

La fotosintesi clorofilliana è un processo chimico per mezzo del quale le piante verdi e altri organismi producono sostanze organiche – principalmente carboidrati – a partire dal primo reagente, l'anidride carbonica atmosferica e l'acqua metabolica, in presenza di luce solare[1], rientrando tra i processi di anabolismo dei carboidrati, del tutto opposta ai processi inversi di catabolismo.

Durante la fotosintesi, con la mediazione della clorofilla, la luce solare o artificiale permette di convertire sei molecole di CO2 e sei molecole d'H2O in una molecola di glucosio (C6H12O6), zucchero fondamentale per la vita della pianta. Come sottoprodotto della reazione si producono sei molecole di ossigeno, che la pianta libera nell'atmosfera attraverso gli stomi che si trovano nella foglia. La formula stechiometrica della reazione è:

6CO2 + 6H2O + energia solare → C6H12O6 + 6O2

Si tratta del processo di produzione primario di composti organici del carbonio da sostanze inorganiche nettamente dominante sulla Terra (trasforma circa 115×109 tonnellate di carbonio atmosferico in biomassa ogni anno[2][3]), rientrando dunque nel cosiddetto ciclo del carbonio, ed è inoltre l'unico processo biologicamente importante in grado di raccogliere l'energia solare, da cui, fondamentalmente, dipende la vita sulla Terra[4] (la quantità di energia solare catturata dalla fotosintesi è immensa, dell'ordine dei 100 terawatt[5], che è circa sei volte quanto consuma attualmente la civiltà umana[6]).