Il Metabolismo

Definizione: per metabolismo intendiamo tutte le reazioni biochimiche e chimiche che avvengono all’interno di ogni organismo vivente.

Scopo del metabolismo: energetico e plastico

1. Produrre o ottenere energia
2. Convertire molecole provenienti dall’ambiente esterno in molecole proprie fino a costituire polimeri o gruppi funzionali

Funzioni metaboliche

Come per la codifica amminoacidica, molte delle reazioni metaboliche sono le stesse in diversi organismi. Questo fa presupporre un antenato comune ad ogni forma vivente. Vi è diversificazione in funzione di due classificazioni fondamentali entrambi con due sotto classificazioni:

1. Provenienza energetica

In funzione della provenienza energetica distinguiamo 2 famiglie:

1. Fototrofi – Energia Solare in energia potenziale chimica (ATP)
2. Chemiotrofi – Energia potenziale legami chimici in energia potenziale chimica (ATP)

1.1 Fototrofi: Provenienza del carbonio

In funzione della provenienza degli atomi di carbonio abbiamo due famiglie:

1. Fotoautotrofi – il carbonio proviene dalla CO2 (Piante vascolari, cianobatteri)
2. Fotoeterotrofi – il carbonio proviene da molecole organiche esterne (esogene), (batteri purpurei o verdi)

2.1 Chemiotrofi: Potere riducente

Il potere riducente si diversifica in funzione della provenienza della fonte di elettroni:

1. Chemiolitotrofi – acquisiscono elettroni da specie inorganiche (Batteri sulfurei, idrogeno)
2. Chemioorganotrofi – acquisiscono elettroni da specie organiche (maggioranza dei batteri, organismi eucarioti non fototrofici)

Dove vi è una riduzione vi è una ossidazione (REDOX), pertanto per poter degradare i nutrienti avremo due forme ossidanti principali con due classificazioni di organismi:

2. Metabolismo: fonti ossidanti

1. Aerobi (obbligati) – esempio gli animali, la fonte ossidante è l’ossigeno

2. Anaerobi – usano solfato o nitrato, a seconda del fatto che questi organismi possano vivere anche in presenza o meno di ossigeno avremo altre due sotto classificazioni: facoltativi (esempio Escherichia coli) ed obbligatori

Metabolismo: Riassunto dei prefissi

In base alla fonte energetica i prefissi sono:

1. Foto
2. Chemio

In base alla provenienza dei nutrienti i prefissi sono:

1. FotoAuto – ChemioLito (da sostanze inorganiche)
2. FotoEtero – ChemioOrgano (da sostanze organiche)

Catabolismo

1. degradazione attraverso ossidazione dei nutrimenti (carboidrati, proteine, lipidi)
2. rilascio di energia (esoergoniche)
3. esempio: respirazione cellulare C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP (energia)
4. Crea energia potenziale chimica sotto forma di ATP e trasportatori di elettroni (ridotti) NADH, NADPH, FADH2
5. Creano prodotti semplici
6. La sintesi avviene attraverso prodotti intermedi che convergono in una via ossidativa centrale mediate da enzimi detti metaboliti

Anabolismo

1. biosintesi attraverso riduzionedi molecole
2. richiesta di energia (endoergoniche)
3. esempio: fotosintesi 6CO2 + 6H2O (energia luce) → C6H12O6 + 6O2
4. Rcedono Energia da ATP e trasportatori di elettroni (ridotti) NADH, NADPH, FADH2
5. creano molecole complesse
6. La sintesi avviene attraverso prodotti intermedi mediate da enzimi detti metaboliti

Vie metaboliche

Le vie metaboliche possono essere:

1. Lineari
2. Non Lineari

2. Le vie metaboliche non lineari si dividono in:

1. Convergenti (da diversi precursori si genera il prodotto finale)
2. Divergenti (da un singolo precursore si generano diversi prodotti finali)
3. Cicliche (un precursore viene convertito in prodotto finale e poi nuovamente precursore)

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Dott. Enrico Roncada