IL respirazione cellulare è un processo in cui le molecole organiche vengono ossidate e viene prodotto ATP (adenosina trifosfato), che viene utilizzato dagli esseri viventi per fornire il proprio fabbisogno energetico. La respirazione avviene in tre fasi fondamentali: glicolisi, ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa.
glicolisi
ILglicolisi è una fase anaerobica della respirazione cellulare che avviene nel citosol e coinvolge dieci diverse reazioni chimiche. Queste reazioni sono responsabili della scomposizione di una molecola di glucosio (Ç6H12oh6) in due molecole di acido piruvico (C3H4oh3).
Il processo di glicolisi inizia con l'aggiunta di due fosfati, da due molecole di ATP, alla molecola di glucosio, favorendone l'attivazione. Questa molecola diventa instabile e si scompone facilmente in acido piruvico. Con la scomposizione, vengono prodotte quattro molecole di ATP, tuttavia, poiché inizialmente ne erano state utilizzate due per l'attivazione del glucosio, il bilancio positivo è di due molecole di ATP.
Durante la glicolisi vengono rilasciati anche quattro elettroni (e-) e quattro ioni H+. due H+ e le quattro e- vengono catturati da due molecole di NAD+ (nicotinammide-adenina dinucleotide), producendo molecole di NADH.
Pertanto, abbiamo la seguente equazione che riassume la glicolisi:
Ç6H12oh6+ 2ADP + 2Pio + 2NAD+ → 2C3H4oh3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
Mappa mentale: respirazione cellulare
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Ciclo di Krebs
Dopo la glicolisi, inizia una fase aerobica, che include il ciclo di Krebs, chiamato anche ciclo dell'acido citrico o ciclo dell'acido tricarbossilico. Questo passaggio avviene all'interno dell'organello cellulare noto come mitocondri e inizia con il trasporto dell'acido piruvico alla matrice mitocondriale.
Nella matrice, l'acido piruvico reagisce con il coenzima A (CoA) lì, producendo una molecola di acetilcoenzima A (acetil-CoA) e una molecola di anidride carbonica. Durante questo processo, una molecola di NAD+ viene trasformata in una di NADH a causa della cattura di 2 e- e 1 di 2 H+ che sono stati rilasciati nella reazione.
La molecola di acetil-CoA subisce il processo di ossidazione e dà origine a due molecole di anidride carbonica e una molecola di coenzima A intatta. Questo processo, che coinvolge diverse reazioni chimiche, è chiamato ciclo di Krebs. Vedi lo schema qui sotto:
Questo ciclo inizia quando una molecola di acetil-CoA e acido ossaacetico reagiscono per produrre una molecola di acido citrico, rilasciando una molecola di CoA. Si verificano otto reazioni in sequenza in cui vengono rilasciate due molecole di anidride carbonica, elettroni e H+. Al termine di questo processo si recupera l'acido ossaacetico e si può ricominciare il ciclo. Elettroni e ioni H+ sono catturati da NAD+ e trasformato in NADH. Vengono catturati anche dal FAD (flavin adenin dinucleotide), che viene trasformato in FADH2. Il ciclo di Krebs risulta in 3 NADH e 1 FADH2.
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Durante il ciclo, dal PIL (guanina difosfato) e dal Pi viene prodotta anche una molecola di GTP (guanosina trifosfato). Quella La molecola GTP è simile all'ATP ed è anche responsabile della fornitura di energia per eseguire alcuni processi all'interno del cellula.
Fosforilazione ossidativa
L'ultimo stadio della respirazione cellulare avviene anche all'interno dei mitocondri, più precisamente nelle creste mitocondriali. Questo passaggio si chiama fosforilazione ossidativa, in quanto si riferisce alla produzione di ATP dall'aggiunta di fosfato all'ADP (fosforilazione). La maggior parte della produzione di ATP avviene in questa fase, in cui avviene la riossidazione delle molecole di NADH e FADH.2.
Nelle creste mitocondriali si trovano proteine disposte in sequenza, le cosiddette catene di trasporto degli elettroni o catene respiratorie. In queste catene avviene la conduzione degli elettroni presenti in NADH e FADH2 persino ossigeno. Le proteine responsabili del trasferimento degli elettroni sono chiamate citocromi.
Gli elettroni, passando attraverso la catena respiratoria, perdono energia e, alla fine, si combinano con il gas ossigeno, formando acqua nella reazione finale. Nonostante intervenga solo alla fine della catena, la mancanza di ossigeno provoca l'interruzione del processo.
L'energia rilasciata attraverso la catena respiratoria provoca gli ioni H+ concentrarsi sullo spazio tra le creste mitocondriali, tornando alla matrice. Per tornare all'interno dei mitocondri, è necessario passare attraverso un complesso proteico chiamato a ATP sintasi, dove avviene la produzione di ATP. In questo processo si formano circa 26 o 28 molecole di ATP.
La respirazione avviene in tre fasi fondamentali: la glicolisi, il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa
Alla fine della respirazione cellulare, c'è un saldo positivo totale di 30 o 32 molecole di ATP: 2 ATP dalla glicolisi, 2 ATP dal ciclo di Krebs e 26 o 28 dalla fosforilazione ossidativa.
Importante:Nei procarioti, l'intero processo di respirazione cellulare avviene nel citoplasma e nella membrana cellulare.
Di Ma. Vanessa dos Santos
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SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Respirazione cellulare"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
