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Margherita Ruoppolo » 10.Concetti e disegni generali del metabolismo


Metabolismo

  • Il metabolismo è rappresentato da tutte le reazioni che si hanno in un organismo vivente.
  • Scopo principale del metabolismo è quello di ricavare energia dalle sostanze nutrienti o dalla luce solare e di utilizzarla per le biosintesi o per le altre funzioni cellulari.
Concetti generali del metabolismo energetico

Concetti generali del metabolismo energetico


Organismi viventi

  • Organismi autotrofi (batteri fotosintetici e le piante superiori) usano l’anidride carbonica dell’atmosfera come fonte di atomi di carbonio.
  • Organismi eterotrofi usano come fonte di atomi di carbonio molecole organiche come il glucosio.

Vie metaboliche

  • Una via metabolica è costituita da una sequenza di reazioni catalizzate da enzimi.
  • Gli intermedi chimici di una via metabolica sono definiti metaboliti.
  • Le vie metaboliche possono essere lineari o ramificate (convergenti cicliche e divergenti).

Catabolismo e anabolismo

  • L’insieme delle reazioni di degradazione viene chiamato catabolismo.
  • L’insieme delle reazioni biosintetiche viene chiamato anabolismo.
  • Il catabolismo produce energia che è riutilizzata nelle reazioni anaboliche secondo lo schema mostrato in figura. Le interconnessioni energetiche tra catabolismo ed anabolismo sono spiegate in dettaglio nel video.

Relazioni energetiche tra vie anaboliche e vie cataboliche

Le vie cataboliche generano energia in forma di ATP, NADH, NADPH e FADH2. Queste molecole sono usate nelle vie anaboliche per convertire le molecole precursori in macromolecole cellulari.

Relazioni energetiche tra vie anaboliche e vie cataboliche

Relazioni energetiche tra vie anaboliche e vie cataboliche

Organizzazione delle vie metaboliche

Organizzazione delle vie metaboliche


Le sostanze nutrienti

  • Le sostanze nutrienti si possono dividere in macronutrienti e micronutrienti.
  • I macronutrienti sono proteine, lipidi e carboidrati.
  • I micronutrienti sono acqua, sali e vitamine.

I carboidrati

  • I carboidrati vengono trasformati in altri carboidrati, in amminoacidi ed in lipidi.
  • La degradazione dei carboidrati produce ATP e potere riducente (NADH).
  • I carboidrati possono essere immagazzinati sotto forma di glicogeno.
  • Le diverse funzioni dei carboidrati sono schematizzate in figura.
  • La descrizione dettagliata del metabolismo dei carboidrati è fornita nelle lezioni 13-16.

Funzione dei carboidrati

I carboidrati sono le sostanze nutrienti più versatili. Sono trasformati in altri carboidrati, in amminoacidi e in lipidi.

Funzione dei carboidrati

Funzione dei carboidrati


Le proteine

  • Il catabolismo delle proteine produce amminoacidi.
  • L’utilizzo degli amminoacidi è schematizzato in figura.
  • La descrizione dettagliata del metabolismo delle proteine è fornita nelle lezioni 22-24.

Acidi grassi

I lipidi svolgono il ruolo di deposito di energia. Un ulteriore ed importante impiego è la formazione delle membrane biologiche.

Funzione degli amminoacidi

Funzione degli amminoacidi


I lipidi

  • I lipidi hanno il ruolo di deposito di energia.
  • I lipidi hanno un ruolo strutturale nella formazione delle membrane biologiche.
  • Le funzioni dei lipidi sono schematizzate in figura. La descrizione dettagliata del metabolismo dei lipidi è fornita nelle lezioni 18-21.

Funzione degli amminoacidi

Sono utilizzati nella sintesi di proteine, ma hanno anche altre funzioni: cedono l’azoto necessario alla formazione dei composti azotati.

Acidi grassi

Acidi grassi


Regolazione delle vie metaboliche

  • La regolazione delle reazioni cataboliche ed anaboliche avviene in maniera concertata, secondo quanto spiegato nel video.
  • Le vie cataboliche e anaboliche che collegano gli stessi composti di partenza e prodotti finali hanno almeno una delle tappe catalizzata da enzimi diversi, che sono soggetti ad una regolazione separata.
  • Le vie anaboliche e cataboliche che collegano gli stessi composti hanno spesso localizzazioni intracellulari diverse.
Principali meccanismi di regolazione delle vie metaboliche

Principali meccanismi di regolazione delle vie metaboliche


Livelli di regolazione delle vie metaboliche

Le vie metaboliche sono regolate secondo tre livelli di regolazione descritti nel video:

  • Regolazione allosterica (vedi lezione 8)
  • Regolazione ormonale
  • Regolazione della concentrazione enzimatica
Principali meccanismi di regolazione delle vie metaboliche

Principali meccanismi di regolazione delle vie metaboliche


Prossima lezione

Il trasferimento di gruppi fosforici e l’ATP

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