METABOLISMO

Buongiorno a tutti carissimi lettori e lettrici :), lo so avevo detto che i prossimi post sarebbero stati dedicati  a alcune particolarità della genetica come malattie e altri argomenti.
Ma in queste ore ho cambiato idea, nel PC ho trovato vecchie bozze di post sul metabolismo che volevo inserire cosi ho deciso di iniziare con quello,ovviamente dopo averle revisionate e completate con tanto di immagini, premetto che è un argomento molto grande e mi occuperà parecchio tempo ma cercherò di scrivere tutto in modo dettagliato ma semplice. :)

Il metabolismo è un enorme branca di quello che compone la biochimica, tutto quello visto fino ad ora è per lo più studio di macromolecole prese singolarmente, il metabolismo studia come queste agiscono nel loro ambiente che è la cellula.

Metabolismo dal greco significa cambiamento, il cambiamento che si intende nel nostro organismo in questo caso è la produzione di energia partendo da macromolecole, o la fabbricazione di macromolecole utili per il nostro organismo.

Il metabolismo è un complesso concetto che si articola in due differenti categorie

CATABOLISMO, cioè degradazione di grosse molecole, è un processo ossidativo che porta grandi molecole o meno come per esempio il glucosio a formare piccole molecole come la CO₂, durante questo processo viene dispersa energia che in parte diventa calore ma in maggior quantità viene immagazzinata in alcune molecole che sono dette molecole ad alta energia.

ANABOLISMO,  consiste nella ricombinazione di piccole  molecole in grandi macromolecole, come il processo di formazione di una proteina che consiste nel assemblaggio di piccoli monomeri, gli amminoacidi. Questi processi consumano energia.

Le reazioni del metabolismo, il catabolismo e l’anabolismo, sono interconnesse tra di loro, questo perché l’energia sviluppata dai processi ossidativi del catabolismo viene sfruttata negli altri processi di anabolismo.

Tutte le razioni metaboliche avvengono al interno delle cellule, principalmente al interno del citoplasma.

Le vie metaboliche più note sono quelle del carbonio, dove partendo dalla  molecola di glucosio prelevata da polimeri di riserva, avviene un processo fermentativo chiamato glicolisi che forma il piruvato e da li poi altri processi metabolici trasformano il piruvato in anidride carbonica e energia.

Qui vi lascio un immagine esplicativa e molto semplice di cosa succede al interno del corpo, dove vengono rappresentati i prodotti di questo complicatissimo processo.

L’energia sviluppata deve essere necessariamente immagazzinata in qualche molecola per essere poi utilizzata, queste molecole sono chiamate molecole ad alta energia, e vengono utilizzate per attivare enzimi o interi processi sintetici.

MOLECOLE AD ALTA ENERGIA

La prima molecola ad alta energia che si conosce è  ATP cioè Adenintrifosfato, la presenza di tre gruppi fosfato l’uni cosi vicino all’altro necessità di una buona quantità di energia per tenere la struttura stabile,  questo perché ogni gruppo porta un ossigeno carico negativamente, che crea una repulsione elettrostatica che per essere stabilizzata richiede energia.

 i legami che tengono uniti i gruppi fosfato sono i legami fosfodiesteri.

L’energia che liberano dal legame si calcola mediante il calcolo dell’energia libera in condizioni standard per l’omeostasi del organismo  ( per pressioni e temperatura).

La base della molecola è l’adenosina, una struttura alla quale si legano i gruppi fosfato.

Una tipica reazione dove l’ATP viene usato è quella dove  gli amminoacidi di legano per formare un dipeptide, questa reazione è termodinamicamente sfavorita e l’energia necessaria per la reazione è fornita dalla scissione di ATP in ADP.

Per riformare l’ATP  sfruttato ci sono delle vie biosintetiche di reazione  chiamata respirazione cellulare, dove dopo vari processi ossidativi, l’energia sviluppata grazie ad alcune proteine permette di riformare il legame fosfodiesterico.

(è proprio qui dove entra il concetto di metabolismo per come solitamente lo intendiamo noi cioè quello di produrre energia, il nostro corpo è programmato anche per poter riciclare ATP usata sfruttando quello che noi introduciamo dal esterno)

Un'altra molecola ad alto contenuto energetico è il PEP, cioè il Fosfoenolpiruvato.

 questo è un intermedio della reazione di glicolisi, ed è un intermedio altamente energetico per via del  legame fosforo.

 TRASPORTATORI DI ELETTRONI.

Durante le vie biosintetiche ci sono delle reazioni dove avviene un processo di ossidoriduzione e che quindi c’e qualcosa che si ossida e altro che si riduce, il punto saliente è che per queste reazione ci deve essere qualcosa che porta e trasferisce elettroni o che è in grado di accettarli, queste molecole sono il NAD (Nicotin Ammide Dinucleotide) e il FAD (Flavina Adenina Dinucleotide)

Queste due molecole vengono prodotte dalla cellula e cooperano con gli enzimi e sono loro stessi enzimi ossidoriduttivi (quindi sono anche a tutti gli effetti cofattori) le proprietà dei due sono differenti per esempio il FAD si lega agli enzimi con cui opera il NAD invece no, mentre il FAD ancora rilascia radiazioni durante il suo processo di ossidoriduzione, prendendo in carico gli elettroni con il quale si riduce in modo diverso rispetto al FAD.
Alcuno intemedi del ciclo di Krebs sono i mattoni per formare queste molecole che sono sempre presenti quando avviene un processo ossidoriduttivo, in modo tale da "assorbire" gli elettroni che un ossidazione da e "cedere" elettroni a una reazione riduttiva che altrimenti non avviene.

Con questo concludo il post nella quale ho introdotto i concetti, il significato, e tutte le molecole FONDAMENTALI per comprendere attraverso quali step e che trasformazioni il cibo che noi introduciamo che si compone di lipidi carboidrati e proteine diventi energia per il nostro corpo, ho intenzione di spiegare come queste tre classi di macromolecole si trasformino per dare energia al corpo, al prossimo post :)