Respirazione cellulare e sintesi dell’acetilCoA

In presenza di ossigeno, il piruvato, (2-ossopropanoato CH3COCOO), viene ossidato completamente a composti poveri di energia come H2O e CO2 attraverso il processo noto complessivamente come respirazione cellulare, processo, che passa attraverso tre stadi: la formazione dell’acetilcoenzima A, il ciclo di Krebs e la fosforilazione ossidativa. Nel primo stadio il piruvato si trasforma in acetile  CH3CO attraverso reazioni successive che comprendono  deidrogenazione e decarbossilazione.

Il gruppo acetile viene trasferito  ad un accettore, il coenzima A per produrre l’acetilcoenzima A ad alta energia. Il secondo stadio, dello anche ciclo dell’acido citrico, è la fase conclusiva dell’ossidazione delle molecole di partenza . mentre le reazioni enzimatiche della glicolisi avvengono secondo una sequenza lineare,  nel ciclo di Krebs avvengono in maniera ciclica a causa della resistenza all’ossidazione dell’acetile.

Il terzo stadio, la fosforilazione ossidativa, è un esempio di trasmissione di energia libera mediante gradiente di protoni. Attraverso questi tre stadi che avvengono nei mitocondri la cellula riesce a ricavare dal glucosio una quantità di ATP che è maggiore di quella ottenibile dalla sola glicolisi. E’ per questo motivo che i mitocondri sono stati denominati la centrale energetica della cellula. Dato che la struttura di questi organelli cellulari svolge un ruolo fondamentale nel processo di respirazione cellulare, è utile, considerarne la loro struttura.

cell_mitochondria

I mitocondri sono organuli presenti nel citoplasma di tutte le cellule animali e vegetali a metabolismo aerobio. Mancano solo nelle cellule procariotiche, cioè i batteri, dove le funzioni .respiratorie vengono espletate da proteine enzimatiche contenute nella membrana cellulare e nelle sue invaginazioni, dette mesosomi. I mitocondri sono costituiti da due membrane,interna e esterna procedendo dall’esterno interna ed esterna, separate tra loro da uno spazio, delimitano la camera interna, fungendo  così a guscio. Dal punto di vista strutturale queste membrane sono elastiche e flessibili.

Evidenze sperimentali dimostrano che tali membrane sono di tipo lipidiche. Procedendo dall’esterno, troviamo in successione: membrana esterna, a struttura trilaminare formate da proteine globulari che rappresentano il 60% della membrana esterna e sono localizzate nello spessore dello strato lipidico che a sua volta rappresenta il 40%. Le proteine si dispongono in modo da delimitare dei pori atti a facilitare il passaggio bidirezionale di metaboliti con peso molecolare inferiore a 10000 u.m.a.
La membrana esterna contiene numerosi enzimi: alcune transferasi, alcune chinasi, ATP acetili-CoA sintetasi, citocromo b, NADH, citicromo b reduttasi. La membrana interna ha un’organizzazione diversa da quella esterna. Non solo ha una particolare ricchezza in proteine (80%) e una relativa povertà in lipidi (20%) , ma possiede una sua organizzazione molecolare. Contiene gli enzimi responsabili delle reazioni di ossidazione che liberano energia necessaria alla fosforilazione ossidativa cioè alla formazione di ATP a partire da ADP. Vi è poi la membrana interna che rappresenta la matrice mitocondriale.

La membrana interna presenta le creste mitocondriali , invaginazioni a forma di tubuli che penetrano in profondità nella matrice mitocondriale.

Queste accrescono notevolmente la superficie di contatto della membrana e si estendono nella matrice, la parte più interna del mitocondrio. Lo spazio compreso tra la membrana esterna e quella interna è denominato compartimento esterno per distinguerlo dalla matrice che costituisce il compartimento interno. La camera interna è lo spazio della matrice mitocondriale delimitato dalla membrana interna, compreso tra le creste mitocondriali. La matrice è finemente granulare e la sua densità varia in funzione dello stato funzionale.

Condividi
Avatar

Author: Chimicamo

Share This Post On