Biologia applicata: la produzione di energia

Il glucosio è la molecola organica principale nella produzione di energia sottoforma di ATP.
Le vie metaboliche per la produzione di energia agiscono per glicolosi, respirazione cellulare o fermentazione, dipendentemente dalla presenza di O2.

Glicolisi e respirazione cellulare
La glicolisi avvia il metabolismo del C6H12O6 producendo piruvato.
La respirazione cellulare è una reazione altamente esoergonica (1 molecola di piruvato → 32 molecole di ATP) e si serve del piruvato. Utilizza l'O2, quindi è aerobica (1 molecola di piruvato → 3 molecole di CO2). E' suddivisa in 3 tappe: ossidazione del piruvato, ciclo di Krebs (o dell'acido citrico) e catena di trasporto degli elettroni (o catena respiratoria).

Fermentazione
Non richiede O2, quindi è anaerobica, converte il piruvato in acido lattico o alcol etilico ancora carichi energeticamente. (1 molecole di piruvato → 2 molecole di ATP).

L'ossidoriduzione è un processo che trasferisce elettroni tra atomi, ioni, molecole. La riduzione è l'acquisto di elettroni; l'ossidazione è la perdita. Ossidazione e riduzione avvengono sempre insieme, il reagente in riduzione è l'agente ossidante e quello che si ossida è l'agente riducente.
L'ossidoriduzione è una delle reazioni chiave della glicolisi e della respirazione cellulare.

In che modo le vie metaboliche sono interconnesse e controllate?
Interconversioni cataboliche
Polisaccaridi vengono idrolizzati a glucosio; lipidi vengono divisi in glicerolo e acidi grassi, il glicerolo viene convertito in DAP, un intermedio della glicolisi, gli acidi grassi in acteil CoA neli mitocondri, sempre con ossidoriduzione a CO2; le proteine vengono idrolizzate in amminoacidi.

Interconversioni anaboliche
Molte vie cataboliche possono operare al contrario producendo glucosio (gluconeogenesi), l'acetil CoA può essere riconvertito in acidi grassi etc...

Il pool metabolico è la somma di tutte le molecole di una cellula e tende ad essere costante e in equilibrio (omeostasi metabolica). Viene turbato in casi particolari, come la denutrizione.


La fotosintesi
E' un processo metabolico che trasforma energia luminosa in energia presente nei vegetali. Necessita di H20 acquisita da radici e portata alle foglie. Queste hanno delle aperture chiamate stomi che raccolgono CO2 rilasciando H20 e 02.
Si articola in 2 vie. La reazione luminosa in cui la luce viene trasformata in ATP e trasportatori di elettroni. Le reazioni indipendenti dalla luce che usano ATP e CO2 per produrre zuccheri.