La Glicolisi

Studiare pa B 60, 61

Glicolisi e respirazione cellulare

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 36 ADP 🡪 6 CO₂ + 6 H₂O + 36 ATP

L’intero processo si divide in:

Glicolisi

Ciclo di Krebs

Fosforilazione ossidativa

Nel citosol

Nella membrana mitocondriale

Nella creste mitocondriale

Sostanze povere di energia

Sostanza ricca di energia

Glicolisi e respirazione cellulare

Glucosio

2

Piruvato

Citosol

+ 2 ATP

CO₂

34 ATP

2

Acetil CoA

Ciclo di Krebs

Mitocondri

2 NADH

2 NADH

6 NADH

2 FADH₂

H₂O

O₂

36 ATP

Gli idrogeni e gli elettroni ad alta energia contenuta nei legami chimici del glucosio sono trasportati dal NADH e dal FADH₂ alla catena di trasporto degli elettroni.

La glicolisi

• La glicolisi è una via metabolica che, attraverso una serie di reazioni, converte il glucosio in due molecole di piruvato al fine di liberare energia.
• L’energia liberata è impiegata per la sintesi dell’ATP e per la riduzione del NAD⁺ a NADH.

• Le dieci tappe della glicolisi si possono raggruppare in due grandi fasi, una fase endoergonica e una fase esoergonica.

Fase endoergonica

Fase esoergonica

Gliceraldeide 3-fosfato (G3P)

La fase endoergonica.

• Le prime cinque tappe della glicolisi scindono il glucosio in due molecole a tre atomi di carbonio. Questa fase è endoergonica perché per avviare la reazione bisogna fornire energia sotto forma di ATP.
• Attraverso queste reazioni, due gruppi fosfato sono trasferiti sulla molecola di glucosio, trasformandolo in fruttosio 1,6 bifosfato, una molecola più instabile e reattiva.

• La fosforilazione serve anche a conferire ai composti intermedi della glicolisi una carica elettrica negativa che impedisce loro di uscire dalla cellula.
• A partire dal fruttosio 1,6-bifosfato si formano due molecole di gliceraldeide 3-fosfato (G3P), uno zucchero a tre atomi di carbonio.
• Nella fase endoergonica, quindi, la cellula consuma 2 ATP e produce 2 G3P.

La fase esoergonica.

• La fase esoergonica, costituita anche essa da cinque tappe, comporta la liberazione di energia chimica e la trasformazione della G3P in piruvato.
• Complessivamente si ha la sintesi di 4 molecole di ATP e la riduzione di 2 molecole di NAD⁺ a NADH.

Endoergonica

1 glucosio

2 Gliceraldeide 3-fosfato (G3P)

- 2 ATP

Esoergonica

2 G3P

2 piruvato

+ 4 ATP

+ 2 NADH

Fase preparatoria

Nella Fase di preparatoria della glicolisi una molecola di glucosio è convertita in due molecole di gliceraldeide-3fosfato, mediante l’utilizzo di due molecole di ATP.

Fosfofruttochinasi – (enzima allosterico) Enzima chiave della glicolisi, la sua attività aumenta quando l’ATP cellulare diminuisce.

La glicolisi è un processi di importanza cruciale per tutti gli organismi e per questo motivo deve essere finemente regolata: l’energia deve essere prodotta quando serve e solamente per il tempo necessario.

Livelli alti di ATP inibiscono l’enzima, mentre, livelli alti di ADP (carenza di energia) attivano l’enzima.

Nella Fase di produzione dell’energia due molecole di gliceraldeide-3fosfato sono trasformate in due molecole di piruvato, si formano 2 molecole di NADH e si produce energia sotto forma di 4 molecole di ATP.

G3P

La sintesi dell’ATP

La fosforilazione a livello del substrato

Nella quale si sfrutta una reazione in grado di fornire direttamente l’energia per la sintesi di una molecola di ATP.

La �fosforilazione ossidativa

Nella quale si sfrutta una cascata di processi di ossidoriduzione che permettono di sintetizzare la molecola di ATP tramite stati successivi.

Nelle cellule eucariote esistono due tipi principali di sintesi dell’ATP

La fosforilazione a livello del substrato

Il substrato è una molecola organica sulla quale agisce un enzima.

L’evoluzione della glicolisi risale agli albori della vita sulla terra

• La glicolisi è un processo comune a tutte le cellule per procurarsi l’energia necessaria alla loro attività vitale. La presenza di questa via metabolica in tutte le cellule, da quelle batteriche a quelle del nostro corpo, è un importante evidenza dell’origine comune dei viventi. Probabilmente gli antichi procarioti utilizzavano la glicolisi per produrre ATP molto prima che l’ossigeno si diffondesse nell’atmosfera terrestre.

L’evoluzione della glicolisi risale agli albori della vita sulla terra

• La localizzazione della glicolisi all’interno del citoplasma della cellula suggerisce la sua origine antica. Essa, infatti, non richiede alcuno degli organuli delimitati da membrane presenti nella cellula eucariote, evolutesi oltre un miliardo anni dopo quelle procariote.

L’evoluzione della glicolisi risale agli albori della vita sulla terra

• Si può dunque pensare che la glicolisi sia un retaggio metabolico delle cellule primitive, ancora utilizzato nella fermentazione e nel primo stadio della respirazione cellulare.

Fine