{"id":13827,"date":"2018-07-02T20:07:10","date_gmt":"2018-07-02T18:07:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/?p=13827"},"modified":"2024-02-12T22:24:47","modified_gmt":"2024-02-12T21:24:47","slug":"i-trasportatori-di-energia-allinterno-della-cellula-atp-nad-e-fad","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/i-trasportatori-di-energia-allinterno-della-cellula-atp-nad-e-fad\/","title":{"rendered":"I trasportatori di energia all’interno della cellula – ATP, NAD e FAD"},"content":{"rendered":"\n

Il trasportatore universale di energia metabolica nei sistemi biologici \u00e8 l\u2019ATP<\/strong> (Adenosina trifosfato). In realt\u00e0 non esiste solo l\u2019ATP come molecola energetica; ci sono molecole che contengono un livello di energia anche pi\u00f9 elevato rispetto a quello dell\u2019ATP. La differenza tra queste molecole e l\u2019ATP \u00e8 che le cellule, durante il corso dell\u2019evoluzione, hanno premiato l\u2019ATP come trasportatore universale di energia anche se i sistemi biologici avrebbero potuto scegliere un altro tipo di molecola.
Le scelte evolutive in molti casi sono casuali e probabilmente \u00e8 stata casuale la scelta dell\u2019ATP come trasportatore universale di energia.<\/p>\n\n\n

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Fonte: Wikipedia<\/a><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Un qualsiasi nucleotide<\/strong> \u00e8 formato da una base azotata, legata con legame N-\u03b2-glicosidico con la porzione centrale del nucleotide che \u00e8 uno zucchero pentosio, sul carbonio numero 1 dello zucchero. Sul carbonio numero 5, invece, si lega la porzione restante del nucleotide, ossia i gruppi fosfato.
I legami fosfo-anidridici tengono uniti il secondo e il terzo gruppo fosfato che si chiamano rispettivamente \u03b2 e \u03b3. Oltre all’ATP pu\u00f2 essere utilizzato come trasportatore il GTP che \u00e8 isoenergetico in quanto l\u2019energia non deriva dalla differente base azotata ma dai gruppi fosforici, che sono uguali. Quando si rompe un legame fosfo-anidridico<\/strong> vengono liberati circa 30,5 kJ\/mol, corrispondenti a circa 7,5 kcal\/mol (1 kcal = 4,186 kJ).<\/p>\n\n\n

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In una molecola di ATP o di GTP o in un qualsiasi nucleoside trifosfato abbiamo a disposizione due legami fosfo-anidridici, quindi 30,5 kJ\/mol va moltiplicato per due. Il legame tra il primo gruppo fosfato (\u03b1) e lo zucchero \u00e8 fosfodiesterico: si forma tra un carbonio alcolico (carbonio 5 del ribosio nell\u2019ATP) e il gruppo fosforico (paragonabile, reattivamente, a un gruppo carbossilico). Questa reazione chimica \u00e8 caratterizzata da un contenuto di energia inferiore rispetto al legame fosfo-anidridico.<\/p>\n\n\n\n

Altre molecole trasportatrici di energia (contenitori temporanei di energia che servono poi per la sintesi di ATP) sono le forme ridotte dei coenzimi NAD+<\/sup> e FAD+<\/sup> che, quando si riducono, diventano NADH + H+ <\/sup>e FADH2<\/sub>.
Tutte le reazioni che avvengono nelle cellule hanno degli scopi ben precisi, nulla avviene a caso. Soltanto molto raramente si possono percorrere all\u2019interno della cellula i cosiddetti cicli futili. Per esempio degradare una molecola per riformarla subito dopo pu\u00f2 servire soltanto per generare del calore all\u2019interno nella cellula.<\/p>\n\n\n

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Le reazioni redox<\/strong> sono caratterizzate da un flusso di elettroni, che si traduce in flusso di energia; oltre al flusso di elettroni c\u2019\u00e8 uno spostamento di protoni. In biochimica tutte le reazioni redox prevedono uno spostamento di elettroni accompagnato da uno spostamento di protoni. Poich\u00e9 un elettrone e un protone costituiscono l\u2019atomo di idrogeno, durante queste fasi redox del metabolismo c\u2019\u00e8 uno spostamento di atomi di idrogeno. Tanto \u00e8 vero che moltissimi enzimi che catalizzano le reazioni redox hanno l\u2019appellativo di deidrogenasi<\/strong>, cio\u00e8 rimuovono uno o pi\u00f9 atomi di idrogeno da un substrato spostandolo\/i su un altro substrato per formare il prodotto.<\/p>\n\n\n\n

Quindi i coenzimi ridotti NADH e FADH2 <\/sub>rappresentano dei trasportatori temporanei di energia. Sono capaci di sintetizzare varie molecole di ATP per la modalit\u00e0 con cui trasferiscono energia alla catena di trasporto degli elettroni.
Dal loro contenuto energetico, per le leggi della termodinamica secondo le quali non tutta l\u2019energia che \u00e8 presente su una molecola o che comunque \u00e8 a disposizione pu\u00f2 essere trasformata in lavoro, possiamo ottenere 2,5 molecole di ATP dal NADH e un po\u2019 meno dal FADH2<\/sub> (dipende dal punto di ingresso nella catena respiratoria).<\/p>\n\n\n

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Nella cellula esistono dei substrati come il fosfoenolpiruvato ad elevato contenuto energetico, anche chiamati substrati ad elevato potenziale di trasferimento<\/strong> del gruppo fosforico. Anche se sono meglio descritti come \u201cad elevato contenuto di energia<\/strong>\u201d perch\u00e9 quello che viene trasferito non \u00e8 tanto il gruppo fosforico quanto l\u2019energia che serve per formare il legame fosfo-anidridico. Il fosfoenolpiruvato \u00e8 un intermedio della via glicolitica, cos\u00ec come l\u20191-3-bisfosfoglicerato, ed \u00e8 ad alto contenuto energetico. Il contenuto energetico di queste due molecole (circa 60 kJ\/mol) \u00e8 molto maggiore dell\u2019ATP perch\u00e9 questa energia che viene liberata non pu\u00f2 essere utilizzata al 100% secondo i principi della termodinamica. Un altro esempio classico di substrato ad alto contenuto energetico \u00e8 il succinil-coenzima A che troviamo nel ciclo di Krebs e la cui energia risiede nel legame tioestere che si forma tra uno dei gruppi carbossilici del succinato e il gruppo tiolico del coenzima A. La fosfocreatina<\/strong>, che si trova a livello muscolare, \u00e8 un magazzino di energia per l\u2019apparato muscolare.<\/p>\n\n\n\n

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Fonte: I principi di biochimica di Lehninger.<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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