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Natura Mediterraneo
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nicotinammide
Utente Senior
Città: Milano - Palermo
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 Inserito il - 28 dicembre 2011 : 19:52:23
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ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP)
IN QUESTO POST Saro' RIPETITIVO MA L'ARGOMENTO PER MOLTI NON E' SEMPLICISSIMO ED E' IMPORTANTE CAPIRE PIANO PIANO DEI CONCETTI FONDAMENTALI DI CUI NON SI PUO' FARE A MENO.
Nel precedente post ho descritto i nucleotidi come le unità strutturali degli acidi nucleici DNA ed RNA. In natura però i nucleotidi non formano solo catene polinucleotidiche (sequenze di nucleotidi legate tra loro per mezzo di legami fosfodiesterici) ma possono anche esistere singolarmente. Qual'è la loro funzione come singole molecole? Sono vettori di energia chimica e il più importante nucleotide con questa funzione è l'ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP). Vediamo che cosa significa: la cellula per poter vivere, ossia per fare avvenire tutte le reazioni cellulari coinvolte in importantissimi processi come la mitosi, la meiosi, il differenziamento cellulare, il movimento cellulare, la degradazione del glucosio, la sintesi delle sostanze ad essa necessarie per crescere e così via, ha bisogno di energia immediata o questi processi non possono avvenire e la cellula muore. Da dove la prende questa energia? Abbiamo accennato nei post precedenti che principalmente la prende dalla degradazione degli zuccheri (glucosio). Dopo che il glucosio è stato ossidato (degradato), tutta l'energia chimica liberata da questo processo viene CONSERVATA all'interno di nucleotidI chiamati ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP), vediamo di capire meglio di cosa si tratta.
Nel post precedente noi abbiamo approfondito l'ADENOSINA MONOFOSFATO (AMP), vi riporto l'immagine sotto:
Immagine:
55,4 KB
L'adenosina trifosfato altro non è che il nucleotide che vedete nell'immagine in alto con l'aggiunta di altri due gruppi fosfato:
Immagine:
53,7 KB
Notate che è tutto uguale, non è cambiato nulla, ci sono solo altri due gruppi fosfato in più per un totale di 3 gruppi fosfato --> appunto per questo il nostro nucleotide si chiama ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP). L'ATP rappresenta la moneta della cellula, è la batteria che permette alla cellula di vivere, quasi tutti i processi cellulari per potere avvenire richiedono energia immediata e questa energia è presa dall'ATP. Una cosa molto importante da ricordare è che l'ENERGIA CHIMICA è contenuta nei LEGAMI COVALENTI che tengono uniti i TRE GRUPPI FOSFATO:
Immagine:
84,2 KB
In alto in figura ho segnato in rosso i legami covalenti ricchi di energia.
Ora che sappiamo cos'è l'ATP cerchiamo di chiarire BENE quanto detto sopra:
PRIMA TAPPA ---> LA CELLULA RICAVA ENERGIA PRINCIPALMENTE DAGLI ZUCCHERI
SECONDA TAPPA ---> L'ENERGIA RICAVATA VIENE CONSERVATA NELL'ATP. Approfondiamo la seconda tappa, vediamo come fa la cellula a conservare l'energia nell'ATP: tutto parte dalla molecola di adenosina monofosfato (AMP) di cui abbiamo parlato e che rappresento in modo schematico in questo modo:
Immagine:
45,88 KB
Non ho fatto nulla di che, ho soltanto semplificato la molecola di adenosina monofosfato (AMP) che vedete in tutti i suoi particolari nella prima immagine di questo post e che abbiamo visto bene nel post precedente. Qui non ho fatto altro che semplificare ma è sempre la stessa molecola: in giallo vedete il gruppo fosfato, in rosa lo zucchero e in blu la base azotata adenina. Quando la cellula deve conservare l'energia ricavata da molecole energetiche come gli zuccheri inizia dall'AMP ---> la cellula prende un gruppo fosfato libero nel citoplasma e lo lega al gruppo fosfato dell'AMP che vedete in figura in alto. Questa reazione si chiama FOSFORILAZIONE ed è una reazione in cui viene appunto aggiunto un gruppo fosfato. Schematizzo quanto detto:
Immagine:
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Ricapitolando: la cellula prende l'energia ricavata dagli zuccheri e la conserva nella molecola di AMP in questo modo: viene aggiunto un gruppo fosfato a quello già esistente formando così una molecola di ADENOSINA DIFOSFATO (ADP) appunto perchè adesso ha 2 gruppi fosfato. E' importante capire che, la cellula, l'energia ricavata dagli zuccheri l'ha messa proprio nel LEGAME CHE SI FORMA E CHE TIENE UNITI I DUE GRUPPI FOSFATO. E' li che è presente l'energia, è li che viene CONSERVATA! Questo legame ve l'ho segnato in rosso nella molecola di ADP.
Il processo grazie al quale un gruppo fosfato viene aggiunto ad una molecola (nel nostro caso l'AMP) si chiama FOSFORILAZIONE.
Adesso che abbiamo il nostro ADP che cosa succede? La cellula è ancora in grado di conservare ulteriore energia attaccando un terzo gruppo fosfato alla molecola di ADP ----> come al solito l'energia verrà conservata nel LEGAME che si forma tra i gruppi fosfato e dal momento che adesso abbiamo 3 gruppi fosfato la molecola formata si chiama ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP). Ecco schematicamente:
Immagine:
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Quindi è nei legami dell'ATP disegnati in rosso che è conservata l'energia.
In realtà la sequenza di reazioni con cui la cellula arriva a conservare l'energia presa dagli alimenti nella molecola di ATP è un processo moooooolto più complesso e lungo che prende il nome di FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA e non mi sembra il caso di approfondirlo adesso. Ciò che ho scritto fino ad ora diciamo che sono le reazioni finali del processo trattate in modo semplificato. L'intento di questo post è infatti quello di farvi capire che i nucleotidi non formano solo DNA ed RNA ma sono importanti anche perchè è qui che viene conservata l'energia ricavata dalla cellula.
Ricapitolo nuovamente tutto per facilitare la comprensione e la memorizzazione:
PRIMA TAPPA ---> LA CELLULA RICAVA ENERGIA PRINCIPALMENTE DAGLI ZUCCHERI
SECONDA TAPPA ---> L'ENERGIA RICAVATA VIENE CONSERVATA NELL'ATP IN QUESTO MODO: la cellula prende una molecola di AMP, aggiunge ad esso un gruppo fosfato (fosforilazione) e nel legame che si forma conserva l'energia ricavata. Ha quindi origine una molecola con due gruppi fosfato detta adenosina difosfato (ADP). La cellula prende la molecola di ADP e attacca ad essa un terzo gruppo fosfato conservando ulteriore energia nel legame che si forma. La molecola finale con 3 gruppi fosfato è una molecola MOLTO RICCA DI ENERGIA chiamata ADENOSINA TRIFOSFATO (ATP).
PERCHE' LA CELLULA IMMAGAZZINA ENERGIA NELL'ATP?
Perchè da questa molecola può estrarla molto facilmente quando e come vuole in base alle necessità. Abbiamo detto che la cellula per vivere ha bisogno di continua energia importante per fare avvenire tutte le reazioni vitali MA non può ogni volta che ha bisogno di energia andare a degradare zuccheri perchè questo è un PROCESSO LUNGO, richiede tempo e "denaro", per questi motivi è preferibile per la cellula immagazzinare l'energia ricavata in molecole "a portata di mano", immediate e facili da gestire che sono appunto le molecole di ATP.
COME FA LA CELLULA A RICAVARE ENERGIA DALL'ATP?
La domanda è ovvia, se la cellula immagazzina energia qui è perchè prima o poi ne avrà bisogno e quando ne ha bisogno come la estrae? Grazie ad una reazione di idrolisi in cui usa una molecola d'acqua per STACCARE un gruppo fosfato dall'ATP in modo da prendere l'energia che aveva precedentemente conservato nel LEGAME del gruppo fosfato. Di conseguenza si formerà una molecola di ADP. Guardate lo schema in basso per capire meglio:
Immagine:
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Se la cellula ha ancora bisogno di energia può staccare un altro gruppo fosfato dall'ADP ricavando ulteriore energia dalla rottura del legame covalente. La molecola che si forma è questa volta l'adenosina monofosfato (AMP). Guardate lo schema in basso:
Immagine:
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Notate come la cellula può quindi ritornare alla molecola di partenza --> tutto il nostro discorso è partito dall'AMP e adesso torna nuovamente all'AMP.
IL CROLLO DELLE CONCENTRAZIONI DI ATP ---> E' LA MORTE DELLA CELLULA
Spero di essere stato abbastanza chiaro
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