Fotosintesi

Fotosintesi

- ATP accumula energia sottoforma di legami covalenti fra gruppi di fosfato.

- NADP = Nicotinammide adenin dinucleotide fosfato.

- NAD = Nicotinammide adenin dinucleotide.

- NADP + 2e + H = NADPH.

- NAD + 2e + H = NADH.

- Cloroplasti e mitocondri = organuli che ricaricano i trasportatori di energia.

- La fotosintesi:

1. Energia solare (energia di legame).
2. Sintetizzazione di molecole complesse.
3. Avviene nei cloroplasti (vedi ura).
4. Le membrane e lo spazio tilacoidale ospitano enzimi e molecole per trasformare l'energia luminosa in energia dei trasportatori ATP e NADPH.
5. Nello stroma si trovano enzimi adibiti alla produzione di zuccheri.
6. FASE LUMINOSA: richiede la presenza di luce, che viene catturata tramite fotosistemi (es. clorofille e carotenoidi), che sono formati da antenna e centro di reazione. Questa fase inizia dal Fotosistema II (grazie ad esso i protoni sono più abbondanti nello spazio tilacoidale che nello stroma): quando questo è esposto alla luce, gli elettroni di una molecola di clorofilla acquistano energia e la molecola è in grado di donare elettroni alle proteine accettrici della catena di trasporto; il fotosistema II ripristina gli elettroni persi ossidando una molecola d'acqua: 2H2O -> 4H + 4e + O2. Poi il fotosistema I riceve gli elettroni generati dal fotosistema II che sono giunti lì tramite la catena di trasporto.
7. FASE AL BUIO: fase indipendente dalla luce. Qui ATP e NADPH sono utilizzati per sintetizzare zuccheri. Ciò avviene nel ciclo di Calvin in assenza di luce. 3 giri del ciclo di Calvin formano una molecola di gliceraldeide 3-fosfato. Questo è l'unità chimica base per produrre zuccheri: una parte di gliceraldeide 3-fosfato rimane nei cloroplasti per essere trasformata in amido, l'altra viene trasferita nel citoplasma per produrre saccarosio.

- Il catabolismo:

1. Glicolisi -> reazioni chimiche che avvengono nel citosol e forniscono ai mitocondri substrati per sintetizzare ATP. Lo zucchero viene trasportato nei mitocondri. Il guadagno di questa reazione è di 2ATP + 2NADH. Il piruvato viene trasferito nei mitocondri. La glicolisi avviene in assenza di ossigeno, quindi le sue reazioni sono dette anaerobiche. Alcuni organismi utilizzano la glicolisi per la produzione di ATP con un processo chiamato fermentazione, dove il piruvato viene trasformato in alcol etilico e CO2. Nei muscoli invece il piruvato diventa acido lattico. Però, nella maggior parte degli organismi la produzione di ATP dipende dai mitocondri, con un processo chiamato respirazione aerobica e permette di ottenere molte più molecole di ATP.
2. Ciclo di Krebs -> Negli organismi aerobi tutte le reazioni successive alla produzione del piruvato avvengono nei mitocondri. Al loro interno, il piruvato è trasformato in CO2 e AcetilCoA, che costituisce il substrato per una sequenza di otto reazioni di ossidazione, il ciclo di Krebs, che avviene nella matrice mitocondriale.
3. Fosforilazione -> Le molecole di NADH prodotte dal ciclo di Krebs donano i loro elettroni ad alta energia alle catene di trasporto comprese nella membrana mitocondriale interna. Attraverso una serie di ossidazioni intermedie, gli elettroni arrivano all'accettore finale di elettroni, che è l'ossigeno molecolare. Il flusso di elettroni lungo la catena è accoppiato alla fosforilazione di ADP in ATP da parte dell'enzima ATP sintetasi. L'intero processo è definito fosforilazione ossidativa.
4. La respirazione aerobica produce più di 30 ATP per ogni molecola di glucosio.