FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA
Cos'é la fosforilazione Ossidativa?
La fosforilazione ossidativa è un processo biochimico cellulare per la produzione di ATP, negli eucarioti avviene presso le creste mitocondriali, mentre nei procarioti, ha luogo presso la membrana cellulare.
Si tratta della fase finale della respirazione cellulare, dopo glicolisi e ciclo di Krebs si sono formati
NADH e FADH2 sono molecole ricche di energia in quanto contengono una coppia di elettroni con un elevato potenziale di trasferimento.
Quando questi elettroni vengono donati all'ossigeno molecolare per formare acqua , viene liberata una grande quantità di energia libera che può essere sfruttata per la sintesi dell'ATP
1/2 O2 + 2H+ --> H2O + Energia (ATP)
Si tratta della fase finale della respirazione cellulare, dopo glicolisi e ciclo di Krebs si sono formati
NADH e FADH2 sono molecole ricche di energia in quanto contengono una coppia di elettroni con un elevato potenziale di trasferimento.
Quando questi elettroni vengono donati all'ossigeno molecolare per formare acqua , viene liberata una grande quantità di energia libera che può essere sfruttata per la sintesi dell'ATP
1/2 O2 + 2H+ --> H2O + Energia (ATP)
Dove e come avviene la fosforilazione ossidativa?
La fosforilazione ossidativa, avviene a livello delle creste mitocondriali (vedi figura a fianco), ossia dei ripiegamenti della membrana interna del mitocondrio.
Essa consiste nel trasferimento degli elettroni dell’idrogeno del NADH a una catena di trasporto (detta catena respiratoria), formata da citocromi (particolari pigmenti), fino all’ossigeno, che rappresenta l’accettore finale. Il passaggio degli elettroni comporta la liberazione di energia che viene immagazzinato nei legami dei gruppi fosfato nella sintesi di di ATP.
Come viene prodotto l'ATP?
La sintesi di tali molecole viene operata dall’enzima ATP sintetasi (costituita da due unità principali dette Fo ed F1), avviene attraverso un processo detto chemiosmosi, e sfrutta l’energia liberata da un flusso di ioni idrogeno H+ che si spostano attraverso la membrana del mitocondrio secondo il loro gradiente di concentrazione.Dalla riduzione dell’ossigeno e dagli ioni H+ che si formano dopo il trasferimento degli elettroni dal NADH e dal FADH, derivano molecole di acqua che si aggiungono a quelle prodotte con il ciclo di Krebs.
Come si genera il flusso di H+?
Il trasferimento degli elettroni, operato da vari trasportatori, produce la contemporanea traslocazione di protoni (H+) al di fuori della matrice mitocondriale verso lo spazio inter-membrana con l’aumento della loro concentrazione in questa sede. Per il fenomeno della chemiosmosi dovuto alla loro concentrazione, questi ritornano verso la matrice dove mettono a disposizione la loro energia per la sintesi di ATP.
Quanto ATP si forma?
Per ogni molecola di NADH ossidata vengono prodotti in totale 2,5 molecole di ATP. Per ogni molecola di FADH2 sono invece prodotte 1,5 molecole di ATP.
Attraverso l'ossidazione glicolitica di una molecola di glucosio, la successiva conversione delle molecole di piruvato in acetil-CoA e infine il ciclo di Krebs sono sintetizzate in tutto 10 molecole di NADH e 2 di FADH2. Il valore energetico immagazzinato in queste molecole viene convertito in un totale di 28 molecole di ATP per la sola Fosforilazione (36 in tutta la respirazione).
Essa consiste nel trasferimento degli elettroni dell’idrogeno del NADH a una catena di trasporto (detta catena respiratoria), formata da citocromi (particolari pigmenti), fino all’ossigeno, che rappresenta l’accettore finale. Il passaggio degli elettroni comporta la liberazione di energia che viene immagazzinato nei legami dei gruppi fosfato nella sintesi di di ATP.
Come viene prodotto l'ATP?
La sintesi di tali molecole viene operata dall’enzima ATP sintetasi (costituita da due unità principali dette Fo ed F1), avviene attraverso un processo detto chemiosmosi, e sfrutta l’energia liberata da un flusso di ioni idrogeno H+ che si spostano attraverso la membrana del mitocondrio secondo il loro gradiente di concentrazione.Dalla riduzione dell’ossigeno e dagli ioni H+ che si formano dopo il trasferimento degli elettroni dal NADH e dal FADH, derivano molecole di acqua che si aggiungono a quelle prodotte con il ciclo di Krebs.
Come si genera il flusso di H+?
Il trasferimento degli elettroni, operato da vari trasportatori, produce la contemporanea traslocazione di protoni (H+) al di fuori della matrice mitocondriale verso lo spazio inter-membrana con l’aumento della loro concentrazione in questa sede. Per il fenomeno della chemiosmosi dovuto alla loro concentrazione, questi ritornano verso la matrice dove mettono a disposizione la loro energia per la sintesi di ATP.
Quanto ATP si forma?
Per ogni molecola di NADH ossidata vengono prodotti in totale 2,5 molecole di ATP. Per ogni molecola di FADH2 sono invece prodotte 1,5 molecole di ATP.
Attraverso l'ossidazione glicolitica di una molecola di glucosio, la successiva conversione delle molecole di piruvato in acetil-CoA e infine il ciclo di Krebs sono sintetizzate in tutto 10 molecole di NADH e 2 di FADH2. Il valore energetico immagazzinato in queste molecole viene convertito in un totale di 28 molecole di ATP per la sola Fosforilazione (36 in tutta la respirazione).
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Come avviene il trasferimento degli elettroni?
Il trasferimento degli elettroni attraverso la catena respiratoria richiede l’intervento di enzimi detti deidrogenasi, che hanno la funzione di “strappare” l’idrogeno alle molecole donatrici (FADH e NADH), in modo che si producano ioni H+ ed elettroni per la catena respiratoria Sulla membrana interna del mitocondrio si trovano particolari molecole, capaci di accettare e donare elettroni e perciò dette trasportatori (citocromi, flavoproteine e coenzima Q). A queste il NADH e il FADH2, derivanti dal ciclo di Krebs, cedono i propri elettroni, convertendosi nella forma ossidata e potendo quindi essere riutilizzati in un nuovo ciclo. Il trasferimento di elettroni che si attiva lungo i trasportatori è un processo che libera energia, ed è responsabile della trasformazione dell’ossigeno (proveniente dalla respirazione) ad acqua, e della alta resa energetica della respirazione cellulare, in termini di sintesi di molecole di ATP.
Perché il trasporto di elettroni procede in questo modo?
La catena del trasporto degli elettroni procede versa destra, cioè verso l'ossigeno che ne sarà l'accettore finale per formare acqua.
Di fatto il processo di riduzione procede dal potenziale redox più basso a quello più alto, in altre parole ogni costituente la catena é ossidato dal successivo ed é ridotto dal precedente.. Si ha inoltre la fondamentale riossidazione del NADH e del FADH2 che devono intervenire come riducenti nel ciclo di Krebs.
Links Approfondimenti
fosforilazione ossidativa
catena respiratoria
mitocondri.
Perché il trasporto di elettroni procede in questo modo?
La catena del trasporto degli elettroni procede versa destra, cioè verso l'ossigeno che ne sarà l'accettore finale per formare acqua.
Di fatto il processo di riduzione procede dal potenziale redox più basso a quello più alto, in altre parole ogni costituente la catena é ossidato dal successivo ed é ridotto dal precedente.. Si ha inoltre la fondamentale riossidazione del NADH e del FADH2 che devono intervenire come riducenti nel ciclo di Krebs.
Links Approfondimenti
fosforilazione ossidativa
catena respiratoria
mitocondri.
