Appunti di biochimica: il ciclo dell'acido citrico

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Ecco una guida concernente appunti di Biochimica, sul ciclo dell'acido citrico. La funzione principale di questo ciclo, detto anche ciclo degli acidi tricarbossilici o di Krebs consiste nell'ossidare i gruppi di acetile che vi "ingranano", sotto forma di molecole di acetil- CoA. Le reazioni originate danno vita a un ciclo perché l'acetile non subisce direttamente l'ossidazione, ma dopo essere stato congiunto covalentemente con una molecola di maggiori dimensioni, L'ossaloacetato, che si rigenera al termine del ciclo.

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Osservando la figura accanto, è possibile vedere che questo ciclo ha inizio con la reazione tra acetil CoA e ossaloacetato da cui trae origine la molecola dell'acido tricarbossilico acido citrico. A questo punto ha luogo una serie di reazioni che hanno lo scopo di ossidare due degli atomi di carbonio del citrato a CO2, ricostituendo la molecola di ossoloacetato destinata a ripetere il ciclo. La CO2 prodotta dalle suddette reazioni diffonde fuori al mitocondrio e abbandona la cellula.

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In un altra porzione del mitocondrio l'energia trasportata da questi atomi di idrogeno attivati viene imbrigliata da reazioni che generano l'ATP; sono le successive reazioni della fosforilazione ossidativa a richiedere l'ossigeno molecolare dell'atmosfera. Il mitocondrio in sostanza è la centrale termica della cellula e al contempo la sede dell'ossidazione finale degli atomi di carbonio e di idrogeno che provengono dagli alimenti. Esso è il centro al quale tendono tutti i processi catabolici, abbiano essi inizio con gli zuccheri, con i grassi o con le proteine.

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Gli altri atomi di ossigeno necessari a produrre CO2 con i gruppi acetile che ingranano nel ciclo di Krebs non provengono dall'ossigeno molecolare, bensì dall'acqua. Nel corso di ogni ciclo si scindono tre molecole di acqua e i loro atomi di ossigeno servono a produrre la CO2, mentre una parte dei loro atomi di idrogeno entrano nelle molecole dei vari substrati e vengono eccitati a stati di energia superiore e trasferiti a molecole vettrici quali il NADH. Nel corso del ciclo di Krebs, l'energia resa disponibile dall'ossidazione dei legami C-H e C-C del citrato viene immagazzinata in modi diversi. In un dato momento del ciclo un meccanismo simile a quello descritto per glicolisi dà corpo a un legame fosfato ad alta energia. L'energia di ossidazione che viene catturata è incanalato nella trasformazione delle molecole trasportatrici di idrogeno nelle rispettive forme ridotte.

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Oltre al piruvato, infatti, anche gli acidi grassi e alcuni aminoacidi passano dal citosol e al mitocondrio, e vi sono trasformati in acetil-CoA o in uno degli altri intermedi del ciclo dell'acido citrico. Oltre a produrre l'ATP occorrente per numerose biosintesi il mitocondrio diventa anche il punto di partenza delle reazioni biosintetiche, producendo intermedi carboniosi essenziali, quali l'osseloacetato e l'x-chetoglutarato. Queste sostanze vengono restituite al citosol dal mitocondrio, dove fungono da precursori della sintesi di molecole altrettanto essenziali, come per esempio gli aminoacidi.

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