Vie del metabolismo cellulare: anabolismo e catabolismo, produzione di ATP

Il metabolismo cellulare comprende tutte le reazioni chimiche della cellula. Si distingue in due vie complementari.

Catabolismo e anabolismo

• Il catabolismo demolisce molecole complesse in molecole semplici e libera energia (reazioni esoergoniche); esempio: la respirazione cellulare.
• L'anabolismo costruisce molecole complesse da precursori semplici e richiede energia (reazioni endoergoniche); esempio: la sintesi proteica.

Le due vie sono collegate: l'energia liberata dal catabolismo viene usata per alimentare l'anabolismo tramite l'ATP.

ATP: moneta energetica

L'$ATP$ è formato da adenina, ribosio e tre gruppi fosfato. L'idrolisi del legame fosfato libera energia:

L'$ADP$ viene rifosforilato usando l'energia catabolica. Il ciclo ATP/ADP è continuo e vitale.

Respirazione cellulare

La demolizione del glucosio con $O_2$ è:

Avviene in tre fasi: glicolisi (citoplasma, 2 ATP netti), ciclo di Krebs (matrice mitocondriale, 2 ATP e trasportatori carichi), fosforilazione ossidativa (creste mitocondriali, circa 28 ATP). Le cellule non usano direttamente l'energia del glucosio, ma la convertono in ATP.