12._CATABOLISMO_PIANTE_E_ANIMALI
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DIFFFERENZA TRA CATABOLISMO NELLE PIANTE E NEGLI ANIMALI IL CATABOLISMO SONO TUTTE LE SEQUENZA METABOLICHE IN CUI LE SOSTANZE ORGANICHE NUTRIENTI (CARBOIDRATI, PROTEINE, GRASSI) VENGONO CONVERTITE IN PRODOTTI FINALI ORGANICI PIU’ SEMPLICI (ACIDO LATTICO) O INORGANICI (CO2, NH3) LE VIE CATABOLICHE RILASCIANO ENERGIA LIBERA IN PARTE CONSERVATA COME ATP E POTERE RIDUCENTE [NAD(P)H] TUTTE LE VIE CATABOLICHE DI PROTEINE, CARBOIDRATI E GRASSI, IN PIANTE ED ANIMALI, PORTANO ALLA LIBERAZIONE FINALE DI ENERGIA, ACQUA E BIOSSIDO DI CARBONIO QUINDI ESISTE UNA UNIVERSALITA’ NELLA OSSIDAZIONE DELLE MACROMOLECOLE AL FINE DI OTTENERE ENERGIA LE VIE DI OSSIDAZIONE SONO SEPARATE MA, COME GIA’ VISTO, PRESENTANO MOLTI INTERMEDI COMUNI CATABOLISMO DEI CARBOIDRATI Il glucosio rappresenta la principale sostanza nutriente per la maggior parte degli organismi ed occupa una posizione centrale nel metabolismo E’ un ottimo combustibile ed è un precursore molto versatile capace di generare molti intermedi, cioè materiali di partenza di vie biosintetiche Ad esempio, E. coli dallo scheletro carbonioso del glucosio può generare tutti gli amminoacidi, i nucleotidi, i coenzimi, gli acidi garssi e altri metaboliti Una differenza enorme tra gli organismi viventi è la diversa modalità di assunzione del glucosio Gli animali, ovviamente lo acquisiscono mediante la dieta, mentre le piante lo sintetizzano attraverso il processo fotosintetico. Anche la maggior parte dei micorganismi lo assumono dall’ambiente circostante Nei diversi organismi tuttavia la modalità di degradazione del glucosio è universalmente la stessa Nelle piante superiori e negli animali il gluosio ha tre destini principali: - Può essere conservato - può essere ossidato a piruvato (glicolisi) - può essere ossidato a pentosio mediante la via dei pentosi-fosfati La GLICOLISI rappresenta la via attraverso la quale passa il flusso più consistente di atomi di carbonio In alcuni tessuti o tipi di cellule dei mammiferi (eritrociti, midollo renale, cervello e spermatozoi) la demolizione del glucosio attraverso la glicolisi è la sola o la principale fonte di energia metabolica In alcuni tessuti specializzati delle piante (tuberi delle patate) ottengono la maggior parte dell’energia di cui hanno bisogno mediante la glicolisi Molti tipi di microrganismi anaerobi sono totalmente dipendenti da questa via per la produzione di energia Altri carboidrati possono entrare nel percorso glicolitico e subire le degradazioni che portano alla produzione di energia I più importanti sono i polisaccaridi di riserva come il GLICOGENO (negli animali) e l’AMIDO (nelle piante), i disaccaridi MALTOSIO, LATTOSIO, TREALOSIO e SACCAROSIO ed i monosaccaridi FRUTTOSIO, MANNOSIO e GALATTOSIO CATABOLISMO DEI LIPIDI Negli animali ed in molti batteri, l’ossidazione dei grassi sino ad Acetil-CoA è una delle vie essenziali per la produzione di energia I grassi assunti mediante l’alimentazione sono perlopiù trigliceridi che vengono degradati durante la digestione a GLICEROLO e ACIDI GRASSI Una volta assorbiti questi composti vengono quindi riutilizzati per sintetizzare importanti molecole come il colesterolo ed i fosfolipidi I trigliceridi vengono immagazzinati come riserva nel tessuto adiposo da cui vengono estratti all’occorrenza Gli acidi grassi ossidati sino ad Acetil-CoA vengono trasportati nel mitocondrio dove subiscono l’ossidazione completa sino a CO2 ed acqua e forniscono l’energia necessaria per la sintesi dell’ATP La piante superiori utilizzano invece l’Acetil-CoA come precursore biosintetico per la sintesi di molti composti (ad esempio glucosio, terpeni, ecc) Solo secondariamente la molecola dell’Acetil-CoA viene utilizzata per produrre energia (germinazione seme) CATABOLISMO DELLE PROTEINE Negli animali le proteine vengono degradate nel canale digerente nei 20 a.a. essenziali di cui sono costituite e vengono, quindi, assorbiti dall’organismo per generare le proteine necessarie per l’organismo Gli aminoacidi in eccesso vengono invece degradati in sostanze azotate (urea, ammoniaca ed acido urico) ed altri composti simili a quelli prodotti dalla degradazione dei carboidrati od i grassi Lo scheletro carbonioso proveniente dalla degradazione degli a.a. converte nelle stesse vie metaboliche fondamentali del metabolismo del carbonio Lo scheletro carbonioso che ne deriva può essere utilizzato nella via della GLUCONEOGENESI, per la produzione di glucosio o nella via DELL’ACIDO CITRICO per la produzione di energia Il gruppo amminico degli a.a. viene separato dallo scheletro carbonioso ed inviato in vie specializzate Le piante ossidano gli a.a. per produrre energia molto raramente (per non dire mai)
