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QUESTA PROMO SCADE TRA
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COME FUNZIONA?
NADH,
il corriere mitocondriale
Il coenzima 1
NAD+ / NADH
Il ruolo di NAD e FAD nella produzione di energia nelle cellule
Nelle nostre cellule, l'energia contenuta nei nutrienti (zuccheri, grassi, proteine) non può essere usata direttamente per il lavoro biologico. Deve essere prima convertita in ATP (adenosina trifosfato), la vera e propria "moneta energetica" cellulare.
In questo processo, i coenzimi NAD+ e FAD agiscono come dei vero e proprio "accumulatori molecolari":
Durante i processi catabolici (Glicolisi, beta-ossidazione e Ciclo di Krebs), essi catturano idrogeno ed elettroni ad alta energia, riducendosi nelle loro forme ricche di energia: NADH e FADH2.
Successivamente, questi coenzimi si dirigono verso la membrana mitocondriale interna per innescare la fosforilazione ossidativa.
La Catena di Trasporto degli Elettroni
La membrana mitocondriale interna ospita quattro complessi proteici principali (I, II, III, IV) e due trasportatori mobili, Ubichinone (Q10) e Citocromo c. I coenzimi ridotti liberano qui i loro elettroni:
- Ingresso di NADH (Complesso I): Il NADH si ossida cedendo 2 elettroni al Complesso I (NADH-ubichinone ossidoreduttasi), rigenerando NAD+. La reazione libera energia sufficiente per pompare 4 protoni H+ dalla matrice allo spazio intermembrana.
- Ingresso di FADH2 (Complesso II): Il FADH2 cede i suoi elettroni al Complesso II (Succinato deidrogenasi). Poiché il potenziale energetico di questi elettroni è leggermente inferiore, questo complesso non pompa protoni.
- Flusso lungo i Complessi III e IV: Gli elettroni vengono trasferiti al Complesso III attraverso l'ubichinone (pompando altri 4 H+, e infine al Complesso IV tramite il citocromo c (pompando ulteriori 2 H+.
- Accettore finale: Al termine del circuito, nel Complesso IV, gli elettroni si combinano con l'ossigeno molecolare (O2) e i protoni della matrice per formare molecole di acqua H2O. Senza ossigeno, la catena si blocca completamente.
Il Gradiente Elettrochimico e la Chemiosmosi
Il continuo e incessante pompaggio di protoni da parte dei complessi I, III e IV accumula un surplus di carica positiva e una forte concentrazione di H+ nello spazio intermembrana. Si genera così una potente forza proton-motrice, ossia un gradiente elettrochimico tra l'esterno e la matrice mitocondriale.
Poiché la membrana interna è del tutto impermeabile ai protoni, l'unico modo per loro di rientrare nella matrice secondo gradiente è attraversare un canale altamente specifico: l'ATP sintasi (Complesso V), azionandone il meccanismo catalitico.
Sintesi Finale di ATP (Complesso V)
L'ATP sintasi funziona esattamente come una micro-turbina idroelettrica ad altissima efficienza molecolare: Il flusso di protoni attraversa la porzione trasmembrana del motore (F0), mettendola in costante rotazione meccanica. La rotazione modifica la conformazione della testa catalitica (F1), fornendo la spinta energetica necessaria per legare un gruppo fosfato inorganico (Pi) ad una molecola di ADP e generare nuova energia.
