Obiettivi di apprendimento
Alla fine di questa sezione, sarai in grado di:
- Confrontare i processi di generazione di energia all’interno dei diversi tipi di cellule.
Tutti gli organismi viventi richiedono energia per eseguire i loro processi vitali. L’energia, come hai imparato prima nel capitolo sugli enzimi, è la capacità di fare lavoro o di creare qualche tipo di cambiamento. Avete familiarità o avete imparato a conoscere molti processi che possono richiedere energia:
- Movimento
- Riproduzione
- Mantenimento dell’omeostasi di molte condizioni diverse
- Acquisizione e digestione del cibo
- Produzione di proteine
Così come gli esseri viventi devono continuamente consumare cibo per rifornire le loro riserve di energia, le cellule devono continuamente produrre più energia per riempire quella usata dalle molte reazioni chimiche che richiedono energia che avvengono costantemente. Insieme, tutte le reazioni chimiche che avvengono all’interno delle cellule, comprese quelle che consumano o generano energia, sono indicate come il metabolismo della cellula.
Una cellula vivente non può immagazzinare quantità significative di energia libera. L’energia libera è l’energia che non è immagazzinata nelle molecole. Un eccesso di energia libera provocherebbe un aumento di calore nella cellula, che denaturerebbe gli enzimi e altre proteine, e distruggerebbe la cellula. Invece, una cellula deve essere in grado di immagazzinare energia in modo sicuro e rilasciarla per usarla solo quando è necessario. Le cellule viventi realizzano questo usando l’ATP, che può essere usato per riempire qualsiasi bisogno energetico della cellula. In che modo? Funziona come una batteria ricaricabile.
Quando l’ATP viene scisso, viene rilasciata energia. Questa energia è usata dalla cellula per fare lavoro. Per esempio, nel lavoro meccanico della contrazione muscolare, l’ATP fornisce energia per muovere le proteine muscolari contrattili.
L’ATP è una molecola dall’aspetto complesso, ma per i nostri scopi puoi pensarla come una batteria ricaricabile. L’ATP, la forma completamente carica della nostra batteria, è composta da tre fosfati (la parte “TP” di ATP significa “tri fosfato”) attaccati a uno zucchero e un’adenina (la parte “A” di ATP) (Figura 1). Quando l’ultimo fosfato si stacca dall’ATP, viene rilasciata energia. Il risultato è un singolo fosfato e una molecola chiamata ADP (“D” sta per “di” che significa due).
Per ricaricare una molecola di ADP in ATP è necessaria una grande quantità di energia. Questa energia è immagazzinata nel legame tra il secondo e il terzo fosfato. Quando questo legame viene rotto, l’energia viene rilasciata in modo che la cellula possa utilizzarla.
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