Fosforilazione ossidativa
Che cos'è la fosforilazione ossidativa?
La fosforilazione ossidativa è un processo biologico che si trova in tutti gli organismi aerobi.
Negli eucarioti avviene nei mitocondri e rappresenta l'ultima fase della respirazione cellulare, il cui scopo è trarre energia dalle sostanze energetiche ed immagazzinarla sotto forma di molecole di ATP (adenosina trifosfato).
Fasi della fosforilazione ossidativa
La fosforilazione ossidativa si compie in due fasi.
Nella prima fase gli elettroni dei coenzimi ridotti NADH e FADH2, provenienti dall'ossidazione dei composti organici, vengono ceduti alla catena di trasporto degli elettroni per creare un gradiente protonico (ioni H+) nello spazio intermembrana del mitocondrio.
Nella seconda fase questo stesso gradiente protonico viene sfruttato per azionare l'enzima transmembrana ATP-Sintasi, in grado di sintetizzare molecole di ATP a partire da ADP+P.
Visione di insieme della fosforilazione ossidativa.
Prima Fase: la catena di trasporto degli elettroni
La catena di trasporto degli elettroni è un sistema proteico legato alla membrana mitocondriale interna, la quale separa la matrice mitocondriale dallo spazio intermembrana.
È formata da 4 complessi proteici transmembrana e da 2 trasportatori solubili.
Il suo compito è quello di accettare gli elettroni ad alta energia provenienti dai coenzimi ridotti NADH e FADH2 e di trasferirli attraverso la catena tramite reazioni di ossido-riduzione a potenziale via via crescente.
Ad ogni reazione di ossido-riduzione parte dell'energia degli elettroni viene ceduta al sistema, permettendo di attivare il pompaggio dei protoni nello spazio intermembrana contro il loro gradiente.
L'accettore finale degli elettroni è l'ossigeno, che catturando 2 elettroni e 2 protoni viene ridotto ad acqua (H2O).
Schema del percorso degli elettroni
Per approfondimenti si veda: catena di trasporto degli elettroni.
Seconda fase: la sintesi dell'ATP
Nella seconda fase della fosforilazione ossidativa il gradiente protonico della prima fase, viene sfruttato per azionare l'enzima transmembrana ATP-Sintasi, in grado di sintetizzare molecole di ATP a partire da ADP+P.
In altre parole, in questa fase del processo l'energia degli elettroni è stata ormai tarsformata in un gradiente protonico, il quale viene sfruttato per immagazzinare energia in un legame chimico dall'enzima ATP-Sintasi tramite la sintesi di ATP a partire da ADP+P.
Per approfondimenti si veda: sintesi dell'ATP.
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