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La cellula

Le vie metaboliche

Il metabolismo è l'insieme delle reazioni chimiche che avvengono nella cellula. Nel metabolismo si distinguono due fasi: il catabolismo (comprendente tutte le reazioni di demolizione delle molecole fornite dall'ambiente sotto forma di sostanze nutritive) e l'anabolismo (comprendente tutte le reazioni di sintesi delle macromolecole biologiche e il lavoro cellulare come il movimento, la divisione, il trasporto attraverso la membrana).

Le reazioni cataboliche sono reazioni esoergoniche in quanto avvengono con liberazione di parte dell'energia contenuta nei legami chimici delle molecole demolite. Al contrario, le reazioni anaboliche sono reazioni endoergoniche, cioè avvengono con consumo di energia. L'energia necessaria per tutte le reazioni deriva dall'energia chimica dei legami presenti nelle molecole delle sostanze alimentari o dall'energia radiante proveniente dal Sole.

Le reazioni del metabolismo sono spesso raggruppate in vie metaboliche. Per via metabolica si intende una sequenza di reazioni controllate da enzimi, concatenate in modo tale che i prodotti di alcune di tali reazioni fungono da reagenti per altre. Le vie metaboliche principali sono la fotosintesi, attraverso la quale l'energia solare viene catturata e immagazzinata come energia chimica, e la glicolisi , completata dalla respirazione cellulare o dalla fermentazione, attraverso cui l'energia chimica viene estratta e resa disponibile alle cellule. La fotosintesi è svolta dagli organismi autotrofi (le piante, le alghe e alcuni batteri), che sono cioè in grado di produrre le proprie sostanze alimentari a partire da sostanze inorganiche semplici. Gli organismi eterotrofi, invece, per il loro fabbisogno alimentare dipendono dai materiali organici elaborati e sintetizzati dagli organismi autotrofi (sono organismi eterotrofi i funghi, gli animali e la maggior parte dei batteri).

Esistono altre vie metaboliche, sfruttate soprattutto dai batteri, che utilizzano come fonti d'energia il metano (metanobatteri), composti dello zolfo (solfobatteri), dell'azoto (batteri nitrificanti) e del ferro (ferrobatteri). Tra i batteri nitrificanti ricordiamo i nitrosobatteri (per esempio, il Nitrosomonas ), che trasformano lo ione ammonio (NH4+) in nitrito (NO2-), e i nitrobatteri (per esempio, il Nitrobacter ), che trasformano il nitrito in nitrato (NO3-), direttamente utilizzabile dalle piante che lo incorporano in molecole biologiche.

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