Il metabolismo cellulare comprende tutte le modifiche chimiche che avvengono all’interno di una cellula. Infatti, al suo interno, avvengono senza fine reazioni chimiche (o biochimiche), in cui da una o più sostanze, dette substrati, si ottiene la formazione di altre sostanze, chiamate prodotti.
Queste modifiche comprendono processi costruttivi e processi demolitivi. Ciascun processo non è frutto di una sola reazione chimica da molte reazioni che si susseguono, formando delle catene metaboliche. In questo caso il prodotto di una sostanza diventerà la base per crearne un’altra.
Sotto trovi un breve riassunto su come funzionano i due processi del metabolismo cellulare: l’anabolismo e il catabolismo.
Anabolismo
L’anabolismo (processo costruttivo o anabolico) consiste nell’incorporare le sostanze nutritive presenti nel sangue all’interno delle cellule per poi trasformarle in sostanza vivente o materiali di deposito.
Il processo costruttivo più importante è la sintesi proteica, che serve a produrre le proteine. Semplificando al massimo, il nucleo della cellula trasmette le informazioni genetiche del tipo di proteina da produrre ai ribosomi, i quali producono la proteina richiesta.
Catabolismo
Il catabolismo (processo demolitivo o catabolico) consiste nel ridurre sostanze chimiche complesse in composti più semplici. L’energia prodotta viene in parte dispersa sotto forma di calore e in parte immagazzinata in composti come L’ATP.
Esempio di metabolismo cellulare
Prendiamo ad esempio il metabolismo del glucosio, la principale fonte di energia per tutti gli organismi. Esso comprende più fasi:
- La molecola di glucosio viene assorbita tramite trasporto attivo e raggiunge i mitocondri.
- I mitocondri la demoliscono e liberano l’energia prodotta.
- I ribosomi usano quest’energia per legare gli aminoacidi per formare le proteine.
- Le proteine raggiungono l’apparato del Golgi attraverso le cisterne del reticolo endoplasmico
- Infine le proteine vengono espulse dalla cellula.
La sintesi proteica
La sintesi proteica è un altro esempio di metabolismo cellulare: si tratta del processo chimico che permette alle cellule di produrre le proteine necessarie per svolgere le loro funzioni vitali. Le proteine sono molecole complesse formate da catene di amminoacidi, che sono determinati dalla sequenza di nucleotidi nel DNA. Il DNA è il materiale genetico che contiene le istruzioni per la sintesi di tutte le proteine di un organismo.
Il processo di sintesi proteica si compone di due fasi principali: la trascrizione e la traduzione. La trascrizione è il passaggio in cui il DNA viene copiato in un tipo di RNA chiamato mRNA (RNA messaggero), che porta l’informazione genetica dal nucleo al citoplasma della cellula. La traduzione è il passaggio in cui il mRNA viene letto dai ribosomi, che sono strutture cellulari specializzate nella produzione di proteine. I ribosomi usano un altro tipo di RNA chiamato tRNA (RNA di trasporto), che riconosce i codoni (triplette di nucleotidi) dell’mRNA e li associa agli amminoacidi corrispondenti. Gli amminoacidi vengono quindi legati tra loro formando una catena polipeptidica, che si piega e si modifica per dare origine alla proteina finale.
La sintesi proteica è un processo fondamentale per la vita, in quanto le proteine svolgono ruoli chiave in tutti i processi cellulari, come il metabolismo, la comunicazione, la difesa, la regolazione e la struttura. Le proteine sono anche responsabili delle caratteristiche fisiche e funzionali degli organismi, come il colore degli occhi, il tipo di sangue, la resistenza alle malattie e l’adattamento all’ambiente.
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