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Il Centro Catalitico della Vita: Metabolismo Cellulare e la Scoperta degli Enzimi
BIOL1001C-PEP-CNLesson 5
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Immagina che ogni tua cellula sia una microscopica fabbrica in continua attivitร . L'insieme delle reazioni chimiche che vi avvengono ogni secondo รจ chiamatometabolismo cellulare (cellular metabolism). Senza alcun intervento, queste reazioni, a temperatura e pressione ambiente, sarebbero cosรฌ lente da risultare quasi ferme. Tuttavia, la vita prospera grazie a un magico "biocatalizzatore":l'enzima (enzyme), che aumenta la velocitร  delle reazioni di milioni di volte.

Tempo1773 SpallanzaniDigestione chimica dei succhi gastriciMetร  del XIX secoloDibattito: cellule vive vs. sostanze chimiche1897 BรผchnerEstrazione degli enzimi: la fermentazione non richiede cellule vive1926 SumnerCristallizzazione dell'ureasi: la sua natura รจ proteica

Confini e logistica del metabolismo

Prima che il metabolismo inizi, le sostanze devono entrare e uscire dalla membrana cellulare. Le piccole molecole si affidano aproteine di trasporto(proteine carrier e proteine canale) per la diffusione facilitata o il trasporto attivo; mentre le macromolecole come le proteine utilizzanol'endocitosi (endocytosis)el'esocitosi (exocytosis), sfruttando la fluiditร  della membrana per avvolgersi in vescicole e compiere una "consegna transmembrana".

La natura degli enzimi: gli acceleratori della vita

  • Natura: gli enzimi sono sostanze organiche con funzione catalitica prodotte dalle cellule viventi; la stragrande maggioranza sono proteine, alcune sono RNA.
  • Principio: abbassando significativamente l'"energia di attivazione" necessaria per le reazioni chimiche, permettono al complesso metabolismo di rimanere efficiente e stabile anche in ambienti con concentrazioni di $H^+$ come $150\text{ mmol}\cdot\text{L}^{-1}$.
๐Ÿ’ก Riflessione scientifica
Il dibattito tra Pasteur e Liebig ci insegna che la veritร  dei fatti scientifici si trova spesso all'intersezione di punti di vista opposti. Bรผchner, rompendo le cellule, riuscรฌ a preservare la "sostanza" sostenuta da Liebig, riconoscendo al contempo l'"origine cellulare" degli studi di Pasteur.