Zawartość
Oddychania komórkowego jest sumą różnych środków biochemicznych, które organizmy eukariotyczne stosują do ekstrakcji energia konkretnie z jedzenia glukoza molekuły.
Proces oddychania komórkowego obejmuje cztery podstawowe etapy lub etapy: Glikoliza, który występuje we wszystkich organizmach, prokariotycznych i eukariotycznych; reakcja mostkowa, który określa etap oddychania tlenowego; i cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów, szlaki zależne od tlenu, które występują kolejno w mitochondriach.
Kroki oddychania komórkowego nie zachodzą z tą samą prędkością, a ten sam zestaw reakcji może przebiegać z różną szybkością w tym samym organizmie w różnym czasie. Na przykład, oczekuje się, że szybkość glikolizy w komórkach mięśniowych znacznie wzrośnie podczas intensywnego beztlenowy ćwiczenia, które wiążą się z „długiem tlenowym”, ale etapy oddychania tlenowego nie przyśpieszają znacznie, chyba że ćwiczenia są wykonywane na poziomie intensywności tlenowej „na bieżąco”.
Równanie oddychania komórkowego
Kompletna formuła oddychania komórkowego wygląda nieco inaczej w zależności od źródła, w zależności od tego, co autorzy wybrali jako znaczące reagenty i produkty. Na przykład wiele źródeł pomija nośniki elektronów NAD+/ NADH i FAD2+/ FADH2 z bilansu biochemicznego.
Ogólnie rzecz biorąc, sześciowęglowa cząsteczka cukru glukoza jest przekształcana w dwutlenek węgla i wodę w obecności tlenu, z wytworzeniem 36 do 38 cząsteczek ATP (trifosforan adenozyny, naturalna „waluta energetyczna” komórek). To równanie chemiczne jest reprezentowane przez następujące równanie:
do6H.12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 godz2O + 36 ATP
Glikoliza
Pierwszym etapem oddychania komórkowego jest glikoliza, który jest zbiorem dziesięciu reakcji, które nie wymagają tlenu, a zatem występują w każdej żywej komórce. Prokarionty (z domen Bakterie i Archaea, dawniej zwane „archaebacteria”) wykorzystują glikolizę prawie wyłącznie, podczas gdy eukarioty (zwierzęta, grzyby, protisty i rośliny) używają jej głównie jako zastawy stołowej dla bardziej energicznych lukratywnych reakcji oddychania tlenowego.
Glikoliza zachodzi w cytoplazmie. W „fazie inwestycyjnej” procesu zużywa się dwa ATP, ponieważ do pochodnej glukozy dodaje się dwa fosforany, zanim zostanie ona podzielona na dwa związki trójwęglowe. Są one przekształcane w dwie cząsteczki pirogronian, 2 NADH i cztery ATP za zysk netto dwóch ATP.
Reakcja mostkowa
Drugi etap oddychania komórkowego, przejście lub reakcja mostkowa, dostaje mniej uwagi niż reszta oddychania komórkowego. Jak sama nazwa wskazuje, nie byłoby jednak możliwości przejścia od glikolizy do reakcji tlenowych bez niej.
W tej reakcji, która zachodzi w mitochondriach, dwie cząsteczki pirogronianu z glikolizy są przekształcane w dwie cząsteczki acetylokoenzymu A (acetylo CoA), z dwiema cząsteczkami CO2 wytwarzany jako odpad metaboliczny. Nie jest wytwarzany ATP.
Cykl Krebsa
Cykl Krebsa nie wytwarza dużej ilości energii (dwa ATP), ale łącząc dwuwęglową cząsteczkę acetylo CoA z czterowęglową cząsteczką szczawiooctanu i cyklicznie otrzymany produkt przez szereg przejść, które przycinają cząsteczkę z powrotem do szczawiooctanu, wytwarza osiem NADH i dwa FADH2, inny nośnik elektronów (cztery NADH i jeden FADH2 na cząsteczkę glukozy wchodzącą do oddychania komórkowego podczas glikolizy).
Cząsteczki te są potrzebne do łańcucha transportu elektronów, aw trakcie ich syntezy jeszcze cztery CO2 cząsteczki są wydalane z komórki jako odpady.
Łańcuch transportu elektronów
Czwarty i ostatni etap oddychania komórkowego to miejsce, w którym dokonuje się główne „tworzenie” energii. Elektrony przenoszone przez NADH i FADH2 są wyciągane z tych cząsteczek przez enzymy w błonie mitochondrialnej i stosowane do sterowania procesem zwanym fosforylacją oksydacyjną, w którym gradient elektrochemiczny napędzany uwalnianiem wyżej wymienionych elektronów zasila addycję cząsteczek fosforanu do ADP w celu wytworzenia ATP.
Tlen jest wymagany na tym etapie, ponieważ jest to końcowy akceptor elektronów w łańcuchu. To tworzy H2O, więc na tym etapie pochodzi woda w równaniu oddychania komórkowego.
W sumie na tym etapie generowanych jest od 32 do 34 cząsteczek ATP, w zależności od sposobu zsumowania wydajności energetycznej. A zatem oddychanie komórkowe daje w sumie od 36 do 38 ATP: 2 + 2 + (32 lub 34).