Зміст
Клітинне дихання це сума різних біохімічних засобів, які еукаріотичні організми використовують для отримання енергії конкретно з їжі глюкоза молекули.
Процес клітинного дихання включає чотири основні стадії або етапи: Гліколіз, що зустрічається у всіх організмів, прокаріотичних та еукаріотичних; то мостова реакція, що керує стадією аеробного дихання; і Цикл Кребса і електронний транспортний ланцюгкиснезалежні шляхи, які послідовно виникають у мітохондріях.
Етапи клітинного дихання не відбуваються з однаковою швидкістю, і той самий набір реакцій може протікати з різною швидкістю в одному організмі в різний час. Наприклад, очікується, що швидкість гліколізу в м'язових клітинах сильно зросте під час інтенсивного анаеробні вправа, яка спричиняє "кисневу заборгованість", але кроки аеробного дихання помітно не прискорюються, якщо вправа не виконується на аеробному "інтенсивному" рівні інтенсивності.
Рівняння клітинного дихання
Повна формула клітинного дихання виглядає дещо різною від джерела до джерела, залежно від того, що автори вирішили включити як значимі реагенти та продукти. Наприклад, багато джерел опускають носії електронів НАД+/ NADH та FAD2+/ FADH2 з біохімічного балансу.
Загалом, глюкоза з шести вуглецевою молекулою цукру перетворюється на вуглекислий газ і воду за наявності кисню, отримуючи від 36 до 38 молекул АТФ (аденозинтрифосфат, загальноприродна «енергетична валюта» клітин). Це хімічне рівняння представлене наступним рівнянням:
С6Н12О6 + 6 О2 → 6 CO2 + 12 год2O + 36 АТФ
Гліколіз
Перша стадія клітинного дихання - це гліколіз, це сукупність десяти реакцій, які не потребують кисню і, отже, відбуваються у кожній живій клітині. Прокаріоти (з доменів Бактерії та Археї, раніше названі "архебактеріями") застосовують гліколіз майже виключно, тоді як еукаріоти (тварини, гриби, протеїсти і рослини) використовують його головним чином як набір столів для більш енергійно вигідних реакцій аеробного дихання.
Гліколіз відбувається в цитоплазмі. У "інвестиційній фазі" процесу споживається два АТФ, оскільки до похідного глюкози додаються два фосфати, перш ніж він розщеплюється на два три вуглецеві сполуки. Вони перетворюються на дві молекули піруват, 2 НАДН і чотири ATP для a чистий приріст двох АТФ.
Мостова реакція
Друга стадія клітинного дихання перехід або мостова реакція, отримує менше уваги, ніж решта клітинного дихання. Як випливає з назви, однак, не було б способу перейти від гліколізу до аеробних реакцій без нього.
У цій реакції, яка відбувається в мітохондріях, дві молекули пірувату від гліколізу перетворюються на дві молекули ацетильного коензиму А (ацетил КоА) з двома молекулами СО2 утворюється як метаболічні відходи. АТФ не виробляється.
Цикл Кребса
Цикл Кребса не генерує багато енергії (два АТФ), але, поєднуючи молекулу двоатомного вуглецю ацетил CoA з чотирьохвуглецевою молекулою оксалоацетату, і перетворюючи отриманий продукт через ряд переходів, які обрізають молекулу назад до оксалоацетату, він генерує вісім NADH та два FADH2, ще один носій електронів (чотири НАДГ та один ФАДХ2 на одну молекулу глюкози, що надходить до клітинного дихання при гліколізі).
Ці молекули потрібні для ланцюга транспорту електронів, і в процесі їх синтезу ще чотири СО2 молекули викидаються з клітини як відходи.
Електронна транспортна ланцюг
Четверта і остання стадія клітинного дихання - це те, де відбувається основне енергетичне "створення". Електрони, що переносяться НАДН і ФАДХ2 витягуються з цих молекул ферментами мітохондріальної мембрани і використовуються для рушія процесу, який називається окислювальним фосфорилюванням, де електрохімічний градієнт, керований вивільненим згаданими вище електронами, примушує додавання фосфатних молекул до АДФ для отримання АТФ.
Кисень необхідний для цього кроку, оскільки це кінцевий акцептор електронів у ланцюзі. Це створює Н2О, отже, цей крок - звідки походить вода в рівнянні клітинного дихання.
Загалом на цьому етапі утворюється від 32 до 34 молекул АТФ, залежно від того, як підсумовується вихід енергії. Таким чином клітинне дихання дає в цілому від 36 до 38 АТФ: 2 + 2 + (32 або 34).