Dowiedz się o 3 głównych etapach oddychania komórkowego

Wszyscy potrzebujemy energii, aby funkcjonować i czerpiemy ją z pożywienia, które jemy. Wydzielanie tych składników odżywczych niezbędnych do utrzymania nas, a następnie przekształcanie ich w użyteczną energię jest naszym zadaniem komórki. Ten złożony, ale wydajny proces metaboliczny, zwany oddychania komórkowego, przekształca energię pochodzącą z cukrów, węglowodanów, tłuszczów i białek w adenozynę trójfosforan lub ATP, cząsteczka o wysokiej energii, która napędza procesy takie jak skurcze mięśni i nerwy impulsy. Oddychanie komórkowe występuje w obu przypadkach komórki eukariotyczne i prokariotyczne, przy czym większość reakcji ma miejsce w cytoplazma prokariotów i mitochondriów eukariotów.

Istnieją trzy główne etapy oddychania komórkowego: glikoliza, cykl kwasu cytrynowego i transport elektronów / fosforylacja oksydacyjna.

Glikoliza dosłownie oznacza „rozszczepianie cukrów” i jest to 10-etapowy proces uwalniania cukrów do energii. Glikoliza zachodzi, gdy glukoza i tlen są dostarczane do komórek przez krwiobieg i zachodzi w cytoplazmie komórki. Glikoliza może również zachodzić bez tlenu, w procesie zwanym oddychaniem beztlenowym lub

Cykl kwasu cytrynowego, znany również jako cykl kwasu trikarboksylowego lub Cykl Krebsa, zaczyna się po przekształceniu dwóch cząsteczek trzech cukrów węglowych wytwarzanych w procesie glikolizy do nieco innego związku (acetylo CoA). Jest to proces, który pozwala nam wykorzystać energię znalezioną w węglowodany, białka, i tłuszcze. Chociaż cykl kwasu cytrynowego nie wykorzystuje bezpośrednio tlenu, działa tylko wtedy, gdy obecny jest tlen. Cykl ten odbywa się w matrycy komórki mitochondria. W serii etapów pośrednich powstaje kilka związków zdolnych do przechowywania elektronów „o wysokiej energii” wraz z dwiema cząsteczkami ATP. Związki te, znane jako dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy (NAD) i dinukleotyd flawinowo-adeninowy (FAD), są redukowane w tym procesie. Formy zredukowane (NADH i FADH₂) przenoszą elektrony „wysokiej energii” do następnego etapu.

Transport elektronów i fosforylacja oksydacyjna to trzeci i ostatni etap tlenowego oddychania komórkowego. The łańcuch transportu elektronów to seria białko kompleksy i cząsteczki nośnika elektronów znajdujące się w błonie mitochondrialnej w komórkach eukariotycznych. W wyniku szeregu reakcji elektrony „wysokiej energii” wytwarzane w cyklu kwasu cytrynowego są przekazywane do tlenu. W trakcie tego procesu powstaje gradient chemiczny i elektryczny na wewnętrznej błonie mitochondrialnej, gdy jony wodoru są wypompowywane z matrycy mitochondrialnej do przestrzeni wewnętrznej błony. ATP jest ostatecznie wytwarzany przez fosforylację oksydacyjną - proces, w którym enzymy w komórce utleniają składniki odżywcze. Syntaza białkowa ATP wykorzystuje energię wytwarzaną przez łańcuch transportu elektronów dla fosforylacja (dodanie grupy fosforanowej do cząsteczki) ADP na ATP. Większość generacji ATP zachodzi podczas łańcucha transportu elektronów i etapu fosforylacji oksydacyjnej oddychania komórkowego.