Lær mer om de tre viktigste stadiene av cellulær respirasjon

Vi trenger alle energi for å fungere, og vi får den energien fra maten vi spiser. Det å jobbe med å utvinne de næringsstoffene som er nødvendige for å holde oss gående og deretter konvertere dem til brukbar energi celler. Denne komplekse, men effektive metabolske prosessen, kalt cellulær respirasjon, konverterer energien som stammer fra sukker, karbohydrater, fett og proteiner til adenosin trifosfat, eller ATP, et molekyl med høyt energi som driver prosesser som muskelsammentrekning og nerve impulser. Cellulær respirasjon forekommer hos begge eukaryote og prokaryote celler, med de fleste reaksjoner som finner sted i cytoplasma av prokaryoter og i mitokondriene til eukaryoter.

Det er tre hovedstadier av cellulær respirasjon: glykolyse, sitronsyresyklusen og elektrontransport / oksidativ fosforylering.

glykolyse betyr bokstavelig talt "splitting sukker", og det er 10-trinns prosess som sukker blir frigjort for energi. Glykolyse oppstår når glukose og oksygen tilføres cellene av blodstrømmen, og den foregår i cellens cytoplasma. Glykolyse kan også skje uten oksygen, en prosess som kalles anaerob respirasjon, eller

Sitronsyresyklusen, også kjent som trikarboksylsyresyklusen eller Krebs syklus, begynner etter at de to molekylene av de tre karbonsukkeret produsert i glykolyse er omdannet til en litt annen forbindelse (acetyl CoA). Det er prosessen som lar oss bruke energien som finnes i karbohydrater, proteiner, og fett. Selv om sitronsyresyklusen ikke bruker oksygen direkte, fungerer den bare når oksygen er til stede. Denne syklusen foregår i matrisen til cellen mitokondrier. Gjennom en serie mellomtrinn produseres flere forbindelser som er i stand til å lagre "høyenergi" -elektroner sammen med to ATP-molekyler. Disse forbindelsene, kjent som nikotinamid-adenindinukleotid (NAD) og flavin-adenindinukleotid (FAD), reduseres i prosessen. De reduserte formene (NADH og FADH₂) bære "høyenergi" -elektronene til neste trinn.

Elektrontransport og oksidativ fosforylering er det tredje og siste trinnet i aerob cellulær respirasjon. De elektrontransportkjede er en serie av protein komplekser og elektronbærermolekyler som finnes i mitokondriell membran i eukaryote celler. Gjennom en serie reaksjoner blir de "høye energi" -elektronene som genereres i sitronsyresyklusen ført til oksygen. I prosessen dannes en kjemisk og elektrisk gradient over den indre mitokondrielle membranen når hydrogenioner pumpes ut av mitokondrial matrise og inn i det indre membranrommet. ATP produseres til slutt ved oksidativ fosforylering - prosessen der enzymer i cellen oksiderer næringsstoffer. Proteinet ATP-syntase bruker energien som produseres av elektrontransportkjeden for fosforylering (tilsetning av en fosfatgruppe til et molekyl) av ADP til ATP. De fleste ATP-generasjoner skjer under elektrontransportkjeden og oksidativ fosforyleringstrinn av cellulær respirasjon.