Клетъчно дишане е набор от процеси, които се случват в еукариотни клетки, който генерира АТФ (аденозин трифосфат) за клетъчна енергия и включва както анаеробни, така и аеробни стъпки. Като цяло клетъчното дишане може да бъде разделено на четири етапа: Гликолиза, който не се нуждае от кислород и се среща в митохондриите на всички клетки, и трите етапа на аеробно дишане, всички от които се срещат в митохондриите: мост (или преход) реакция, на Цикъл на Кребс и електронна транспортна верига реакции.
Така че, ако бъдете помолени да идентифицирате етапа (или етапите) на клетъчното дишане, който се случва изцяло отвън на митохондриите, можете да отговорите на "гликолиза" и да свършите с нея. Но за любопитните това само предизвиква въпроса: Какво точно се случва вътре тези митохондрии? Тоест, какво се случва в самия край на шествъглеродна молекула глюкоза, която навлиза в гликолиза в цитоплазмата?
Дишането при прокариотите vs. Еукариоти
Прокариотните клетки нямат никаква вътрешна мембрана органели
. Тяхната ДНК се носи свободно в цитоплазмата, както и ензимните протеини, необходими за прокарване на гликолизата. По този начин цялото им дишане се състои от гликолиза.В еукариотните клетки мостовата реакция, цикълът на Кребс и електронната транспортна верига заедно представляват аеробно дишане и като такива са последните три стъпки в клетъчното дишане като a цяло.
Кои от четирите стъпки на клетъчно дишане се случват в Митохондриите?
Всъщност по-добрият въпрос, който трябва да зададете, ако се занимавате с това да знаете какви процеси се случват и къде се случват в еукариотните клетки, може да бъде: Кое от следните не се срещат в митохондриите?
- Разделянето на захар
- Мостовата реакция
- Цикълът на Кребс
- Електронната транспортна верига
Отговорът, един, се запомня, като се има предвид, че всички клетки използват гликолиза (разделянето на глюкоза в две тривъглеродни пируватни молекули), но само еукариотните клетки имат органели, включително митохондрии.
Също така, по някакъв начин, за еукариотите гликолизата е почти неприятност, обслужвайки само две от 36 до 38 АТФ клетъчно дишане като цяло генерира на молекула глюкоза. Въз основа на прости пропорции, бихте очаквали, че почти цялото клетъчно дишане ще се появи някъде в митохондриите и това всъщност е така - три от четирите фази.
Структура и функция на митохондриите
Митохондриите са затворени в двойна плазмена мембрана, като тази, обхващаща клетката като цяло и други органели (напр. Апаратът на Голджи). Вътрешността на митохондриите, пространство, аналогично на цитоплазмата, ако митохондриите се оприличават на клетки, се нарича матрица.
Митохондриите имат своя собствена ДНК, в цитоплазмата, точно там, където биха могли да бъдат намерени, ако митохондриите все още са свободно съществуващи бактерии. Предава се само чрез яйцеклетки, така че само по майчина (майчина) линия на предци и потомци.
Клетъчно дишане: фази и места
Гликолиза: фаза на цитоплазмата. В тази поредица от десет реакции в цитоплазмата, глюкозата се трансформира в двойка молекули пируват. генерират се два АТФ и не се изисква кислород. Ако присъства кислород и клетката е еукариотна, пируватът се предава заедно с митохондриите.
Мостова реакция: фаза 1 на митохондриите. Пируватът се превръща в ацетил коензим А чрез загуба на въглероден атом (под формата на въглероден диоксид, CO2) и получаване на молекула на коензим А на негово място. Ацетил КоА е важен метаболитен междинен продукт във всички клетки.
Цикъл на Кребс: Фаза 2 на митохондриите. В митохондриалната матрица ацетил КоА се комбинира с четиривъглеродната молекула оксалоацетат, за да образува цитрат. В поредица от стъпки, които генерират два АТФ (по един АТФ на молекула пируват нагоре по веригата), тази молекула се превръща обратно в оксалоацетат. В процеса електронните носители NADH и FADH2 се произвеждат в изобилие.
Електронна транспортна верига: фаза 3 на митохондриите. Във вътрешната митохондриална мембрана електронните носители от цикъла на Krebs се използват за засилване на добавянето на фосфатни групи към ADP (аденозин дифосфат), за да се получат 32 до 34 ATP. Като цяло, клетъчното дишане по този начин генерира 36 до 38 АТФ на молекула глюкоза, 34 до 36 от тях в трите митохондриални етапа.