Cellulær respiration er et sæt processer, der forekommer i eukaryote celler, der genererer ATP (adenosintriphosphat) til celleenergi og involverer både anaerobe og aerobe trin. Generelt kan cellulær respiration opdeles i fire faser: Glykolyse, som ikke kræver ilt og forekommer i mitokondrierne i alle celler, og de tre stadier af aerob respiration, som alle forekommer i mitokondrier: bro (eller overgang) reaktion, det Krebs cykler og elektrontransportkæde reaktioner.
Så hvis du bliver bedt om at identificere det stadium (eller stadier) af cellulær respiration, der sker helt uden for af mitokondrierne kan du svare "glykolyse" og være færdig med det. Men for de nysgerrige inviterer dette kun spørgsmålet: Hvad sker der nøjagtigt? inde disse mitokondrier? Det vil sige, hvad der sker i slutningen af et glukosemolekyle med seks carbonatomer, der kommer ind i glykolyse i cytoplasmaet?
Åndedræt i prokaryoter vs. Eukaryoter
Prokaryote celler har ingen indre membranbundet organeller. Deres DNA flyder frit i cytoplasmaet, ligesom de enzymproteiner, der er nødvendige for at skubbe glykolyse sammen. Således består hele deres åndedræt af glykolyse.
I eukaryote celler, broreaktionen, Krebs-cyklussen og elektrontransportkæden sammen udgør aerob respiration, og som sådan er de sidste tre trin i cellulær respiration som en hel.
Hvilket af de fire trin i cellulær respiration forekommer i mitokondrierne?
Faktisk kan et bedre spørgsmål at stille, hvis du er i gang med at vide, hvilke processer der sker, og hvor de sker i eukaryote celler, kunne være: Hvilket af følgende gør ikke forekomme i mitokondrier?
- Opdelingen af et sukker
- Broreaktionen
- Krebs-cyklussen
- Elektrontransportkæden
Svaret, en, huskes ved at huske på, at alle celler bruger glykolyse (opdeling af glukose i to pyruvatmolekyler med tre carbonatomer), men kun eukaryote celler har organeller, inklusive mitokondrier.
På en måde er glykolyse for eukaryoter næsten en gener, der kun tjener to af de 36 til 38 ATP-cellulære respirationer som helhed genererer pr. Molekyle glukose. På basis af enkle proportioner ville du "forvente" næsten al cellulær respiration at forekomme et eller andet sted i mitokondrier, og dette er faktisk tilfældet - tre ud af de fire faser.
Mitokondriers struktur og funktion
Mitokondrier er lukket i en dobbelt plasmamembran, ligesom den, der omslutter cellen som helhed og andre organeller (fx Golgi-apparatet). Indersiden af mitokondrier, et rum analogt med cytoplasma, hvis mitokondrier sammenlignes med celler, kaldes matrix.
Mitokondrier har deres eget DNA i cytoplasmaet, lige hvor det ville blive fundet, hvis mitokondrier stadig var fri-eksisterende bakterier. Det føres kun ned gennem ægceller, så kun gennem moderens (mors) linje af forfædre og efterkommere.
Cellular Respiration: Faser og steder
Glykolyse: Cytoplasma fase. I denne serie af ti reaktioner i cytoplasmaet, transformeres glukose til et par pyruvatmolekyler. to ATP genereres, og der kræves ikke ilt. Hvis der er ilt til stede, og cellen er eukaryot, føres pyruvatet videre til mitokondrierne.
Broreaktion: Mitokondrier fase 1. Pyruvat omdannes til acetylcoenzym A ved at miste et carbonatom (i form af kuldioxid, CO2) og få et coenzym A-molekyle i stedet for. Acetyl CoA er et vigtigt metabolisk mellemprodukt i alle celler.
Krebs-cyklus: Mitokondrier fase 2. I den mitokondrielle matrix kombinerede acetyl CoA med fire-carbonmolekylet oxaloacetat til dannelse af citrat. I en række trin, der genererer to ATP (en ATP pr. Opstrøms pyruvatmolekyle) omdannes dette molekyle tilbage til oxaloacetat. I processen bærer elektronbærerne NADH og FADH2 produceres i overflod.
Elektrontransportkæde: Mitokondrier fase 3. På den indre mitokondrielle membran bruges elektronbærerne fra Krebs-cyklussen til at drive tilsætningen af phosphatgrupper til ADP (adenosindiphosphat) for at fremstille 32 til 34 ATP. I alt genereres således cellulær respiration 36 til 38 ATP pr. Molekyle glukose34 til 36 af dem i de tre mitokondrie-stadier.