Hvad er produkterne fra cellulær respiration?

Celler er mikroskopiske, multifunktionelle beholdere, der repræsenterer de mindste udelelige dele af livet ved, at de manifesterer reproduktion, stofskifte og andre "livagtige" kvaliteter. Faktisk, da prokaryote organismer (medlemmer af Bakterie- og Archaea-klassificeringsdomænerne) næsten altid består af en enkelt celle, lever mange enkeltstående celler bogstaveligt talt i live.

Celler bruger et molekyle kaldet adenosintrifosfat eller ATP som en kilde til brændstof. Prokaryoter stole udelukkende på glykolyse - nedbrydning af glukose i pyruvat - som en vej til syntese af ATP; denne proces giver i alt 2 ATP pr. molekyle glukose.

I modsætning, eukaryoter - dyr, planter og svampe - er begge langt større og har langt mere komplekse individuelle celler end prokaryoter, hvilket gør glykolyse alene utilstrækkelig til deres energibehov. Det er her cellulær respiration, den komplette nedbrydning af glukose i nærvær af molekylært ilt (O₂) til kuldioxid (CO₂) og vand (H₂O) for at danne ATP, kommer ind.

Læs mere om hvad cellulær respiration er.

Den cellulære respirationsproces forekommer i eukaryoter og teknisk spænder over glykolyse, den Krebs cykler og elektrontransportkæde (ETC). Dette er fordi alle celler behandler oprindeligt glukose på samme måde - ved at køre den gennem glykolyse. I prokaryoter kan pyruvat kun gå ind i gæring, hvilket gør det muligt for glykolyse at fortsætte "opstrøms" gennem regenerering af et mellemprodukt kaldet NAD⁺.

Fordi eukaryoter kan bruge ilt, kommer carbonmolekylerne af pyruvat imidlertid ind i Krebs-cyklussen som acetyl CoA og efterlader i sidste ende ETC som kuldioxid (CO₂). De cellulære respirationsprodukter af interesse er 34 til 36 ATP, der genereres i Krebs-cyklussen og ETC sammen - de to dele af cellulær respiration, der tæller som aerob ("med ilt") respiration.

Den komplette, afbalancerede reaktion i hele den cellulære respirationsproces kan repræsenteres ved:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ~ 38 ATP

Glykolyse alene, en form for anaerob respiration, der forekommer i cytoplasmaet, består af reaktionen:

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 P_jeg → 2 CH₃(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 H⁺ + 2 H₂O

I eukaryoter er en overgangsreaktion i mitokondrier genererer acetylcoenzym A (acetyl CoA) til Krebs-cyklussen:

2 CH₃(C = O) COOH + 2 NAD⁺ + 2 coenzym A → 2 acetyl CoA + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 CO₂

CO₂ går derefter ind i Krebs-cyklussen ved at slutte sig til oxaloacetat.

Cellular respiration starter med glykolyse, en række på 10 reaktioner, hvori et glukosemolekyle er phosphoryleret to gange (det vil sige, at den har to fosfatgrupper bundet til forskellige carbonatomer) ved hjælp af 2 ATP og derefter opdelt i to tre-carbonforbindelser, der hver udbytte 2 ATP undervejs til dannelsen af ​​pyruvat. Således tilfører glykolyse 2 ATP direkte pr. Glukosemolekyle såvel som to molekyler af elektronbæreren NADH, som har en stærk rolle nedstrøms i ETC.

I Krebs-cyklussen er CO₂ og forbindelsen med fire carbonatomer oxaloacetat sammen for at danne seks-kulstof-molekylet citrat. Citrat reduceres gradvist igen til oxaloacetat og centrifugerer et par CO₂ molekyler og også generere 2 ATP pr. CO₂ molekyle ind i cyklussen, eller 4 ATP pr. Glukose molekyle langt opstrøms. Endnu vigtigere, i alt 6 NADH og 2 FADH₂ (en anden elektronbærer) syntetiseres.

Endelig elektronerne fra NADH og FADH₂ (det vil sige deres hydrogenatomer) fjernes af enzymer i elektrontransportkæden og bruges til at drive vedhæftning af fosfater til ADP, hvilket giver masser af ATP - i alt ca. 32. Vand frigives også i dette trin. Således er det maksimale ATP-udbytte af cellulær respiration fra glykolyse, Krebs-cyklussen og ETC 2 + 4 + 32 = 38 ATP pr. Molekyle glukose.

Læs mere om de fire faser af cellulær respiration.