Cellulær respiration er den proces, hvormed celler omdanner glukose (et sukker) til kuldioxid og vand. I processen kaldes energi i form af et molekyle Adenosintrifosfateller ATP frigives. Da ilt kræves for at drive denne reaktion, betragtes cellulær respiration også som en type "Brændende" reaktion, hvor et organisk molekyle (glukose) oxideres eller brændes, hvilket frigiver energi i behandle.
Celler kræver ATP-energi for at udføre alle de funktioner, der er nødvendige for livet. Men hvor meget ATP har vi brug for? Hvis vores egne celler ikke erstattede ATP konstant gennem cellulær respiration, ville vi bruge næsten hele vores kropsvægt i ATP på en dag.
Cellular respiration finder sted i tre trin: glykolyse, citronsyrecyklussen og oxidativ phosphorylering.
Enzymer
Enzymer er proteiner, der katalyserer eller påvirker hastigheden af kemiske reaktioner, uden at de selv ændres i processen. Specifikke enzymer katalyserer hver cellulær reaktion.
Enzymeres hovedrolle under respirationsreaktionen er at hjælpe med at overføre elektroner fra et molekyle til et andet. Disse overførsler kaldes "redox" -reaktioner, hvor tabet af elektroner fra et molekyle (oxidation) skal falde sammen med tilsætningen af elektroner til et andet stof (reduktion).
Glykolyse
Dette første trin i åndedrætsreaktionen finder sted i cytoplasmaeller væske i cellen. Glykolyse består af ni separate kemiske reaktioner, hver katalyseret af et specifikt enzym.
De vigtigste aktører i glykolyse er enzymet dehydrodgenase og et coenzym (ikke-protein hjælper) kaldet NAD +. Dehydrodgenase oxiderer glukose ved at fjerne to elektroner fra den og overføre dem til NAD +. I processen "opdeles" glucose i to pyruvatmolekyler, som fortsætter reaktionen.
Citronsyrecyklus
Det andet trin i åndedrætsreaktionen finder sted inde i en celleorganel kaldet mitokondrier, som på grund af deres rolle i ATP-produktion kaldes "kraftfabrikker" til cellen.
Lige før citronsyrecyklussen starter, er "pyruvat" præpareret "til reaktionen ved at blive omdannet til et høj-energi stof kaldet acetyl coenzym A eller acetyl-CoA.
Specifikke enzymer placeret i mitokondrierne styrker derefter de mange reaktioner, der udgør citronsyren cyklus (også kendt som Krebs-cyklussen) ved at omarrangere kemiske bindinger og deltage i mere redox reaktioner.
Ved afslutningen af dette trin forlader elektronbærende molekyler citronsyrecyklussen og begynder det tredje trin.
Oxidativ phosphorylering
Det sidste trin i åndedrætsreaktionen, også kaldet elektrontransportkæde, er hvor energiudbetalingen sker for cellen. I løbet af dette trin driver ilt en kæde af elektronbevægelse hen over membranen i mitokondrierne. Denne overførsel af elektroner styrker enzymet ATP-syntases evne til at producere 38 molekyler af ATP.