Mis on kaks ATP-d tootvat protsessi?

Söömise põhjuseks on lõppkokkuvõttes molekuli loomine nimega ATP (adenosiinitrifosfaat), nii et teie rakkudel on vahendid enda ja seega ka teie enda võimendamiseks. Ja mitte muide, hingamise põhjuseks on see, et hapnikku on vaja raku energia maksimaalse koguse saamiseks glükoos selles toidus olevad molekulid.

Protsessi, mida inimrakud kasutavad ATP genereerimiseks, nimetatakse rakuhingamiseks. Selle tulemusel luuakse glükoosi molekuli kohta 36 kuni 38 ATP. See koosneb mitmest etapist, mis algavad raku tsütoplasmas ja liiguvad mitokondritesse, eukarüootsete rakkude "elektrijaamadesse". Kahte ATP-d tootvat protsessi saab vaadelda kui glükolüüsi (anaeroobne osa), millele järgneb aeroobne hingamine (hapnikku vajav osa).

Keemiliselt on ATP a nukleotiid. Nukleotiidid on ka DNA ehituskivid. Kõik nukleotiidid koosnevad viie süsinikuga suhkruportsjonist, lämmastikulisest alusest ja ühest kuni kolmest fosfaatrühmast. Aluseks võib olla kas adeniin (A), tsütosiin (C), guaniin (G), tümiin (T) või uratsiil (U). Nagu selle nime järgi aru saate, on ATP alus adeniin ja see sisaldab kolme fosfaatrühma.

Kui ATP on "ehitatud", on selle vahetu eelkäija ADP (adenosiindifosfaat), mis ise pärineb AMP (adenosiinmonofosfaat). Ainus erinevus nende kahe vahel on ADP-s fosfaat-fosfaadi "ahela" külge kinnitatud kolmas fosfaatrühm. Vastutavat ensüümi nimetatakse ATP süntaasiks.

Kui ATP on raku poolt "kulutatud", on ATP kuni ADP reaktsiooni nimi hüdrolüüs, kuna vett kasutatakse kahe terminaalse fosfaatrühma vahelise sideme purustamiseks. Lihtne võrrand ATP reformimiseks selle nukleotiidide sugulastest on ADP + P_ivõi isegi AMP + 2 P_i. kus P_i on anorgaaniline (see tähendab, et see ei ole süsinikku sisaldava molekuli külge kinnitatud) fosfaat.

Rakuline hingamine toimub ainult eukarüootides, mis on looduse mitmerakulised, suuremad ja keerukamad vastused üherakulistele prokarüootidele. Inimesed kuuluvad esimeste hulka, teised aga bakterid. Protsess toimub neljas etapis: glükolüüs, mis esineb ka prokarüootides ja ei vaja hapnikku; silla reaktsioon; ja kaks aeroobse hingamise reaktsioonikomplekti Krebsi tsükkel ja elektronide transpordiahel.

Glükolüüsi alustamiseks on plasmamembraanis rakku difundeerunud glükoosimolekulil ühe süsinikuaatomiga seotud fosfaat. Seejärel korraldatakse see ümber fruktoosimolekuliks ja sel hetkel kinnitub teine ​​fosfaatrühm teise süsinikuaatomi külge. Saadud kahekordselt fosforüülitud kuue süsiniku molekul jaguneb kaheks kolme süsiniku molekuliks. See etapp maksab kaks ATP-d.

Glükolüüsi teine ​​osa jätkub kolme süsiniku molekulide järjestuse muutmisel järjestikku püruvaadi, samal ajal lisatakse kaks fosfaati ja seejärel eemaldatakse kõik neli ja lisatakse ADP-le moodustumiseks ATP. See etapp annab neli ATP-d,muutes glükolüüsi puhassaagiseks kaks ATP-d.

Mitokondrites toimuv sildreaktsioon muudab püruvaadi molekuli toimimisvalmis, eemaldades ühe selle süsinikust ja kahest oksügeenist, et saada atsetaat, mis seejärel lisatakse koensüüm A moodustamaks atsetüül CoA.

Reaktsioonide käivitamiseks lisatakse kahe süsinikuga atsetüül-CoA nelja süsiniku molekulile, oksaloatsetaadile. Saadud kuue süsinikuga molekul redutseeritakse lõpuks oksaloatsetaadiks (seega pealkirjas "tsükkel"); reaktiiv on samuti toode). Selle käigus kaks ATP ja 10 molekuli, mis on tuntud kui elektronikandjad (kaheksa NADH ja kaks FADH₂) toodetakse.

Rakuhingamise viimases faasis ja teises aeroobses faasis võetakse kasutusele erinevad suure energiaga elektronkandjad. Nende elektronid eemaldatakse mitokondriaalse membraani sisse kinnitatud ensüümide abil ja nende energia on kasutatakse fosfaatrühmade lisamiseks ADP-le ATP moodustamiseks, protsessi, mida nimetatakse oksüdatiivseks fosforüülimine. Hapnik on lõpuks elektronide aktseptor.

Tulemuseks on 32 kuni 34 ATP, mis tähendab, et lisades kaks glükolüüsi ja Krebsi tsükli ATP-d, rakuline hingamine tekitab 36 kuni 38 ATP glükoosi molekuli kohta.