Soluhengitys on prosessi, jossa solut muuttavat glukoosin (sokerin) hiilidioksidiksi ja vedeksi. Prosessissa energiaa kutsutun molekyylin muodossa adenosiinitrifosfaattitai ATP vapautetaan. Koska tämän reaktion aikaansaamiseksi tarvitaan happea, soluhengitystä pidetään myös eräänlaisena "Polttava" reaktio, jossa orgaaninen molekyyli (glukoosi) hapetetaan tai poltetaan vapauttaen energiaa prosessi.
Solut tarvitsevat ATP-energiaa kaikkien elämään tarvittavien toimintojen suorittamiseen. Mutta kuinka paljon ATP: tä tarvitsemme? Jos omat solumme eivät korvaisi ATP: tä jatkuvasti soluhengityksen kautta, kuluttaisimme lähes koko kehon painon ATP: ssä yhdessä päivässä.
Soluhengitys tapahtuu kolmessa vaiheessa: glykolyysi, sitruunahapposykli ja oksidatiivinen fosforylaatio.
Entsyymit
Entsyymit ovat proteiineja, jotka katalysoivat tai vaikuttavat kemiallisten reaktioiden nopeuteen muuttamatta itseään prosessissa. Spesifiset entsyymit katalysoivat kutakin solureaktiota.
Entsyymien päärooli hengitysreaktion aikana on auttaa elektronien siirtämisessä yhdestä molekyylistä toiseen. Näitä siirtymiä kutsutaan "redoksireaktioksi", jossa elektronien häviämisen yhdestä molekyylistä (hapettuminen) on oltava yhtäpitävää elektronien lisäämisen toiseen aineeseen (pelkistys).
Glykolyysi
Tämä ensimmäinen vaihe hengitysreaktiossa tapahtuu sytoplasmatai solun neste. Glykolyysi koostuu yhdeksästä erillisestä kemiallisesta reaktiosta, joista kumpikin katalysoituu tietyllä entsyymillä.
Keskeisiä toimijoita glykolyysissä ovat entsyymidehydrodenaasi ja koentsyymi (ei-proteiiniapuaine), nimeltään NAD +. Dehydrodenaasi hapettaa glukoosin poistamalla siitä kaksi elektronia ja siirtämällä ne NAD +: een. Prosessissa glukoosi "jaetaan" kahteen pyruvaattimolekyyliin, jotka jatkavat reaktiota.
Sitruunahapposykli
Hengitysreaktion toinen vaihe tapahtuu solun organellin sisällä, jota kutsutaan mitokondrioita, joita niiden roolista ATP-tuotannossa kutsutaan solun "tehtaiksi".
Juuri ennen sitruunahapposyklin alkamista pyruvaatti "hoidetaan" reaktiota varten muuttamalla se korkeaenergiseksi aineeksi, jota kutsutaan asetyylikoentsyymiksi A tai asetyyli-CoA: ksi.
Mitokondrioissa olevat spesifiset entsyymit vaikuttavat sitten sitruunahapon muodostaviin moniin reaktioihin sykli (tunnetaan myös nimellä Krebs-sykli) järjestämällä uudelleen kemialliset sidokset ja osallistumalla enemmän redoxiin reaktioita.
Tämän vaiheen päätyttyä elektronia kantavat molekyylit lähtevät sitruunahapposyklistä ja aloittavat kolmannen vaiheen.
Oksidatiivinen fosforylaatio
Hengitysreaktion viimeinen vaihe, jota kutsutaan myös elektronien siirtoketju, missä solun energia maksaa. Tämän vaiheen aikana happi ajaa elektronin liikeketjun mitokondrioiden kalvon läpi. Tämä elektronien siirto antaa mahdollisuuden entsyymi ATP-syntaasille tuottaa 38 ATP-molekyyliä.