Četiri stupnja staničnog disanja

Stanično disanje zbroj je različitih biokemijskih sredstava koja eukariotski organizmi koriste za ekstrakciju energije konkretno od hrane glukoza molekule.

Proces staničnog disanja uključuje četiri osnovne faze ili koraka: Glikoliza, koji se javlja u svim organizmima, prokariontskim i eukariotskim; reakcija mosta, koji zaustavlja pozornicu za aerobno disanje; i Krebsov ciklus i lanac za transport elektrona, kisikom ovisni putevi koji se u mitohondrijima javljaju u slijedu.

Koraci staničnog disanja ne događaju se istom brzinom, a isti skup reakcija može se odvijati različitim brzinama u istom organizmu u različito vrijeme. Na primjer, moglo bi se očekivati ​​da će se stopa glikolize u mišićnim stanicama uvelike povećati tijekom intenzivnog anaerobni vježba kod koje nastaje "dug kisika", ali koraci aerobnog disanja ne ubrzavaju se znatno ako se vježbe ne izvode na aerobnoj, "pay-as-you-go" razini intenziteta.

Kompletna formula staničnog disanja izgleda malo drugačije od izvora do izvora, ovisno o tome što autori odluče uključiti kao značajne reaktante i proizvode. Na primjer, mnogi izvori izostavljaju nosače elektrona NAD

Sveukupno, molekula šećera sa šest ugljika pretvara se u ugljični dioksid i vodu u prisutnosti kisika dajući 36 do 38 molekula ATP (adenozin trifosfat, prirodna "energetska valuta" stanica). Ova kemijska jednadžba predstavljena je sljedećom jednadžbom:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 12 H₂O + 36 ATP

Prva faza staničnog disanja je glikoliza, što je skup od deset reakcija koje ne zahtijevaju kisik i stoga se događa u svakoj živoj stanici. Prokarioti (iz domena Bakterije i Arheje, prije zvane "arhebakterije") gotovo isključivo koriste glikolizu, dok ga eukarioti (životinje, gljive, protisti i biljke) uglavnom koriste kao stolare za energetski unosnije reakcije aerobno disanje.

Glikoliza se odvija u citoplazmi. U "investicijskoj fazi" postupka troše se dva ATP jer se dva derivata fosfata dodaju derivetu glukoze prije nego što se podijeli u dva spoja s tri ugljika. Oni se pretvaraju u dvije molekule piruvat, 2 NADH i četiri ATP za a neto dobitak od dva ATP-a.

Druga faza staničnog disanja, tranzicija ili reakcija mosta, dobiva manje pažnje od ostatka staničnog disanja. Kao što naziv govori, međutim, bez glikolize ne bi bilo moguće doći do aerobnih reakcija.

U ovoj reakciji, koja se događa u mitohondrijima, dvije molekule piruvata iz glikolize pretvaraju se u dvije molekule acetil koenzima A (acetil CoA), s dvije molekule CO₂ proizveden kao metabolički otpad. Ne proizvodi se ATP.

The Krebsov ciklus ne generira puno energije (dva ATP-a), ali kombinirajući molekulu acetila CoA s dva ugljika s molekulom oksaloacetata s četiri ugljika i ciklirajući nastali produkt kroz seriju prijelaza koji molekulu dovode do oksaloacetata, ona generira osam NADH i dva FADH₂, drugi nosač elektrona (četiri NADH i jedan FADH₂ po molekuli glukoze koja ulazi u stanično disanje pri glikolizi).

Te su molekule potrebne za lanac za transport elektrona, a tijekom njihove sinteze još četiri CO₂ molekule se izbacuju iz stanice kao otpad.

Četvrta i zadnja faza staničnog disanja je mjesto gdje se vrši glavno "stvaranje" energije. Elektroni koje nose NADH i FADH₂ iz ovih molekula izvlače enzimi u mitohondrijska membrana i koristi se za pokretanje procesa zvanog oksidativna fosforilacija, pri čemu elektrokemijski gradijent pokretani oslobađanje gore spomenutih elektrona omogućuje dodavanje molekula fosfata u ADP za proizvodnju ATP.

Kisik je potreban za ovaj korak, jer je konačni akceptor elektrona u lancu. Ovo stvara H₂O, dakle, iz ovog koraka dolazi voda u jednadžbi staničnog disanja.

U ovom se koraku generira 32 do 34 molekule ATP, ovisno o tome kako se zbraja energetski prinos. Tako stanično disanje daje ukupno 36 do 38 ATP: 2 + 2 + (32 ili 34).