A sejtek mikroszkopikus, többcélú tartályok, amelyek az élet legkisebb oszthatatlan egységeit képviselik abban a tekintetben, hogy reprodukciót, anyagcserét és egyéb "életszerű" tulajdonságokat mutatnak. Valójában, mivel a prokarióta organizmusok (a Bacteria és Archaea osztályozási tartomány tagjai) szinte mindig egyetlen sejtből állnak, sok önálló sejt szó szerint életben van.
A sejtek az adenozin-trifoszfát vagy az ATP nevű molekulát használják üzemanyagforrásként. Prokarióták támaszkodni kizárólag glikolízis - a glükóz piruvátra bontása - az ATP szintetizálásának útjaként; ez a folyamat glükózmolekulánként összesen 2 ATP-t eredményez.
Ellentétben, eukarióták - állatok, növények és gombák - mind sokkal nagyobbak, és sokkal bonyolultabb egyedi sejtekkel rendelkeznek, mint a prokarióták, ezért a glikolízis önmagában nem megfelelő energiaigényükhöz. Ahol sejtlégzés, a glükóz teljes lebontása molekuláris oxigén (O2) szén-dioxiddá (CO2) és a víz (H2O) ATP kialakításához bejön.
Tudjon meg többet arról, hogy mi a sejtlégzés.
Sejtanyagcsere terminológia
A sejtes légzési folyamat az eukariótákban fordul elő, és technikailag átfogja a glikolízist, a Krebs ciklus és a elektrontranszport lánc (ETC). Ez azért van, mert minden a sejtek kezdetben ugyanúgy kezelik a glükózt - azáltal, hogy glikolízissel futtatják. Ezután a prokariótákban a piruvát csak fermentációba léphet, ami lehetővé teszi a glikolízis "upstream" folytatását a NAD nevű köztitermék regenerációján keresztül.+.
Mivel az eukarióták oxigént használhatnak, a piruvát szénmolekulái acetilkoA-ként lépnek be a Krebs-ciklusba, és végül szén-dioxidként (CO2). Az érdekes sejtlégzési termékek a 34–36 ATP, amelyek a Krebs-ciklusban keletkeznek, és az ETC együttesen - a sejtlégzés két része, amely aerobic ("oxigénnel") légzés.
A sejtes légzés reakciói
A teljes sejtlégzési folyamat teljes, kiegyensúlyozott reakciója a következőképpen ábrázolható:
C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ~ 38 ATP
A glikolízis önmagában, az anaerob légzés egyik formája, amely a citoplazmában fordul elő, a reakcióból áll:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pén → 2 CH3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 H+ + 2 H2O
Az eukariótákban a átmeneti reakció mitokondriumokban acetil koenzim A-t (acetil CoA) generál a Krebs-ciklushoz:
2 CH3(C = O) COOH + 2 NAD+ + 2 koenzim A → 2 acetil CoA + 2 NADH + 2 H+ + 2 CO2
A CO2 majd oxalacetáttal történő csatlakozással belép a Krebs-ciklusba.
A sejtes légzés szakaszai
A sejtlégzés a glikolízissel kezdődik, egy 10 reakciósorral, amelyben egy glükózmolekula található foszforilezett kétszer (vagyis két foszfátcsoport kapcsolódik a különböző szénatomokhoz) 2 ATP alkalmazásával, majd két három szénatomos vegyületté minden egyes 2 ATP-t eredményez a piruvát képződéséig. Így a glikolízis glükózmolekulánként közvetlenül 2 ATP-t, valamint a NADH elektronhordozó két molekuláját látja el, amelynek az ETC-ben lefelé erős szerepe van.
A Krebs-ciklusban CO2 és a négy szénatomos vegyület oxalacetát csatlakozzon a hatszénes molekula kialakításához citrát. A citrát fokozatosan ismét oxaloacetáttá redukálódik, és egy pár CO-ból leválik2 molekulák és CO-ként 2 ATP-t is létrehoznak2 a ciklusba belépő molekula, vagy 4 ATP glükózonként molekula messze felfelé. Ennél is fontosabb, hogy összesen 6 NADH és 2 FADH2 (egy másik elektronhordozó) szintetizálódnak.
Végül a NADH és a FADH elektronjai2 (vagyis hidrogénatomjaikat) az elektrontranszport-lánc enzimjei leválasztják és felhasználják a foszfátok ADP-hez való kötődésének elősegítésére, sok ATP-t eredményezve - összesen körülbelül 32-et. A víz ebben a lépésben is felszabadul. Így a glikolízisből, a Krebs-ciklusból és az ETC-ből származó sejtlégzés maximális ATP-hozama 2 + 4 + 32 = 38 ATP / glükózmolekula.
További információ a sejtlégzés négy szakaszáról.