Quali fasi si verificano nei mitocondri?

Respirazione cellulare è un insieme di processi che si verificano nelle cellule eucariotiche che genera ATP (adenosina trifosfato) per l'energia cellulare e coinvolge sia fasi anaerobiche che aerobiche. In generale, la respirazione cellulare può essere suddivisa in quattro fasi: glicolisi, che non richiede ossigeno e si verifica nei mitocondri di tutte le cellule, e le tre fasi della respirazione aerobica, che si verificano tutte nei mitocondri: il ponte (o transizione) reazione, il ciclo di Krebs e il catena di trasporto degli elettroni reazioni.

Quindi, se ti viene chiesto di identificare lo stadio (o gli stadi) della respirazione cellulare che avviene interamente al di fuori dei mitocondri, puoi rispondere "glicolisi" e farla finita. Ma per i curiosi, questo invita solo alla domanda: cosa succede esattamente? dentro quei mitocondri? Cioè, cosa succede alla fine a una molecola di glucosio a sei atomi di carbonio che entra nella glicolisi nel citoplasma?

Le cellule procariotiche non hanno alcun legame con la membrana interna organelli. Il loro DNA fluttua libero nel citoplasma, così come le proteine ​​enzimatiche necessarie per spingere avanti la glicolisi. Così la totalità della loro respirazione è costituita dalla glicolisi.

Nelle cellule eucariotiche, la reazione ponte, il ciclo di Krebs e la catena di trasporto degli elettroni insieme costituiscono la respirazione aerobica, e come tali sono gli ultimi tre passaggi della respirazione cellulare come a totale.

In realtà, una domanda migliore da porsi, se sei interessato a sapere quali processi avvengono e dove avvengono nelle cellule eucariotiche, potrebbe essere: quale delle seguenti non si verificano nei mitocondri?

1. La scissione di uno zucchero
2. La reazione del ponte
3. Il ciclo di Krebs
4. La catena di trasporto degli elettroni

La risposta, una, viene ricordata tenendo presente che tutte le cellule fanno uso della glicolisi (la scissione di glucosio in due molecole di piruvato a tre atomi di carbonio), ma solo le cellule eucariotiche hanno organelli, tra cui mitocondri.

Inoltre, in un certo senso, per gli eucarioti, la glicolisi è quasi una seccatura, poiché serve solo due dei 36-38 ATP che la respirazione cellulare genera nel suo insieme per molecola di glucosio. Sulla base di semplici proporzioni, ci si "aspetta" che quasi tutta la respirazione cellulare avvenga da qualche parte nei mitocondri, e in effetti è così - tre delle quattro fasi.

I mitocondri sono racchiusi in una doppia membrana plasmatica, come quella che racchiude la cellula nel suo insieme e altri organelli (ad esempio, l'apparato di Golgi). L'interno dei mitocondri, uno spazio analogo al citoplasma se i mitocondri sono paragonati alle cellule, è chiamato matrice.

I mitocondri hanno il proprio DNA, nel citoplasma, proprio dove si troverebbe se i mitocondri fossero ancora batteri liberi. Viene trasmesso solo attraverso le cellule uovo, quindi solo attraverso la linea materna (della madre) di antenati e discendenti.

Glicolisi: fase del citoplasma. In questa serie di dieci reazioni nel citoplasma, il glucosio si trasforma in una coppia di molecole di piruvato. vengono generati due ATP e non è richiesto ossigeno. Se l'ossigeno è presente e la cellula è eucariotica, il piruvato viene passato ai mitocondri.

Reazione del ponte: fase 1 dei mitocondri. Il piruvato viene convertito in acetil coenzima A perdendo un atomo di carbonio (sotto forma di anidride carbonica, CO₂) e ottenendo al suo posto una molecola di coenzima A. L'acetil CoA è un importante intermedio metabolico in tutte le cellule.

Ciclo di Krebs: fase 2 dei mitocondri. Nella matrice mitocondriale, l'acetil CoA si combina con la molecola a quattro atomi di carbonio ossalacetato per formare citrato. In una serie di passaggi che generano due ATP (un ATP per molecola di piruvato a monte), questa molecola viene riconvertita in ossalacetato. Nel processo, i trasportatori di elettroni NADH e FADH₂ sono prodotti in abbondanza.

Catena di trasporto degli elettroni: mitocondri Fase 3. Sulla membrana mitocondriale interna, i trasportatori di elettroni del ciclo di Krebs vengono utilizzati per alimentare l'aggiunta di gruppi fosfato all'ADP (adenosina difosfato) per produrre da 32 a 34 ATP. In totale, la respirazione cellulare genera così Da 36 a 38 ATP per molecola di glucosio, da 34 a 36 nei tre stadi mitocondriali.