細胞呼吸の4つの段階

細胞呼吸 真核生物が抽出するために使用するさまざまな生化学的手段の合計です エネルギー 食品から、特に グルコース 分子。

細胞呼吸プロセスには、4つの基本的な段階またはステップが含まれます。 解糖、原核生物と真核生物のすべての生物で発生します。 インクルード ブリッジ反応、好気性呼吸のステージを設定します。 そしてその クレブス回路 そしてその 電子伝達系、ミトコンドリアで順番に発生する酸素依存性経路。

細胞呼吸のステップは同じ速度では発生せず、同じ一連の反応が同じ生物内で異なる時間に異なる速度で進行する可能性があります。 たとえば、筋細胞の解糖速度は、激しい間に大幅に増加すると予想されます 嫌気性 「酸素負荷」を伴う運動ですが、有酸素の「従量制」の強度レベルで運動を行わない限り、有酸素呼吸のステップはそれほど速くなりません。

完全な 細胞呼吸式 著者が意味のある反応物や生成物として含めることを選択したものに応じて、ソースごとにわずかに異なって見えます。 たとえば、多くのソースは電子キャリアNADを省略しています⁺/ NADHとFAD²⁺生化学的バランスシートからの/ FADH2。

全体として、6炭素の糖分子であるグルコースは、酸素の存在下で二酸化炭素と水に変換され、36〜38分子のATPを生成します（アデノシン三リン酸、細胞の自然全体の「エネルギー通貨」）。 この化学反応式は、次の式で表されます。

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

細胞呼吸の最初の段階は 解糖、これは酸素を必要としない10の反応のセットであり、したがってすべての生細胞で発生します。 原核生物（バクテリアと古細菌のドメインから、以前は「古細菌」と呼ばれていました）は、解糖をほぼ独占的に利用します。 一方、真核生物（動物、菌類、原生生物、植物）は、主に、よりエネルギー的に儲かるテーブルセッターとして使用します。 の反応 好気呼吸.

解糖は細胞質で起こります。 プロセスの「投資段階」では、2つの3炭素化合物に分割される前に、2つのリン酸塩がグルコース誘導体に追加されるため、2つのATPが消費されます。 これらは2つの分子に変換されます ピルビン酸、2 NADH と4つのATP 2つのATPの純利益。

細胞呼吸の第二段階、 遷移 または ブリッジ反応、細胞呼吸の残りの部分よりも注目を集めません。 しかし、その名前が示すように、解糖から好気性反応へと移行する方法は、それなしではあり得ません。

ミトコンドリアで起こるこの反応では、解糖系からの2つのピルビン酸分子が2分子のCOとともに2分子のアセチル補酵素A（アセチルCoA）に変換されます。₂ 代謝廃棄物として生成されます。 ATPは生成されません。

ザ・ クレブス回路 多くのエネルギーを生成しません（2つのATP）、ただし、2炭素分子のアセチルCoAと4炭素分子のオキサロ酢酸を組み合わせてサイクリングする 分子をオキサロ酢酸に戻す一連の遷移を経て得られた生成物は、生成されます 8つのNADHと2つのFADH₂、別の電子キャリア（4つのNADHと1つのFADH₂ 解糖時に細胞呼吸に入るグルコース分子あたり）。

これらの分子は 電子伝達系、そしてそれらの合成の過程で、さらに4つのCO₂ 分子は細胞から廃棄物として排出されます。

細胞呼吸の第4の最終段階は、主要なエネルギーの「創造」が行われる場所です。 NADHとFADHによって運ばれる電子₂ これらの分子から酵素によって引き出されます ミトコンドリア膜 酸化的リン酸化と呼ばれるプロセスを駆動するために使用されます。 前述の電子の放出は、ADPへのリン酸分子の追加を促進して生成します ATP。

酸素 これはチェーンの最後の電子受容体であるため、このステップにはが必要です。 これによりHが作成されます₂O、したがって、このステップは、細胞呼吸方程式の水が由来するところです。

エネルギー収量の合計方法に応じて、このステップで合計32〜34分子のATPが生成されます。 したがって、 細胞呼吸は合計36から38のATPを生成します：2 + 2 +（32または34）。