უჯრედები არის მიკროსკოპული, მრავალფუნქციური კონტეინერები, რომლებიც წარმოადგენენ ცხოვრების უმცირეს განუყოფელ ერთეულებს, რადგან ისინი გამოხატავენ გამრავლებას, მეტაბოლიზმს და სხვა "სიცოცხლის მსგავს" თვისებებს. სინამდვილეში, ვინაიდან პროკარიოტული ორგანიზმები (ბაქტერიების და არქეების კლასიფიკაციის დომენების წევრები) თითქმის ყოველთვის შედგება ერთი უჯრედისგან, მრავალი ცალკეული უჯრედი ფაქტიურად ცოცხალია.
უჯრედები იყენებენ მოლეკულას, რომელსაც ადენოზინტრიფოსფატი ან ATP ეწოდება, როგორც საწვავის წყარო. პროკარიოტები დაეყრდნონ მხოლოდ გლიკოლიზი - გლუკოზის დაშლა პიროვატად - როგორც ატფ – ის სინთეზის გზა; ამ პროცესში გამოიყოფა სულ 2 ატფ თითო მოლეკულა გლუკოზას.
Კონტრასტში, ეუკარიოტები - ცხოველები, მცენარეები და სოკოები - ორივე ბევრად უფრო დიდია და მათ აქვთ ბევრად უფრო რთული ინდივიდუალური უჯრედები, ვიდრე პროკარიოტები, რის გამოც მხოლოდ გლიკოლიზი არის არაადეკვატური მათი ენერგეტიკული საჭიროებისთვის. აი სად უჯრედული სუნთქვა, გლუკოზის სრული დაშლა მოლეკულური ჟანგბადის თანდასწრებით (O2) ნახშირორჟანგად (CO.)2) და წყალი (H2ო) ATP– ს შესაქმნელად, შემოდის.
წაიკითხეთ მეტი იმის შესახებ, თუ რა არის ფიჭური სუნთქვა.
უჯრედული მეტაბოლიზმის ტერმინოლოგია
უჯრედული სუნთქვის პროცესი ხდება ეუკარიოტებში და ტექნიკურად მოიცავს გლიკოლიზს კრებსის ციკლი და ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვი (ETC). ეს იმიტომ ყველა უჯრედები თავდაპირველად გლუკოზას მკურნალობენ იგივე გზით - გლიკოლიზის საშუალებით. ამის შემდეგ, პროკარიოტებში, პიროვატს მხოლოდ დუღილში შეყვანა შეუძლია, რაც საშუალებას აძლევს გლიკოლიზის გაგრძელებას "დინების მიმართულებით" შუალედური რეგენერაციის საშუალებით, რომელსაც ეწოდება NAD.+.
იმის გამო, რომ ეუკარიოტებს შეუძლიათ ჟანგბადის გამოყენება, პიროვატის ნახშირბადის მოლეკულები შედიან კრებსის ციკლში, როგორც აცეტილ CoA და საბოლოოდ ETC ტოვებენ ნახშირორჟანგად (CO2). უჯრედული სუნთქვის საინტერესო პროდუქტებია 34-36 ATP, რომლებიც წარმოიქმნება კრებსის ციკლში და ETC ერთად - უჯრედული სუნთქვის ორი ნაწილი, რომლებიც ითვლება აერობული ("ჟანგბადით") სუნთქვა.
ფიჭური სუნთქვის რეაქციები
ფიჭური სუნთქვის მთელი პროცესის სრული, დაბალანსებული რეაქცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს:
გ6ჰ12ო6 + 6 ო2 → 6 CO2 + 6 სთ2O + ~ 38 ATP
მხოლოდ გლიკოლიზი, ანაერობული სუნთქვის ფორმა, რომელიც ხდება ციტოპლაზმაში, შედგება რეაქციისგან:
გ6ჰ12ო6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 გვმე → 2 CH3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 H+ + 2 სთ2ო
ეუკარიოტებში, ა გარდამავალი რეაქცია მიტოქონდრიებში წარმოქმნის აცეტილ კოფერმენტს A (აცეტილ CoA) კრებსის ციკლისთვის:
2 CH3(C = O) COOH + 2 NAD+ + 2 კოფერმენტი A → 2 აცეტილ CoA + 2 NADH + 2 H+ + 2 CO2
კომპანია2 შემდეგ შედის კრებსის ციკლში ოქსალოაცეტატის შეერთებით.
უჯრედული სუნთქვის ეტაპები
უჯრედული სუნთქვა იწყება გლიკოლიზით, 10 რეაქციის სერიით, რომელშიც არის გლუკოზის მოლეკულა ფოსფორილირებული ორჯერ (ეს არის ის, რომ მას აქვს ორი ფოსფატის ჯგუფი, რომლებიც ერთვის სხვადასხვა ნახშირბადს) 2 ATP– ის გამოყენებით და შემდეგ იყოფა ორ სამ ნახშირბადოვან ნაერთად, რომლებიც თითოეული გამოიღო 2 ATP პიროვატის წარმოქმნის გზაზე. ამრიგად, გლიკოლიზი აწვდის 2 ატფ-ს პირდაპირ გლუკოზის მოლეკულაზე, ასევე ელექტრონულ გადამზიდავ NADH– ს ორ მოლეკულას, რომელსაც დიდი როლი აქვს ETC– ს მიმართულებით.
კრებსის ციკლში, CO2 და ოთხი ნახშირბადოვანი ნაერთი ოქსალოაცეტატი შეუერთდით ექვსი ნახშირბადის მოლეკულის წარმოქმნას ციტრატი. ციტრატი თანდათან ისევ იკლებს ოქსალოაცეტატს და იწურება წყვილი CO2 მოლეკულები და ასევე წარმოქმნის 2 ATP თითო CO2 მოლეკულა, რომელიც ციკლში შედის, ან 4 ATP გლუკოზაზე მოლეკულა დინების სათავეში. რაც მთავარია, სულ 6 NADH და 2 FADH2 (სხვა ელექტრონული გადამზიდავი) სინთეზირებულია.
დაბოლოს, NADH და FADH ელექტრონები2 (ეს არის მათი წყალბადის ატომები) იშორებენ ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის ფერმენტებს და იყენებენ ფოსფატების დამატებას ADP– ზე, რის შედეგადაც მიიღება უამრავი ATP - სულ 32 – მდე. ამ ეტაპზე წყალიც გამოიყოფა. ამრიგად, გლიკოლიზის, კრებსის ციკლისა და ETC– დან უჯრედული სუნთქვის ATP– ის მაქსიმალური სარგებელი არის 2 + 4 + 32 = 38 ATP გლუკოზის მოლეკულაზე.
წაიკითხეთ მეტი უჯრედული სუნთქვის ოთხი ეტაპის შესახებ.
