Priežastis, kodėl jūs valgote, yra sukurti molekulę, vadinamą ATP (adenozino trifosfatas), kad jūsų ląstelės turėtų galimybių valdyti save, taigi ir jus kartu. Neatsitiktinai kvėpavimo priežastis yra ta, kad deguonis reikalingas norint gauti maksimalų ląstelių energijos kiekį iš pirmtakų. gliukozės molekules tame maiste.
Procesas, kurį žmogaus ląstelės naudoja ATP generuoti, vadinamas ląstelių kvėpavimu. Tai sukuria nuo 36 iki 38 ATP vienai gliukozės molekulei. Jis susideda iš etapų serijos, prasidedančios ląstelės citoplazmoje ir pereinančios į mitochondrijas - eukariotų ląstelių „jėgaines“. Du ATP gaminantys procesai gali būti vertinami kaip glikolizė (anaerobinė dalis), po kurios seka aerobinis kvėpavimas (dalis, kuriai reikalingas deguonis).
Kas yra ATP?
Chemiškai ATP yra a nukleotidas. Nukleotidai taip pat yra DNR statybiniai blokai. Visi nukleotidai susideda iš penkių anglies cukraus dalių, azoto bazės ir nuo vienos iki trijų fosfatų grupių. Pagrindas gali būti arba adeninas (A), citozinas (C), guaninas (G), timinas (T) arba uracilas (U). Kaip galite suprasti iš jo pavadinimo, ATP bazė yra adeninas ir jame yra trys fosfatų grupės.
Kai „pastatoma“ ATP, jos tiesioginis pirmtakas yra ADP (adenozino difosfatas), kuri pati kyla AMP (adenozino monofosfatas). Vienintelis skirtumas tarp šių dviejų yra trečioji fosfatų grupė, prisijungusi prie fosfato-fosfato „grandinės“ ADP. Atsakingas fermentas vadinamas ATP sintaze.
Kai ląstelė „išleidžia“ ATP, ATP – ADP reakcijos pavadinimas yra hidrolizė, nes vanduo naudojamas nutrūkti ryšiui tarp dviejų galinių fosfatų grupių. Paprasta ATP reformavimo iš jos nukleotidų giminių lygtis yra ADP + Pi, ar net AMP + 2 Pi. kur Pi yra neorganinis (tai yra neprisirišęs prie molekulės, kurioje yra anglies) fosfatas.
Ląstelių energija eukariotuose: ląstelių kvėpavimas
Ląstelinis kvėpavimas vyksta tik eukariotuose, kurie yra daugelio ląstelių, didesnis ir sudėtingesnis gamtos atsakas į vienaląsčius prokariotus. Žmonės yra vieni iš pirmųjų, o bakterijos - antruosiuose. Procesas vyksta keturiais etapais: glikolizė, kuris taip pat pasitaiko prokariotuose ir nereikalauja deguonies; tilto reakcija; ir du aerobinio kvėpavimo reakcijų rinkiniai Krebso ciklas ir elektronų perdavimo grandinė.
Glikolizė
Norėdami pradėti glikolizę, gliukozės molekulėje, difunduojančioje ląstelėje per plazmos membraną, fosfatas yra prijungtas prie vieno iš jo anglies atomų. Po to jis pertvarkomas į fruktozės molekulę, tuo metu antroji fosfatų grupė yra prijungta prie kito anglies atomo. Gauta dvigubai fosforilinta šešių anglių molekulė padalijama į dvi trijų anglių molekules. Šis etapas kainuoja du ATP.
Antroji glikolizės dalis tęsiasi trijų anglies molekulių pertvarkymu piruvatas, tuo tarpu pridedami du fosfatai, tada visi keturi pašalinami ir pridedami prie ADP, kad susidarytų ATP. Šiame etape gaunami keturi ATP,todėl grynasis glikolizės derlius tampa dviem ATP.
Krebso ciklas
Dėl tilto reakcijos mitochondrijose piruvato molekulė pasirengusi veikti pašalindama vieną iš jos anglies ir du oksigenus, kad gautų acetatą, kuris vėliau pridedamas prie kofermentas A susidaryti acetilui CoA.
Dviejų anglies acetilo CoA dedama į keturių anglies molekulių oksaloacetatą, kad vyktų reakcijos. Gauta šešių anglių molekulė galiausiai redukuojama iki oksaloacetato (taigi „ciklas“ pavadinime; reagentas taip pat yra produktas). Šiame procese dvi ATP ir 10 molekulių, žinomų kaip elektronų nešėjai (aštuoni NADH ir du FADH2) yra gaminami.
Elektronų transportavimo grandinė
Paskutinėje korinio kvėpavimo fazėje ir antrojoje aerobinėje fazėje naudojami įvairūs didelės energijos elektronų nešėjai. Jų elektronus pašalina fermentai, įterpti į mitochondrijų membraną, ir jų energija yra naudojamas įjungiant fosfato grupes į ADP, kad susidarytų ATP, procesas vadinamas oksidaciniu fosforilinimas. Deguonis yra galutinis elektronų priėmėjas.
Rezultatas yra nuo 32 iki 34 ATP, o tai reiškia, kad pridedant po du ATP iš glikolizės ir Krebso ciklo, ląstelinis kvėpavimas sukuria nuo 36 iki 38 ATP vienai gliukozės molekulei.