Cellular respirasjon er prosessen der celler omdanner glukose (et sukker) til karbondioksid og vann. I prosessen kalles energi i form av et molekyl adenosintrifosfat, eller ATP, er utgitt. Fordi oksygen er nødvendig for å drive denne reaksjonen, blir cellulær respirasjon også betraktet som en type "Brennende" reaksjon der et organisk molekyl (glukose) oksyderes, eller brennes, og frigjør energi i prosess.
Celler krever ATP-energi for å utføre alle funksjonene som er nødvendige for livet. Men hvor mye ATP trenger vi? Hvis våre egne celler ikke erstattet ATP kontinuerlig gjennom mobil respirasjon, ville vi brukt opp nesten hele kroppsvekten i ATP på en dag.
Cellular respirasjon foregår i tre trinn: glykolyse, sitronsyresyklusen og oksidativ fosforylering.
Enzymer
Enzymer er proteiner som katalyserer, eller påvirker hastigheten, av kjemiske reaksjoner uten at de endres i prosessen. Spesifikke enzymer katalyserer hver mobilreaksjon.
Hovedrollen til enzymer under respirasjonsreaksjonen er å hjelpe til med å overføre elektroner fra ett molekyl til et annet. Disse overføringene kalles "redoks" -reaksjoner, der tap av elektroner fra ett molekyl (oksidasjon) må sammenfalle med tilsetning av elektroner til et annet stoff (reduksjon).
Glykolyse
Dette første trinnet i respirasjonsreaksjonen finner sted i cytoplasma, eller væske, av cellen. Glykolyse består av ni separate kjemiske reaksjoner, hver katalysert av et spesifikt enzym.
De viktigste aktørene i glykolyse er enzymet dehydrodgenase og et koenzym (ikke-protein-hjelper) kalt NAD +. Dehydrodgenase oksyderer glukose ved å fjerne to elektroner fra den og overføre dem til NAD +. I prosessen blir glukose "delt" i to molekyler av pyruvat, som fortsetter reaksjonen.
Sitronsyresyklusen
Det andre trinnet i respirasjonsreaksjonen finner sted inne i en celleorganell kalt mitokondrier, som på grunn av sin rolle i ATP-produksjonen kalles "kraftfabrikker" for cellen.
Like før sitronsyresyklusen starter, blir "pyruvat" preparert for reaksjonen ved å omdannes til et høyenergistoff som kalles acetylkoenzym A, eller acetyl-CoA.
Spesifikke enzymer som ligger i mitokondriene driver deretter de mange reaksjonene som utgjør sitronsyren syklus (også kjent som Krebs-syklusen) ved å omorganisere kjemiske bindinger og delta i mer redoks reaksjoner.
Når dette trinnet er fullført, forlater elektronbærende molekyler sitronsyresyklusen og begynner det tredje trinnet.
Oksidativ fosforylering
Det siste trinnet i respirasjonsreaksjonen, også kalt elektrontransportkjede, er hvor energiutbetalingen skjer for cellen. Under dette trinnet driver oksygen en kjede av elektronbevegelse over membranen i mitokondriene. Denne overføringen av elektroner driver enzymet ATP-syntase til å produsere 38 molekyler av ATP.