Jakie etapy zachodzą w mitochondriach?

Oddychania komórkowego to zestaw procesów zachodzących w komórkach eukariotycznych, które generują ATP (trójfosforan adenozyny)) dla energii komórkowej i obejmuje zarówno etapy beztlenowe, jak i tlenowe. Ogólnie oddychanie komórkowe można podzielić na cztery etapy: Glikoliza, który nie wymaga tlenu i występuje w mitochondriach wszystkich komórek, oraz trzy etapy oddychania tlenowego, z których wszystkie występują w mitochondriach: most (lub przejście) reakcja, cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów reakcje.

Tak więc, jeśli zostaniesz poproszony o zidentyfikowanie etapu (lub etapów) oddychania komórkowego, które występuje w całości na zewnątrz mitochondriów, możesz odpowiedzieć „glikoliza” i skończyć z tym. Ale dla ciekawskich to tylko skłania do pytania: co dokładnie się dzieje? wewnątrz te mitochondria? To znaczy, co dzieje się na samym końcu z sześciowęglową cząsteczką glukozy, która wchodzi w glikolizę w cytoplazmie?

Komórki prokariotyczne nie są związane z błoną wewnętrzną

W komórkach eukariotycznych reakcja mostkowa, cykl Krebsa i łańcuch transportu elektronów razem stanowią oddychanie tlenowe i jako takie są ostatnie trzy etapy oddychania komórkowego jako a cały.

Właściwie lepszym pytaniem, które można zadać, jeśli zajmujesz się wiedzą, jakie procesy zachodzą i gdzie zachodzą w komórkach eukariotycznych, może brzmieć: Które z poniższych nie występują w mitochondriach?

1. Podział cukru
2. Reakcja mostowa
3. Cykl Krebsa
4. Łańcuch transportu elektronów

Odpowiedź, jedną, pamięta się pamiętając, że wszystkie komórki wykorzystują glikolizę (rozszczepienie glukozy na dwie trójwęglowe cząsteczki pirogronianu), ale tylko komórki eukariotyczne mają organelle, w tym mitochondria.

Ponadto, w pewnym sensie, dla eukariontów glikoliza jest prawie uciążliwa, służąc tylko dwóm z 36 do 38 ATP oddychania komórkowego jako całości wytwarzanych na cząsteczkę glukozy. Opierając się na prostych proporcjach, można by „oczekiwać”, że prawie całe oddychanie komórkowe zachodzi gdzieś w mitochondriach, a tak jest w rzeczywistości – trzy z czterech faz.

Mitochondria są zamknięte w podwójnej błonie komórkowej, takiej jak ta, która otacza komórkę jako całość i inne organelle (np. aparat Golgiego). Wnętrze mitochondriów, przestrzeń analogiczna do cytoplazmy, jeśli porównujemy mitochondria do komórek, nazywa się matryca.

Mitochondria mają swoje własne DNA w cytoplazmie, dokładnie tam, gdzie można by je znaleźć, gdyby mitochondria były nadal wolnymi bakteriami. Przekazywana jest tylko przez komórki jajowe, a więc tylko przez matczyną (matkę) linię przodków i potomków.

Glikoliza: faza cytoplazmy. W tej serii dziesięciu reakcji w cytoplazmie, glukoza przekształca się w parę cząsteczek pirogronianu. generowane są dwa ATP i nie jest wymagany tlen. Jeśli tlen jest obecny, a komórka jest eukariotyczna, pirogronian jest przekazywany do mitochondriów.

Reakcja mostkowa: faza mitochondriów 1. Pirogronian jest przekształcany w acetylokoenzym A poprzez utratę atomu węgla (w postaci dwutlenku węgla, CO₂) i uzyskanie w jej miejsce cząsteczki koenzymu A. Acetyl CoA jest ważnym produktem pośrednim metabolicznym we wszystkich komórkach.

Cykl Krebsa: faza mitochondriów 2. W macierzy mitochondrialnej acetylo-CoA łączy się z czterowęglową cząsteczką szczawiooctanu, tworząc cytrynian. W serii etapów, które generują dwa ATP (jeden ATP na cząsteczkę pirogronianu powyżej), cząsteczka ta jest przekształcana z powrotem do szczawiooctanu. W tym procesie nośniki elektronów NADH i FADH₂ są produkowane w obfitości.

Łańcuch transportu elektronów: faza mitochondriów 3. Na wewnętrznej błonie mitochondrialnej nośniki elektronów z cyklu Krebsa są wykorzystywane do zasilania addycji grup fosforanowych do ADP (difosforan adenozyny) w celu wytworzenia od 32 do 34 ATP. W sumie w ten sposób powstaje oddychanie komórkowe 36 do 38 ATP na cząsteczkę glukozy, 34 do 36 z nich w trzech stadiach mitochondrialnych.