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?
Oddychanie u prokariontów vs. Eukarionty
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.
Który z czterech etapów oddychania komórkowego zachodzi w mitochondriach?
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?
- Podział cukru
- Reakcja mostowa
- Cykl Krebsa
- 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.
Struktura i funkcja mitochondriów
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.
Oddychanie komórkowe: fazy i miejsca
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.