Respirație celulară este un ansamblu de procese care apar în celulele eucariote care generează ATP (adenozin trifosfat) pentru energia celulelor și implică atât pași anaerobi, cât și pași aerobi. În general, respirația celulară poate fi împărțită în patru etape: Glicoliza, care nu necesită oxigen și apare în mitocondriile tuturor celulelor și în cele trei etape ale respirației aerobe, toate care apar în mitocondrii: pod (sau tranziție) reacţie, Ciclul Krebs si lanțul de transport al electronilor reacții.
Deci, dacă vi se cere să identificați stadiul (sau etapele) respirației celulare care are loc în întregime in afara a mitocondriilor, puteți răspunde la "glicoliză" și ați terminat cu aceasta. Dar pentru curioși, acest lucru invită doar întrebarea: Ce se întâmplă exact interior acele mitocondrii? Adică, ce se întâmplă în cele din urmă cu o moleculă de glucoză cu șase carbon care intră în glicoliză în citoplasmă?
Respirația în procariote vs. Eucariote
Celulele procariote nu au nicio legătură membranară internă
organite. ADN-ul lor plutește liber în citoplasmă, la fel ca proteinele enzimatice necesare pentru a împinge glicoliza. Astfel, întreaga respirație a acestora constă în glicoliză.În celulele eucariote, reacția podului, ciclul Krebs și lanțul de transport al electronilor împreună constituie respirația aerobă și ca atare sunt ultimele trei etape ale respirației celulare ca o întreg.
Care dintre cei patru pași ai respirației celulare are loc în mitocondrie?
De fapt, o întrebare mai bună de pus, dacă vă ocupați de a ști ce procese se întâmplă și unde se întâmplă în celulele eucariote, ar putea fi: Care dintre următoarele nu apar în mitocondrii?
- Despărțirea unui zahăr
- Reacția Podului
- Ciclul Krebs
- Lanțul de transport al electronilor
Răspunsul, unul, este amintit ținând cont de faptul că toate celulele folosesc glicoliza (divizarea glucoză în două molecule de piruvat cu trei carbon), dar numai celulele eucariote au organite, inclusiv mitocondrii.
De asemenea, într-un fel, pentru eucariote, glicoliza este aproape o neplăcere, servind doar două dintre cele 36 până la 38 de respirații celulare ATP ca întreg generează pe moleculă de glucoză. Pe baza unor proporții simple, te-ai „aștepta” ca aproape toată respirația celulară să apară undeva în mitocondrii, iar acest lucru este de fapt cazul - trei din cele patru faze.
Structura și funcția mitocondriilor
Mitocondriile sunt închise într-o membrană plasmatică dublă, ca cea care cuprinde celula ca întreg și alte organite (de exemplu, aparatul Golgi). Interiorul mitocondriilor, un spațiu analog citoplasmei dacă mitocondriile sunt asemănate cu celulele, se numește matrice.
Mitocondriile au propriul ADN, în citoplasmă, exact acolo unde s-ar găsi dacă mitocondriile ar fi încă bacterii libere. Se transmite numai prin celule de ou, deci numai prin linia maternă (a mamei) de strămoși și descendenți.
Respirația celulară: faze și site-uri
Glicoliză: faza citoplasmatică. În această serie de zece reacții în citoplasmă, glucoza este transformată într-o pereche de molecule de piruvat. sunt generate două ATP și nu este necesar oxigen. Dacă este prezent oxigen și celula este eucariotă, piruvatul este trecut de-a lungul mitocondriilor.
Reacția podului: faza 1 a mitocondriilor. Piruvatul este transformat în acetil coenzima A prin pierderea unui atom de carbon (sub formă de dioxid de carbon, CO2) și câștigând o moleculă de coenzimă A în locul ei. Acetil CoA este un intermediar metabolic important în toate celulele.
Ciclul Krebs: faza 2 a mitocondriilor. În matricea mitocondrială, acetil CoA combinat cu molecula de patru carbon oxaloacetat pentru a forma citrat. Într-o serie de pași care generează doi ATP (un ATP pe molecula piruvat din amonte), această moleculă este convertită înapoi în oxaloacetat. În acest proces, purtătorii de electroni NADH și FADH2 sunt produse din abundență.
Lanțul de transport al electronilor: faza 3 a mitocondriilor. Pe membrana mitocondrială interioară, purtătorii de electroni din ciclul Krebs sunt folosiți pentru a alimenta adăugarea grupărilor fosfat la ADP (adenozin difosfat) pentru a produce 32-34 ATP. În total, respirația celulară generează astfel 36 la 38 ATP pe moleculă de glucoză, 34 la 36 dintre ele în cele trei etape mitocondriale.