Rolul enzimelor în respirația celulară

Respirație celulară este procesul prin care celulele transformă glucoza (un zahăr) în dioxid de carbon și apă. În acest proces, se numește energie sub forma unei molecule adenozin trifosfat, sau ATP, este lansat. Deoarece oxigenul este necesar pentru a activa această reacție, respirația celulară este, de asemenea, considerată un tip de Reacție de „ardere” în care o moleculă organică (glucoză) este oxidată sau arsă, eliberând energie în proces.

Celulele necesită energie ATP pentru a îndeplini toate funcțiile necesare vieții. Dar de cât ATP avem nevoie? Dacă celulele noastre nu ar înlocui ATP în mod constant prin respirația celulară, ne-am consuma aproape întreaga greutate corporală în ATP într-o singură zi.

Respirația celulară are loc în trei etape: glicoliză, ciclul acidului citric și fosforilarea oxidativă.

Enzime sunt proteine ​​care catalizează sau afectează viteza reacțiilor chimice fără ca ele însele să fie modificate în proces. Enzimele specifice catalizează fiecare reacție celulară.

Rolul principal al enzimelor în timpul reacției de respirație este de a ajuta la transferul de electroni de la o moleculă la alta. Aceste transferuri se numesc reacții „redox”, în care pierderea de electroni dintr-o moleculă (oxidare) trebuie să coincidă cu adăugarea de electroni la o altă substanță (reducere).

Acest prim pas al reacției de respirație are loc în citoplasma, sau fluid, al celulei. Glicoliza constă din nouă reacții chimice separate, fiecare catalizată de o anumită enzimă.

Actorii cheie în glicoliză sunt enzima dehidrodgenază și o coenzimă (non-protein helper) numită NAD +. Dehidrodgenaza oxidează glucoza prin îndepărtarea a doi electroni din ea și transferarea acestora în NAD +. În acest proces, glucoza este „împărțită” în două molecule de piruvat, care continuă reacția.

Al doilea pas al reacției de respirație are loc în interiorul unei organite celulare numite mitocondrii, care datorită rolului lor în producția de ATP sunt numite „fabrici de energie” pentru celulă.

Chiar înainte de începerea ciclului acidului citric, piruvatul este „îngrijit” pentru reacție prin transformarea într-o substanță cu energie ridicată numită acetil coenzima A sau acetil-CoA.

Enzimele specifice localizate în mitocondrii alimentează apoi numeroasele reacții care alcătuiesc acidul citric ciclu (cunoscut și sub numele de ciclul Krebs) prin rearanjarea legăturilor chimice și participarea la mai multe redox reacții.

La finalizarea acestei etape, moleculele purtătoare de electroni părăsesc ciclul acidului citric și încep al treilea pas.

Pasul final al reacției de respirație, numit și lanțul de transport al electronilor, este locul în care se produce recompensa energetică pentru celulă. În această etapă, oxigenul conduce un lanț de mișcări de electroni pe membrana mitocondriilor. Acest transfer de electroni stimulează capacitatea enzimei ATP sintază de a produce 38 de molecule de ATP.