Роль ферментов в клеточном дыхании

Клеточное дыхание это процесс, с помощью которого клетки превращают глюкозу (сахар) в углекислый газ и воду. При этом энергия в виде молекулы, называемой аденозинтрифосфат, или АТФ. Поскольку для этой реакции требуется кислород, клеточное дыхание также считается одним из видов «Горящая» реакция, при которой органическая молекула (глюкоза) окисляется или сгорает, высвобождая энергию в процесс.

Клеткам требуется энергия АТФ для выполнения всех функций, необходимых для жизни. Но сколько нам нужно АТФ? Если бы наши собственные клетки не заменяли АТФ постоянно посредством клеточного дыхания, мы бы израсходовали почти весь вес нашего тела в АТФ за один день.

Клеточное дыхание происходит в три этапа: гликолиз, цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование.

Ферменты представляют собой белки, которые катализируют или влияют на скорость химических реакций, не меняя самих себя в процессе. Определенные ферменты катализируют каждую клеточную реакцию.

Основная роль ферментов во время реакции дыхания - способствовать передаче электронов от одной молекулы к другой. Эти переходы называются «окислительно-восстановительными» реакциями, когда потеря электронов одной молекулой (окисление) должна совпадать с присоединением электронов к другому веществу (восстановление).

Этот первый этап дыхательной реакции происходит в цитоплазмаили жидкость клетки. Гликолиз состоит из девяти отдельных химических реакций, каждая из которых катализируется определенным ферментом.

Ключевыми участниками гликолиза являются фермент дегидродгеназа и кофермент (небелковый помощник), называемый NAD +. Дегидродгеназа окисляет глюкозу, отрывая от нее два электрона и переводя их на НАД +. В процессе глюкоза «расщепляется» на две молекулы пирувата, которые продолжают реакцию.

Вторая стадия реакции дыхания происходит внутри клеточной органеллы, называемой митохондрии, которые из-за их роли в производстве АТФ называются для клетки «энергетическими фабриками».

Непосредственно перед запуском цикла лимонной кислоты пируват «готовится» к реакции, превращаясь в высокоэнергетическое вещество, называемое ацетилкоферментом А или ацетил-КоА.

Определенные ферменты, расположенные в митохондриях, затем приводят в действие многие реакции, образующие лимонную кислоту. цикл (также известный как цикл Кребса), перестраивая химические связи и участвуя в большем окислительно-восстановительном процессе. реакции.

По завершении этого этапа молекулы, несущие электроны, покидают цикл лимонной кислоты и переходят к третьему этапу.

Заключительный этап реакции дыхания, также называемый электронная транспортная цепь, где происходит отдача энергии для ячейки. На этом этапе кислород запускает цепь движения электронов через мембрану митохондрий. Этот перенос электронов обеспечивает способность фермента АТФ-синтазы производить 38 молекул АТФ.