Bunkové dýchanie je súbor procesov, ktoré sa vyskytujú v eukaryotických bunkách a ktoré sa vytvárajú ATP (adenozíntrifosfát) pre energiu bunky a zahŕňa anaeróbne aj aeróbne kroky. Všeobecne možno bunkové dýchanie rozdeliť do štyroch etáp: Glykolýza, ktorý nevyžaduje kyslík a vyskytuje sa v mitochondriách všetkých buniek, a tri stupne aeróbneho dýchania, ktoré sa všetky vyskytujú v mitochondriách: Most (alebo prechod) reakcia, the Krebsov cyklus a reťazec transportu elektrónov reakcie.
Takže, ak sa od vás vyžaduje, aby ste identifikovali štádium (alebo štádiá) bunkového dýchania, ktoré nastáva úplne vonku mitochondrií, môžete odpovedať na „glykolýzu“ a byť s tým hotoví. Pre zvedavcov to však iba vyvoláva otázku: Čo sa presne stane vo vnútri tie mitochondrie? To znamená, čo sa stane na konci s molekulou glukózy so šiestimi uhlíkmi, ktorá vstupuje do glykolýzy v cytoplazme?
Dýchanie u prokaryot vs. Eukaryoty
Prokaryotické bunky nie sú nijako vnútorne viazané na membránu organely. Ich DNA pláva voľne v cytoplazme, rovnako ako enzýmové proteíny potrebné na potlačenie glykolýzy. Celé ich dýchanie teda spočíva v glykolýze.
V eukaryotických bunkách je premosťovacia reakcia, Krebsov cyklus a elektrónový transportný reťazec spolu tvoria aeróbne dýchanie a ako také sú posledné tri kroky bunkového dýchania ako a celý.
Ktoré zo štyroch krokov bunkového dýchania sa vyskytujú v mitochondriách?
Lepšou otázkou, ktorú si môžete položiť, je, ak máte vedomosti o tom, aké procesy sa dejú a kde sa dejú v eukaryotických bunkách: nie vyskytujú sa v mitochondriách?
- Štiepanie cukru
- Mostná reakcia
- Krebsov cyklus
- Elektrónový transportný reťazec
Odpoveď si pamätáme, že všetky bunky využívajú glykolýzu (štiepenie) glukóza do dvoch molekúl pyruvátu s tromi uhlíkmi), ale iba eukaryotické bunky majú organely vrátane mitochondrie.
Takým spôsobom je pre eukaryotov glykolýza takmer nepríjemnosťou, pretože slúži iba na dve z 36 až 38 bunkových dýchaní ATP ako celku, ktoré generuje na molekulu glukózy. Na základe jednoduchých rozmerov by ste „očakávali“, že sa takmer všetko bunkové dýchanie vyskytne niekde v mitochondriách, a je to tak v skutočnosti - tri zo štyroch fáz.
Štruktúra a funkcia mitochondrií
Mitochondrie sú uzavreté v dvojitej plazmatickej membráne, ako je tá obklopujúca bunku ako celok a ďalšie organely (napr. Golgiho aparát). Vnútro mitochondrií, priestor analogický s cytoplazmou, ak sú mitochondrie podobné bunkám, sa nazýva matrica.
Mitochondrie majú svoju vlastnú DNA v cytoplazme práve tam, kde by sa zistilo, či by mitochondrie boli stále voľne existujúcimi baktériami. Prenáša sa iba cez vaječné bunky, takže iba prostredníctvom materskej (matkinej) línie predkov a potomkov.
Bunkové dýchanie: Fázy a stránky
Glykolýza: fáza cytoplazmy. V tejto sérii desiatich reakcií v cytoplazmesa glukóza transformuje na pár molekúl pyruvátu. sú generované dva ATP a nie je potrebný žiadny kyslík. Ak je prítomný kyslík a bunka je eukaryotická, pyruvát sa vedie ďalej do mitochondrií.
Bridge Reaction: Mitochondria Phase 1. Pyruvát sa premieňa na acetyl koenzým A stratou atómu uhlíka (vo forme oxidu uhličitého, CO2) a získanie molekuly koenzýmu A na jej mieste. Acetyl CoA je dôležitý metabolický medziprodukt vo všetkých bunkách.
Krebsov cyklus: 2. fáza mitochondrií. V mitochondriálnej matrici sa acetyl CoA spojil so štvoruhlíkovou molekulou oxaloacetátu za vzniku citrátu. V sérii krokov, ktoré generujú dva ATP (jeden ATP na predchádzajúcu molekulu pyruvátu), sa táto molekula prevedie späť na oxaloacetát. V tomto procese sú elektrónové nosiče NADH a FADH2 sa ich vyrába hojne.
Elektrónový transportný reťazec: Mitochondria Fáza 3. Na vnútornej mitochondriálnej membráne sa používajú elektrónové nosiče z Krebsovho cyklu na napájanie adície fosfátových skupín na ADP (adenozíndifosfát), čím sa vytvorí 32 až 34 ATP. Celkovo sa tak vytvára bunkové dýchanie 36 až 38 ATP na molekulu glukózy, 34 až 36 z nich v troch mitochondriálnych štádiách.