Celično dihanje je niz procesov, ki se pojavljajo v evkariontskih celicah, ki ustvarjajo ATP (adenozin trifosfat) za energijo celic in vključuje anaerobne in aerobne korake. Na splošno lahko celično dihanje razdelimo na štiri stopnje: Glikoliza, ki ne potrebuje kisika in se pojavlja v mitohondrijih vseh celic, in tri stopnje aerobnega dihanja, ki se vse pojavljajo v mitohondrijih: mostu (ali prehod) reakcija, Krebsov cikel in elektronska transportna veriga reakcije.
Torej, če boste pozvani, da določite stopnjo (ali stopnje) celičnega dihanja, ki se v celoti pojavi zunaj mitohondrijev, lahko odgovorite na "glikolizo" in končate z njo. Toda radovednežem to odpira le vprašanje: Kaj točno se zgodi znotraj tiste mitohondrije? Se pravi, kaj se zgodi na koncu z molekulo glukoze s šestimi ogljiki, ki vstopi v glikolizo v citoplazmi?
Dihanje pri Prokariontih vs. Evkarionti
Prokariontske celice nimajo nobene vezane membrane organele. Njihova DNA prosto plava v citoplazmi, prav tako encimski proteini, potrebni za potiskanje glikolize. Tako celotno dihanje sestavlja glikoliza.
V evkariontskih celicah mostovna reakcija, Krebsov cikel in veriga prenosa elektronov skupaj predstavljajo aerobno dihanje in so kot taki zadnji trije koraki v celičnem dihanju kot a celota.
Kateri od štirih korakov celičnega dihanja se zgodi v Mitohondriji?
Pravzaprav bi bilo morda bolje zastaviti vprašanje, če želite vedeti, kateri procesi se dogajajo in kje se dogajajo v evkariontskih celicah: Kaj od naštetega ne pojavljajo v mitohondrijih?
- Razdelitev sladkorja
- Mostna reakcija
- Krebsov cikel
- Elektronska transportna veriga
Odgovor, enega, si zapomnimo, če upoštevamo, da vse celice uporabljajo glikolizo (razdelitev glukoze v dve molekuli tri-ogljikovega piruvata), vendar imajo samo evkariontske celice organele, vključno mitohondrije.
Tudi na nek način je za evkarionte glikoliza skoraj moteča, saj služi le dvema od 36 do 38 ATP celičnega dihanja, ki ga celota ustvari na molekulo glukoze. Na podlagi preprostih razmerij bi "pričakovali" skoraj vse celično dihanje nekje v mitohondrijih, in to je v resnici tako - tri od štirih faz.
Zgradba in delovanje mitohondrijev
Mitohondriji so zaprti v dvojni plazemski membrani, tako kot celica kot celota in druge organele (npr. Golgijev aparat). Notranjost mitohondrijev, prostor, podoben citoplazmi, če mitohondrije primerjamo s celicami, se imenuje matriko.
Mitohondriji imajo svojo lastno DNK v citoplazmi, tam, kjer bi jo našli, če bi bile mitohondrije še vedno proste bakterije. Prenaša se samo skozi jajčne celice, torej le po materini (materini) liniji prednikov in potomcev.
Celično dihanje: faze in mesta
Glikoliza: faza citoplazme. V tej seriji desetih reakcij v citoplazmi, glukoza se pretvori v par molekul piruvata. nastaneta dva ATP in kisik ni potreben. Če je prisoten kisik in je celica evkariontska, se piruvat prenese v mitohondrije.
Reakcija mostu: 1. faza mitohondrije. Piruvat se pretvori v acetil koencim A z izgubo atoma ogljika (v obliki ogljikovega dioksida, CO2) in na svojem mestu pridobi molekulo koencima A. Acetil CoA je pomemben presnovni intermediat v vseh celicah.
Krebsov cikel: 2. faza mitohondrije. V mitohondrijski matriki se acetil CoA kombinira z molekulo oksaloacetata s štirimi ogljiki in tvori citrat. V vrsti korakov, ki ustvarjajo dva ATP (en ATP na molekulo piruvata v zgornjem toku), se ta molekula pretvori nazaj v oksaloacetat. V tem procesu nosilci elektronov NADH in FADH2 se proizvajajo v izobilju.
Elektronska transportna veriga: mitohondrijska faza 3. Na notranji mitohondrijski membrani se nosilci elektronov iz Krebsovega cikla uporabljajo za dodajanje fosfatnih skupin v ADP (adenozin difosfat), da tvorijo 32 do 34 ATP. Celično dihanje tako ustvari 36 do 38 ATP na molekulo glukoze, 34 do 36 v treh mitohondrijskih fazah.
