Celično dihanje je postopek, s katerim celice pretvorijo glukozo (sladkor) v ogljikov dioksid in vodo. Pri tem se energija v obliki molekule, imenovane adenozin trifosfat, ali ATP, se sprosti. Ker je za reakcijo potreben kisik, se tudi celično dihanje šteje za vrsto Reakcija "gorenja", kjer organska molekula (glukoza) oksidira ali zgore, sproščajoč energijo v proces.
Celice potrebujejo energijo ATP za izvajanje vseh funkcij, potrebnih za življenje. Toda koliko ATP potrebujemo? Če naše celice ne bi neprestano nadomeščale ATP s celičnim dihanjem, bi v enem dnevu porabili skoraj celotno telesno težo ATP.
Celično dihanje poteka v treh korakih: glikoliza, cikel citronske kisline in oksidativno fosforilacijo.
Encimi
Encimi so beljakovine, ki katalizirajo ali vplivajo na hitrost kemijskih reakcij, ne da bi se pri tem spremenile. Specifični encimi katalizirajo vsako celično reakcijo.
Glavna vloga encimov med reakcijo dihanja je pomagati pri prenosu elektronov iz ene molekule v drugo. Ti prenosi se imenujejo "redoks" reakcije, pri katerih mora izguba elektronov iz ene molekule (oksidacija) sovpadati z dodajanjem elektronov drugi snovi (redukcija).
Glikoliza
Ta prvi korak dihalne reakcije poteka v citoplazmiali tekočina celice. Glikoliza je sestavljena iz devetih ločenih kemijskih reakcij, ki jih katalizira določen encim.
Ključna akterja glikolize sta encim dehidrodgenaza in koencim (ne-beljakovinski pomočnik), imenovan NAD +. Dehidrodgenaza oksidira glukozo tako, da ji odvzame dva elektrona in ju prenese v NAD +. V procesu se glukoza "razcepi" na dve molekuli piruvata, ki nadaljujeta reakcijo.
Cikel citronske kisline
Drugi korak dihalne reakcije poteka znotraj celične organele, imenovane mitohondrije, ki se zaradi svoje vloge v proizvodnji ATP imenujejo "tovarne moči" za celico.
Tik preden se začne ciklus citronske kisline, se piruvat za nego reakcije "neguje" tako, da se pretvori v visokoenergijsko snov, imenovano acetil koencim A ali acetil-CoA.
Specifični encimi, ki se nahajajo v mitohondrijih, nato spodbujajo številne reakcije, ki tvorijo citronsko kislino cikel (znan tudi kot Krebsov cikel) s preureditvijo kemijskih vezi in sodelovanjem v več redoks reakcije.
Po zaključku tega koraka molekule, ki prenašajo elektrone, zapustijo cikel citronske kisline in začnejo tretji korak.
Oksidativna fosforilacija
Zadnji korak dihalne reakcije, imenovan tudi elektronska transportna veriga, kjer pride do izplačila energije za celico. V tem koraku kisik poganja verigo gibanja elektronov čez membrano mitohondrijev. Ta prenos elektronov poganja sposobnost encima ATP sintaze, da tvori 38 molekul ATP.