Hücreler, üreme, metabolizma ve diğer "gerçekçi" nitelikler göstermeleri bakımından yaşamın en küçük bölünmez birimlerini temsil eden mikroskobik, çok amaçlı kaplardır. Aslında prokaryotik organizmalar (Bacteria and Archaea sınıflandırma alanlarının üyeleri) neredeyse her zaman tek bir hücreden oluştuğundan, birçok bağımsız hücre tam anlamıyla canlıdır.
Hücreler, yakıt kaynağı olarak adenozin trifosfat veya ATP adı verilen bir molekülü kullanır. prokaryotlar sadece güvenmek glikoliz – glikozun piruvata parçalanması – ATP sentezleme yolu olarak; bu işlem, glikoz molekülü başına toplam 2 ATP verir.
Tersine, ökaryotlar – hayvanlar, bitkiler ve mantarlar – hem çok daha büyüktürler hem de prokaryotlardan çok daha karmaşık bireysel hücrelere sahiptirler, bu da glikolizin tek başına enerji ihtiyaçları için yetersiz kalmasına neden olur. Bu nerede hücresel solunum, moleküler oksijen varlığında glikozun tamamen parçalanması (O2) karbondioksite (CO2) ve su (H2O) ATP oluşturmak için devreye girer.
Hücresel solunumun ne olduğu hakkında daha fazlasını okuyun.
Hücresel Metabolizma Terminolojisi
Hücresel solunum süreci ökaryotlarda meydana gelir ve teknik olarak glikolizi kapsar. Krebs döngüsü ve elektron taşıma zinciri (ETC). Bunun nedeni ise herşey hücreler başlangıçta glikozu aynı şekilde tedavi eder - glikoliz yoluyla çalıştırarak. Daha sonra prokaryotlarda piruvat yalnızca fermantasyona girebilir, bu da glikolizin NAD adı verilen bir ara maddenin yenilenmesi yoluyla "yukarı akışa" devam etmesine izin verir.+.
Ancak ökaryotlar oksijen kullanabildikleri için piruvatın karbon molekülleri Krebs döngüsüne asetil CoA olarak girer ve nihayetinde ETC'yi karbondioksit (CO) olarak bırakır.2). İlgilenilen hücresel solunum ürünleri, Krebs döngüsünde üretilen 34 ila 36 ATP ve ETC'dir - hücresel solunumun iki bölümü olarak sayılır. aerobik ("oksijen ile") solunum.
Hücresel Solunum Reaksiyonları
Tüm hücresel solunum sürecinin tam, dengeli reaksiyonu şu şekilde temsil edilebilir:
C6H12Ö6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 Saat2O + ~38 ATP
Sitoplazmada meydana gelen bir anaerobik solunum şekli olan tek başına glikoliz, reaksiyondan oluşur:
C6H12Ö6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 Pben → 2 CH3(C=O)COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4 H+ + 2 Saat2Ö
Ökaryotlarda, bir geçiş reaksiyonu mitokondride Krebs döngüsü için asetil koenzim A (asetil CoA) üretir:
2 CH3(C=O)COOH + 2 NAD+ + 2 koenzim A → 2 asetil CoA + 2 NADH + 2 H+ + 2 CO2
CO2 daha sonra oksaloasetata katılarak Krebs döngüsüne girer.
Hücresel Solunumun Aşamaları
Hücresel solunum, bir glikoz molekülünün bulunduğu 10 reaksiyon dizisi olan glikoliz ile başlar. fosforile edilmiş 2 ATP kullanarak iki kez (yani, farklı karbonlara bağlı iki fosfat grubuna sahiptir) ve daha sonra iki üç karbonlu bileşiğe bölünür. her biri piruvat oluşumuna giden yolda 2 ATP verir. Böylece glikoliz, doğrudan glikoz molekülü başına 2 ATP'nin yanı sıra ETC'de aşağı akış yönünde güçlü bir rolü olan elektron taşıyıcı NADH'nin iki molekülünü sağlar.
Krebs döngüsünde, CO2 ve dört karbonlu bileşik oksaloasetat altı karbonlu molekülü oluşturmak için birleşin sitrat. Sitrat, kademeli olarak tekrar oksaloasetata indirgenir ve bir çift CO2 koparılır.2 moleküller ve ayrıca CO başına 2 ATP üreten2 döngüye giren molekül veya Glikoz başına 4 ATP yukarı akışta molekül. Daha da önemlisi, toplam 6 NADH ve 2 FADH2 (başka bir elektron taşıyıcısı) sentezlenir.
Son olarak, NADH ve FADH elektronları2 (yani, hidrojen atomları) elektron taşıma zincirinin enzimleri tarafından soyulur ve fosfatların ADP'ye bağlanmasına güç vermek için kullanılır, bu da çok sayıda ATP verir - toplamda yaklaşık 32. Bu adımda su da serbest bırakılır. Böylece, glikolizden, Krebs döngüsünden ve ETC'den hücresel solunumun maksimum ATP verimi, glikoz molekülü başına 2 + 4 + 32 = 38 ATP'dir.
Hücresel solunumun dört aşaması hakkında daha fazlasını okuyun.