Hücresel Solunumun Dört Aşaması

Hücresel solunum ökaryotik organizmaların çıkarmak için kullandığı çeşitli biyokimyasal araçların toplamıdır. enerji gıdalardan, özellikle glikoz moleküller.

Hücresel solunum süreci dört temel aşamayı veya adımı içerir: Glikolizprokaryotik ve ökaryotik tüm organizmalarda meydana gelen; köprü reaksiyonuaerobik solunum için zemin hazırlayan; ve Krebs döngüsü ve elektron taşıma zinciri, mitokondride sırayla meydana gelen oksijene bağımlı yollar.

Hücresel solunumun basamakları aynı hızda gerçekleşmez ve aynı organizmada farklı zamanlarda aynı tepkimeler farklı hızlarda ilerleyebilir. Örneğin, kas hücrelerindeki glikoliz hızının yoğun çalışma sırasında büyük ölçüde artması beklenir. anaerobik egzersiz, bir "oksijen borcuna" neden olur, ancak aerobik, "kullandıkça öde" yoğunluk seviyesinde egzersiz yapılmadıkça, aerobik solunumun basamakları kayda değer ölçüde hızlanmaz.

tam hücresel solunum formülü Yazarların anlamlı reaktanlar ve ürünler olarak neyi dahil etmeyi seçtiğine bağlı olarak, kaynaktan kaynağa biraz farklı görünüyor. Örneğin, birçok kaynak elektron taşıyıcıları NAD'yi atlar.

Genel olarak, altı karbonlu şeker molekülü glikoz, oksijen varlığında 36 ila 38 ATP molekülü vermek üzere karbondioksit ve suya dönüştürülür.adenozin trifosfat, hücrelerin doğa çapındaki "enerji para birimi"). Bu kimyasal denklem aşağıdaki denklemle temsil edilir:

C₆H₁₂Ö₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 12 Saat₂O + 36 ATP

Hücresel solunumun ilk aşaması glikolizOksijen gerektirmeyen ve bu nedenle her canlı hücrede meydana gelen on reaksiyondan oluşan bir dizi. Prokaryotlar (eskiden "arkebakteriler" olarak adlandırılan Bacteria ve Archaea etki alanlarından) neredeyse yalnızca glikoliz kullanır, ökaryotlar (hayvanlar, mantarlar, protistler ve bitkiler) onu esas olarak enerjik olarak daha kazançlı olanlar için sofra hazırlayıcı olarak kullanırlar. reaksiyonları aerobik solunum.

Glikoliz sitoplazmada gerçekleşir. Sürecin "yatırım aşamasında", iki üç karbonlu bileşiğe bölünmeden önce glikoz türevine iki fosfat eklendiğinden iki ATP tüketilir. Bunlar iki moleküle dönüştürülür. piruvat, 2 NADH ve bir için dört ATP iki ATP'nin net kazancı.

Hücresel solunumun ikinci aşaması olan geçiş veya köprü reaksiyonu, hücresel solunumun geri kalanından daha az dikkat çeker. Ancak adından da anlaşılacağı gibi, onsuz glikolizden aerobik reaksiyonlara geçmenin bir yolu olmazdı.

Mitokondride meydana gelen bu reaksiyonda, glikolizden gelen iki piruvat molekülü, iki CO2 molekülü ile iki molekül asetil koenzim A'ya (asetil CoA) dönüştürülür.₂ metabolik atık olarak üretilir. ATP üretilmez.

Krebs döngüsü fazla enerji üretmez (iki ATP), ancak iki karbon molekülü asetil CoA'yı dört karbon molekülü oksaloasetat ile birleştirerek ve döngü molekülü tekrar oksaloasetata kırpan bir dizi geçiş yoluyla elde edilen ürün, sekiz NADH ve iki FADH₂, başka bir elektron taşıyıcısı (dört NADH ve bir FADH₂ glikolizde hücresel solunuma giren glikoz molekülü başına).

Bu moleküller için gerekli elektron taşıma zincirive sentezleri sırasında dört CO daha₂ moleküller atık olarak hücreden atılır.

Hücresel solunumun dördüncü ve son aşaması, ana enerji "yaratımının" yapıldığı yerdir. NADH ve FADH tarafından taşınan elektronlar₂ enzimler tarafından bu moleküllerden çekilir. mitokondriyal zar ve oksidatif fosforilasyon adı verilen bir işlemi yürütmek için kullanılır, burada bir elektrokimyasal gradyan tarafından tahrik edilir. Yukarıda bahsedilen elektronların serbest bırakılması, üretmek için ADP'ye fosfat moleküllerinin eklenmesine güç verir. ATP.

Oksijen zincirdeki son elektron alıcısı olduğu için bu adım için gereklidir. Bu H oluşturur₂O, yani bu adım, hücresel solunum denklemindeki suyun geldiği yerdir.

Toplamda, enerji veriminin nasıl toplandığına bağlı olarak, bu adımda 32 ila 34 ATP molekülü üretilir. Böylece hücresel solunum toplam 36 ila 38 ATP verir: 2 + 2 + (32 veya 34).