Tüm organizmalar adı verilen bir molekülü kullanır. glikoz ve adı verilen bir süreç glikoliz enerji ihtiyaçlarının bir kısmını veya tamamını karşılamak için Bakteriler gibi tek hücreli prokaryotik organizmalar için bu, ATP (adenozin trifosfat, hücrelerin "enerji para birimi") üretmek için mevcut olan tek işlemdir.
ökaryotik organizmalar (hayvanlar, bitkiler ve mantarlar) daha karmaşık hücresel makinelere sahiptir ve bir glikoz molekülünden çok daha fazlasını elde edebilirler - aslında on beş kat daha fazla ATP. Bunun nedeni, bu hücrelerin, bütünüyle glikoliz artı aerobik solunum olan hücresel solunum kullanmasıdır.
içeren bir reaksiyon oksidatif dekarboksilasyon adı verilen hücresel solunumda köprü reaksiyonu glikolizin katı anaerobik reaksiyonları ile mitokondride meydana gelen aerobik solunumun iki aşaması arasında bir işleme merkezi olarak hizmet eder. Daha resmi olarak piruvat oksidasyonu olarak adlandırılan bu köprü aşaması bu nedenle esastır.
Köprüye Yaklaşmak: Glikoliz
Glikolizde, hücre sitoplazmasındaki bir dizi on reaksiyon, altı karbonlu şeker molekülünü dönüştürür. toplam iki ATP üretirken, üç karbonlu bir bileşik olan iki piruvat molekülüne glikoz moleküller. Yatırım aşaması olarak adlandırılan glikolizin ilk bölümünde, reaksiyonları hareket ettirmek için aslında iki ATP'ye ihtiyaç vardır. boyunca, ikinci kısımda, geri dönüş fazında, bu, dört ATP'nin sentezi ile telafi edilmekten daha fazlasıdır. moleküller.
Yatırım aşaması: Glikozun bağlı bir fosfat grubu vardır ve daha sonra bir fruktoz molekülüne yeniden düzenlenir. Bu molekül, sırayla eklenen bir fosfat grubuna sahiptir ve sonuç, çift fosforlu bir fruktoz molekülüdür. Bu molekül daha sonra bölünür ve her biri kendi fosfat grubuna sahip iki özdeş üç karbonlu molekül haline gelir.
Dönüş aşaması: İki üç karbonlu molekülün her birinin kaderi aynı: Bir başka fosfat grubuna bağlı ve her biri Bunlardan biri, bir piruvat halinde yeniden düzenlenirken ADP'den (adenosin difosfat) ATP yapmak için kullanılır. molekül. Bu faz ayrıca bir NAD molekülünden bir NADH molekülü üretir.+.
Net enerji verimi bu nedenle glikoz başına 2 ATP'dir.
Köprü Reaksiyonu
Köprü reaksiyonu olarak da adlandırılan geçiş reaksiyonu, iki adımdan oluşur. Birincisi dekarboksilasyon piruvat ve ikincisi, kalanın adı verilen bir moleküle bağlanmasıdır. koenzim A.
Piruvat molekülünün sonu, bir oksijen atomuna çift bağlı ve bir hidroksil (-OH) grubuna tek bağlı bir karbondur. Pratikte, hidroksil grubundaki H atomu O atomundan ayrışır, bu nedenle piruvatın bu kısmının bir C atomuna ve iki O atomuna sahip olduğu düşünülebilir. Dekarboksilasyonda, bu CO olarak çıkarılır.2veya karbon dioksit.
Daha sonra, asetil grubu olarak adlandırılan ve CH formülüne sahip piruvat molekülünün kalıntısı3C(=O), daha önce piruvatın karboksil grubu tarafından işgal edilen noktada koenzim A'ya katılır. Bu süreçte, NAD+ NADH'a indirgenir. Glikoz molekülü başına köprü reaksiyonu:
2 CH3C(=O)C(O)O- + 2 CoA + 2 NAD+ → 2 CH3C(=O)CoA + 2 NADH
Köprüden Sonra: Aerobik Solunum
Krebs döngüsü: Krebs döngüsü konumu mitokondriyal matristedir (zarların içindeki malzeme). Burada asetil CoA, altı karbonlu bir molekül olan sitrat oluşturmak için oksaloasetat adı verilen dört karbonlu bir molekülle birleşir. Bu molekül, döngü yeniden başlatılarak bir dizi adımda oksaloasetata geri ayrıştırılır.
Sonuç, 8 NADH ve 2 FADH ile birlikte 2 ATP'dir.2 (elektron taşıyıcıları) bir sonraki adım için.
Elektron taşıma zinciri: Bu reaksiyonlar, Kompleks I ila IV olarak adlandırılan dört özel koenzim grubunun gömülü olduğu iç mitokondriyal zar boyunca meydana gelir. Bunlar, oksijenin son elektron alıcısı olduğu ATP sentezini yürütmek için NADH ve FADH2 üzerindeki elektronlardaki enerjiyi kullanır.
Sonuç 32 ila 34 ATP'dir ve hücresel solunumun toplam enerji verimini glikoz molekülü başına 36 ila 38 ATP'ye koyar.