Клітинне дихання - це сукупність процесів, що відбуваються в еукаріотичних клітинах, що генерує АТФ (аденозинтрифосфат) для клітинної енергії і включає як анаеробні, так і аеробні етапи. Загалом, клітинне дихання можна розділити на чотири стадії: Гліколіз, який не потребує кисню і зустрічається в мітохондріях всіх клітин, і три стадії аеробного дихання, які всі відбуваються в мітохондріях: міст (або перехід) реакція, Цикл Кребса та електронно-транспортний ланцюг реакції.
Отже, якщо вас попросять визначити стадію (або стадії) клітинного дихання, яке відбувається повністю зовні мітохондрій, ви можете відповісти "гліколіз" і закінчити з цим. Але для допитливих це лише викликає питання: Що саме відбувається всередині ті мітохондрії? Тобто, що відбувається в самому кінці з шестивуглецевою молекулою глюкози, яка потрапляє в гліколіз у цитоплазмі?
Дихання у Прокаріотів vs. Еукаріоти
Клітини прокаріотів не мають жодної внутрішньої мембрани, пов’язаної органели. Їх ДНК вільно плаває в цитоплазмі, як і ферментні білки, необхідні для просування гліколізу. Таким чином, ціле їх дихання складається з гліколізу.
В еукаріотичних клітинах мостова реакція, цикл Кребса та електронно-транспортний ланцюг разом становлять аеробне дихання, і як такі є останніми трьома етапами клітинного дихання як ціле.
Які з чотирьох кроків клітинного дихання відбуваються в мітохондріях?
Насправді, кращим запитанням, якщо ви займаєтеся знанням того, які процеси відбуваються і де вони відбуваються в еукаріотичних клітинах, може бути: Що з наведеного ні трапляються в мітохондріях?
- Розщеплення цукру
- Мостова реакція
- Цикл Кребса
- Електронний транспортний ланцюг
Відповідь, одна, запам’ятовується, маючи на увазі, що всі клітини використовують гліколіз (розщеплення глюкози на дві тривуглецеві молекули пірувату), але лише еукаріотичні клітини мають органели, в тому числі мітохондрії.
Також, певним чином, для еукаріотів гліколіз є майже неприємністю, обслуговуючи лише два з 36 до 38 АТФ клітинного дихання, яке в цілому генерується на молекулу глюкози. Виходячи з простих пропорцій, ви могли б "очікувати" майже всього клітинного дихання десь у мітохондріях, і це насправді так - три з чотирьох фаз.
Будова та функції мітохондрій
Мітохондрії укладені в подвійну плазматичну мембрану, подібно тій, що охоплює клітину в цілому та інші органели (наприклад, апарат Гольджі). Всередині мітохондрій, простір, аналогічний цитоплазмі, якщо мітохондрії уподібнюються клітинам, називається матриця.
Мітохондрії мають власну ДНК, у цитоплазмі, саме там, де її можна було б знайти, якби мітохондрії все ще були вільно існуючими бактеріями. Він передається лише через яйцеклітини, отже, лише по материнській (материнській) лінії предків і нащадків.
Клітинне дихання: фази та місця
Гліколіз: фаза цитоплазми. У цій серії десять реакцій в цитоплазмі, глюкоза перетворюється на пару молекул пірувату. утворюються два АТФ, і кисень не потрібен. Якщо кисень присутній, а клітина еукаріотична, піруват передається в мітохондрії.
Реакція моста: фаза 1 мітохондрій. Піруват перетворюється в ацетил кофермент А, втрачаючи атом вуглецю (у вигляді вуглекислого газу, CO2) і отримання на його місці молекули коферменту А. Ацетил-КоА є важливим метаболічним проміжним продуктом у всіх клітинах.
Цикл Кребса: фаза 2 мітохондрій. У мітохондріальній матриці ацетил КоА поєднується з чотиривуглецевою молекулою оксалоацетатом з утворенням цитрату. У серії етапів, що генерують два АТФ (один АТФ на молекулу пірувату, що знаходиться за течією), ця молекула перетворюється назад в оксалоацетат. У процесі роботи виникають електрони-носії NADH і FADH2 виробляються в достатку.
Електронно-транспортний ланцюг: фаза 3 мітохондрій. На внутрішній мітохондріальній мембрані електрони-носії з циклу Кребса використовуються для посилення додавання фосфатних груп до АДФ (аденозиндифосфату) з отриманням від 32 до 34 АТФ. Таким чином, породжується клітинне дихання 36 до 38 АТФ на молекулу глюкози, 34 - 36 з них у трьох мітохондріальних стадіях.