Tartalom
Sejtlégzés a különféle biokémiai eszközök összege, amelyeket az eukarióta szervezetek használnak az extraháláshoz energia főleg ételtől szőlőcukor molekulákat.
A sejtes légzési folyamat négy alapvető stádiumot vagy lépést foglal magában: glikolízis, amely minden organizmusban előfordul, prokarióta és eukarióta; a híd reakció, amely az aerob légzés stádiumát vezérli; és a Krebs-ciklus és a elektronszállító lánc, oxigénfüggő utak, amelyek sorrendben fordulnak elő a mitokondriumokban.
A sejtes légzés lépései nem azonos sebességgel történnek, és ugyanaz a reakciókészlet ugyanabban a szervezetben, különböző időpontokban, különböző sebességgel folytatódhat. Például az izomsejtekben a glikolízis sebessége várhatóan jelentősen megnő az intenzív idő alatt anaerob testmozgás, amely "oxigéntartalommal" jár, de az aerob légzés lépései csak akkor gyorsulnak meg észlelhetően, ha az edzést aerob, "pay-as-you-go" intenzitási szinttel hajtják végre.
A sejtek légzési egyenlete
A teljes sejtes légzésképlet forrástól forrásig kissé különbözik, attól függően, hogy a szerzők mit választanak értelmes reagensekként és termékekként. Például sok forrás elhagyja a NAD elektronhordozókat+/ NADH és FAD2+/ FADH2 a biokémiai mérlegből.
Összességében a hat széntartalmú cukormolekulát oxigén jelenlétében szén-dioxiddá és vízzé alakítják, így 36–38 molekula ATP-t (adenozin-trifoszfát, a sejtek természetének egész energiaigénye) képez. Ezt a kémiai egyenletet a következő egyenlet képviseli:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 H2O + 36 ATP
glikolízis
A sejtek légzésének első stádiuma glikolízis, amely tíz olyan reakciókészlet, amely nem igényel oxigént, és ezért minden élő sejtben előfordul. A prokarióták (a baktériumok és az Archaea doménjeiből, korábban "archaebacteria" -nak) szinte kizárólag a glikolízist használják, míg az eukarióták (állatok, gombák, protisták és növények) elsősorban asztali készítőként használják az aerob légzés energetikailag jövedelmezőbb reakcióihoz.
A glikolízis a citoplazmában zajlik. A folyamat "beruházási szakaszában" két ATP-t fogyasztanak, mivel két foszfátot adnak a glükózszármazékhoz, mielőtt két háromszén-vegyületté osztják. Ezeket két molekulává alakítják át piruvát, 2 NADH és négy ATP egy két ATP nettó nyeresége.
A híd reakciója
A sejtek légzésének második szakasza, a átmenet vagy híd reakció, kevesebb figyelmet kap, mint a többi sejtes légzés. Ahogy a neve is sugallja, a glikolízistől az aerob reakciókig nem lehet túljutni anélkül.
A mitokondriumokban bekövetkező reakcióban a glikolízis során kapott két piruvát molekulát két molekulává alakítják acetil-koenzim A-ként (acetil-CoA) két molekulává CO2 anyagcsere-hulladékként keletkezik. Nem állít elő ATP-t.
A Krebsi ciklus
A Krebs-ciklus nem generál sok energiát (két ATP), de a kétszénű acetil-CoA és a négyszénű molekula oxaloacetát kombinálásával, és a kapott terméket egy olyan átmenetek sorozatán keresztül ciklikusan ciklikusan, amelyek a molekulát visszaszorítják oxaloacetáttá, generálja nyolc NADH és két FADH2, egy másik elektronhordozó (négy NADH és egy FADH2 glükóz molekulánként belépve a sejtek légzésébe glikolízissel).
Ezekre a molekulákra szükség van az elektronszállítás láncához, és szintézisük során további négy CO-ra van szükség2 a molekulák hulladékként kerülnek a sejtből.
Az elektronszállító lánc
A sejtek légzésének negyedik és utolsó fázisa az, ahol a legnagyobb energia "létrehozása" történik. A NADH és a FADH által szállított elektronok2 Ezekből a molekulákból a mitokondriális membránban levő enzimek húzódnak és oxidatív foszforilációnak nevezett folyamat meghajtására szolgálnak, ahol az elektrokémiai gradiens, amelyet a fent említett elektronok felszabadulása vezet, az ADP-hez foszfátmolekulák hozzáadását eredményezi az ATP előállításához.
Oxigén ehhez a lépéshez szükséges, mivel ez a lánc végső elektron-elfogadója. Ez H-t hoz létre2O, tehát ebben a lépésben származik a víz a sejtek légzési egyenletében.
Összességében ebben a lépésben 32-34 ATP molekula generálódik, attól függően, hogy az energia hozamot összegzik. És így a sejtes légzés összesen 36–38 ATP-t eredményez: 2 + 2 + (32 vagy 34).