НА клетъчно дишане това е процес, при който органичните молекули се окисляват и се произвежда АТФ (аденозин трифосфат), който се използва от живите същества за осигуряване на техните енергийни нужди. Дишането се извършва в три основни стъпки: гликолиза, Цикъл на Кребс и окислително фосфорилиране.
Гликолиза
НАгликолиза това е анаеробна стъпка на клетъчното дишане, която се осъществява в цитозола и включва десет различни химични реакции. Тези реакции са отговорни за разграждането на молекула на глюкоза (° С6З.12О6) в две молекули пировиноградна киселина (C3З.4О3).
Процесът на гликолиза започва с добавяне на два фосфата, от две молекули АТФ, към молекулата на глюкозата, насърчавайки нейното активиране. Тази молекула става нестабилна и лесно се разпада на пировиноградна киселина. С разграждането се получават четири молекули АТФ, но тъй като първоначално две са били използвани за активиране на глюкозата, положителният баланс са две молекули АТФ.
По време на гликолизата се освобождават и четири електрона (и
-) и четири H йона+. две Н+ и четирите и- са уловени от две молекули NAD+ (никотинамид-аденин динуклеотид), продуцирайки молекули NADH.Следователно имаме следното уравнение, което обобщава гликолизата:
° С6З.12О6+ 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2C3З.4О3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
Карта на ума: Клетъчно дишане
* За да изтеглите мисловната карта в PDF, Натисни тук!
Цикъл на Кребс
След гликолизата започва аеробна стъпка, която включва Цикъл на Кребс, също наричан цикъл на лимонена киселина или цикъл на трикарбоксилна киселина. Тази стъпка се извършва вътре в клетъчната органела, известна като митохондрии и започва с транспорта на пировиноградна киселина до митохондриалната матрица.
В матрицата пировиновата киселина реагира с коензим А (CoA) там, като произвежда молекула ацетилкоензим А (ацетил-CoA) и молекула въглероден диоксид. По време на този процес молекула NAD + се трансформира в една от NADH поради улавянето на 2 и- и 1 от 2 Н+ които бяха освободени в реакцията.
Молекулата на ацетил-КоА преминава през процеса на окисление и води до образуването на две молекули въглероден диоксид и непокътната молекула коензим А Този процес, който включва няколко химични реакции, се нарича Цикъл на Кребс. Вижте диаграмата по-долу:
Този цикъл започва, когато ацетил-CoA молекула и оксаоцетна киселина реагират, образувайки молекула на лимонена киселина, освобождавайки CoA молекула. Последователно се появяват осем реакции, при които се освобождават две молекули въглероден диоксид, електрони и Н+. В края на този процес оксаоцетната киселина се възстановява и цикълът може да започне отново. Електрони и Н йони+ са заловени от НАД+ и се трансформира в NADH. Те също се улавят от FAD (флавин аденин динуклеотид), който се трансформира в FADH2. Цикълът на Кребс води до 3 NADH и 1 FADH2.
По време на цикъла молекула GTP (гуанозин трифосфат) също се произвежда от GDP (гуанин дифосфат) и Pi. Че GTP молекулата е подобна на ATP и е отговорна за осигуряването на енергия за извършване на някои процеси в рамките на клетка.
Окислително фосфорилиране
Последният етап от клетъчното дишане също се извършва вътре в митохондриите, по-точно в митохондриалните гребени. Тази стъпка се нарича окислително фосфорилиране, тъй като се отнася до производството на АТФ от добавянето на фосфат към ADP (фосфорилиране). По-голямата част от производството на АТФ се случва на този етап, в който се извършва повторното окисляване на молекулите NADH и FADH.2.
В митохондриалните гребени се откриват протеини, които са подредени последователно, т.нар електронно-транспортни вериги или дихателни вериги. В тези вериги се получава проводимостта на електроните, присъстващи в NADH и FADH2 дори кислород. Протеините, отговорни за прехвърлянето на електрони, се наричат цитохроми.
Когато преминават през дихателната верига, електроните губят енергия и в крайна сметка се комбинират с кислородния газ, образувайки вода в крайната реакция. Въпреки че участва само в края на веригата, липсата на кислород води до прекъсване на процеса.
Енергията, освободена през дихателната верига, причинява H-йони+ фокусирайте се върху пространството между митохондриалните хребети, връщайки се към матрицата. За да се върнете във вътрешността на митохондриите, е необходимо да преминете през протеинов комплекс, наречен a АТФ синтаза, където се извършва производството на АТФ. В този процес се образуват около 26 или 28 молекули АТФ.
Дишането протича в три основни стъпки: гликолиза, цикъл на Кребс и окислително фосфорилиране
В края на клетъчното дишане има a общ положителен баланс от 30 или 32 молекули АТФ: 2 АТФ от гликолиза, 2 АТФ от цикъла на Кребс и 26 или 28 от окислително фосфорилиране.
Важно:При прокариотите целият процес на клетъчно дишане протича в цитоплазмата и клетъчната мембрана.
От Ма. Ванеса дос Сантос
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm
