ląstelinis kvėpavimas tai procesas, kurio metu oksiduojamos organinės molekulės ir gaminamas ATP (adenozino trifosfatas), kurį gyvos būtybės naudoja savo energijos poreikiams patenkinti. Kvėpavimas vyksta trimis pagrindiniais etapais: glikolizė, Krebso ciklas ir oksidacinis fosforilinimas.
Glikolizė
glikolizė tai anaerobinis ląstelių kvėpavimo etapas, vykstantis citozolyje ir apimantis dešimt skirtingų cheminių reakcijų. Šios reakcijos yra atsakingos už molekulės skaidymą gliukozės (Ç6H12O6) dviejose piruvo rūgšties molekulėse (C.3H4O3).
Glikolizės procesas prasideda pridedant du fosfatus, iš dviejų ATP molekulių, į gliukozės molekulę, skatinant jos aktyvaciją. Ši molekulė tampa nestabili ir lengvai suskaidoma į piruvinę rūgštį. Skaldant susidaro keturios ATP molekulės, tačiau, kadangi dvi iš pradžių buvo naudojamos gliukozės aktyvavimui, teigiamas balansas yra dvi ATP molekulės.
Glikolizės metu taip pat išsiskiria keturi elektronai (ir-) ir keturi H jonai+. du H+ ir keturi ir- yra užfiksuoti dviejų NAD molekulių+ (nikotinamido-adenino dinukleotidas), gaminančios NADH molekules.
Todėl mes turime tokią lygtį, kuri apibendrina glikolizę:
Ç6H12O6+ 2ADP + 2Pi + 2NAD+ → 2C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
Minčių žemėlapis: ląstelių kvėpavimas
* Norėdami atsisiųsti minčių žemėlapį PDF formatu, Paspauskite čia!
Krebso ciklas
Po glikolizės prasideda aerobinis žingsnis, kuris apima Krebso ciklas, taip pat vadinama citrinos rūgšties ciklas arba trikarboksirūgšties ciklas. Šis žingsnis vyksta ląstelės organelės, žinomos kaip mitochondrijos ir prasideda piruvo rūgšties pernešimu į mitochondrijų matricą.
Matricoje piruvino rūgštis reaguoja su ten esančiu kofermentu A (CoA), gamindama acetilkoenzimo A (acetil-CoA) ir anglies dioksido molekules. Šio proceso metu NAD + molekulė transformuojama į vieną iš NADH dėl 2 ir- ir 1 iš 2 H+ kurie buvo paleisti reakcijos metu.
Acetil-CoA molekulėje vyksta oksidacijos procesas ir susidaro dvi anglies dioksido molekulės ir nepažeista kofermento A molekulė. Šis procesas, apimantis kelias chemines reakcijas, vadinamas Krebso ciklas. Žr. Toliau pateiktą diagramą:
Šis ciklas prasideda, kai acetil-CoA molekulė ir oksaacto rūgštis reaguoja gamindami citrinos rūgšties molekulę, išlaisvindami CoA molekulę. Nuosekliai vyksta aštuonios reakcijos, kuriose išsiskiria dvi anglies dioksido molekulės - elektronai ir H+. Šio proceso pabaigoje oksaacto rūgštis yra išgaunama ir ciklą galima pradėti iš naujo. Elektronai ir H jonai+ yra užfiksuotas NAD+ ir transformuota į NADH. Juos taip pat užfiksuoja FAD (flavino adenino dinukleotidas), kuris transformuojamas į FADH2. Krebso ciklo rezultatas yra 3 NADH ir 1 FADH2.
Ciklo metu iš BVP (guanino difosfato) ir Pi taip pat gaminama GTP (guanozino trifosfato) molekulė. Tai GTP molekulė yra panaši į ATP ir yra atsakinga už energijos tiekimą tam tikriems procesams vykdyti ląstelė.
Oksidacinis fosforilinimas
Paskutinis ląstelių kvėpavimo etapas vyksta ir mitochondrijų viduje, tiksliau mitochondrijų keterose. Šis žingsnis vadinamas oksidacinis fosforilinimas, nes tai reiškia ATP gamybą, pridėjus fosfato prie ADP (fosforilinimas). Didžioji dalis ATP gamybos vyksta šiame etape, kuriame vyksta NADH ir FADH molekulių reoksidacija.2.
Mitochondrijų keterose yra baltymų, kurie išsidėstę iš eilės, vadinamieji elektronų pernašos grandinės arba kvėpavimo grandinės. Šiose grandinėse vyksta NADH ir FADH esančių elektronų laidumas2 net deguonis. Baltymai, atsakingi už elektronų perdavimą, vadinami citochromai.
Elektronai, eidami per kvėpavimo grandinę, praranda energiją ir galiausiai susijungia su deguonies dujomis ir galutinėje reakcijoje susidaro vanduo. Nepaisant to, kad dalyvaujama tik grandinės pabaigoje, deguonies trūkumas sukelia proceso pertraukimą.
Per kvėpavimo grandinę išsiskirianti energija sukelia H jonus+ sutelkti dėmesį į erdvę tarp mitochondrijų keterų, grįžtant į matricą. Norint grįžti į mitochondrijų vidų, būtina pereiti baltymų kompleksą, vadinamą a ATP sintazė, kur vyksta ATP gamyba. Šiame procese susidaro apie 26 arba 28 ATP molekulės.
Kvėpavimas vyksta trimis pagrindiniais etapais: glikolizė, Krebso ciklas ir oksidacinis fosforilinimas
Ląstelinio kvėpavimo pabaigoje yra a bendras teigiamas 30 ar 32 ATP molekulių balansas: 2 ATP iš glikolizės, 2 ATP iš Krebso ciklo ir 26 arba 28 dėl oksidacinės fosforilinimo.
Svarbu:Prokariotuose visas ląstelių kvėpavimo procesas vyksta citoplazmoje ir ląstelės membranoje.
Autorius Ma. Vanessa dos Santos
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm
