DE cellulaire ademhaling het is een proces waarbij organische moleculen worden geoxideerd en ATP (adenosinetrifosfaat) wordt geproduceerd, dat door levende wezens wordt gebruikt om in hun energiebehoeften te voorzien. Ademen vindt plaats in drie basisstappen: glycolyse, citroenzuurcyclus en oxidatieve fosforylering.
Glycolyse
DEglycolyse het is een anaërobe stap van cellulaire ademhaling die plaatsvindt in het cytosol en waarbij tien verschillende chemische reacties betrokken zijn. Deze reacties zijn verantwoordelijk voor het afbreken van een molecuul van glucose (Ç6H12O6) in twee moleculen pyrodruivenzuur (C3H4O3).
Het glycolyseproces begint met de toevoeging van twee fosfaten, van twee ATP-moleculen, aan het glucosemolecuul, waardoor de activering ervan wordt bevorderd. Dit molecuul wordt onstabiel en wordt gemakkelijk afgebroken tot pyrodruivenzuur. Bij de afbraak worden vier ATP-moleculen geproduceerd, maar aangezien er aanvankelijk twee werden gebruikt voor glucose-activering, is de positieve balans twee ATP-moleculen.
Tijdens de glycolyse komen ook vier elektronen vrij (en-) en vier H-ionen+. twee H+ en de vier en- worden opgevangen door twee NAD-moleculen+ (nicotinamide-adenine dinucleotide), die NADH-moleculen produceert.
Daarom hebben we de volgende vergelijking die de glycolyse samenvat:
Ç6H12O6+ 2ADP + 2Pik + 2NAD+ → 2C3H4O3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
Mindmap: celademhaling
*Om de mindmap in PDF te downloaden, Klik hier!
Citroenzuurcyclus
Na glycolyse begint een aërobe stap, waaronder de citroenzuurcyclus, ook wel genoemd citroenzuurcyclus of tricarbonzuurcyclus. Deze stap vindt plaats in het celorganel dat bekend staat als: mitochondriën en begint met het transport van pyrodruivenzuur naar de mitochondriale matrix.
In de matrix reageert pyrodruivenzuur daar met co-enzym A (CoA), waarbij een molecuul acetylco-enzym A (acetyl-CoA) en een molecuul koolstofdioxide wordt geproduceerd. Tijdens dit proces wordt een NAD+-molecuul omgezet in een NADH-molecuul door de opname van 2 en 2- en 1 van 2 H+ die bij de reactie vrijkwamen.
Het acetyl-CoA-molecuul ondergaat het oxidatieproces en geeft aanleiding tot twee koolstofdioxidemoleculen en een intact co-enzym A-molecuul. Dit proces, waarbij verschillende chemische reacties betrokken zijn, heet citroenzuurcyclus. Zie onderstaand schema:
Deze cyclus begint wanneer een acetyl-CoA-molecuul en oxaazijnzuur reageren om een citroenzuurmolecuul te produceren, waarbij een CoA-molecuul vrijkomt. Acht reacties vinden achtereenvolgens plaats waarbij twee koolstofdioxidemoleculen, elektronen en H, vrijkomen+. Aan het einde van dit proces wordt het oxaazijnzuur teruggewonnen en kan de cyclus opnieuw worden gestart. Elektronen en H-ionen+ worden gevangen genomen door NAD+ en omgevormd tot NADH. Ze worden ook opgevangen door FAD (flavine adenine dinucleotide), dat wordt omgezet in FADH2. De Krebs-cyclus resulteert in 3 NADH en 1 FADH2.
Tijdens de cyclus wordt ook een GTP-molecuul (guanosinetrifosfaat) geproduceerd uit GDP (guaninedifosfaat) en Pi. Dat GTP-molecuul is vergelijkbaar met ATP en is ook verantwoordelijk voor het leveren van energie om sommige processen binnen de cel.
Oxidatieve fosforylering
De laatste fase van celademhaling vindt ook plaats in de mitochondriën, meer bepaald in de mitochondriale toppen. Deze stap heet oxidatieve fosforylering, omdat het verwijst naar de productie van ATP door de toevoeging van fosfaat aan ADP (fosforylering). Het grootste deel van de productie van ATP vindt plaats in dit stadium, waarin de reoxidatie van NADH- en FADH-moleculen plaatsvindt.2.
In mitochondriale toppen worden eiwitten gevonden die in volgorde zijn gerangschikt, de zogenaamde elektronentransportketens of ademhalingsketens. In deze ketens vindt de geleiding plaats van elektronen die aanwezig zijn in NADH en FADH2 zelfs zuurstof. De eiwitten die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van elektronen heten cytochromen.
De elektronen verliezen bij het passeren van de ademhalingsketen energie en combineren zich uiteindelijk met het zuurstofgas, waardoor water wordt gevormd in de uiteindelijke reactie. Ondanks dat alleen aan het einde van de keten wordt deelgenomen, wordt het proces door zuurstofgebrek onderbroken.
De energie die vrijkomt via de ademhalingsketen veroorzaakt de H-ionen+ focus op de ruimte tussen de mitochondriale richels, terugkerend naar de matrix. Om terug te keren naar het binnenste van de mitochondriën, is het noodzakelijk om door een eiwitcomplex te gaan dat a. wordt genoemd ATP-synthase, waar de productie van ATP plaatsvindt. In dit proces worden ongeveer 26 of 28 ATP-moleculen gevormd.
Ademhaling vindt plaats in drie basisstappen: glycolyse, de Krebs-cyclus en oxidatieve fosforylering
Aan het einde van de cellulaire ademhaling is er een totale positieve balans van 30 of 32 ATP-moleculen: 2 ATP van glycolyse, 2 ATP van de Krebs-cyclus en 26 of 28 van oxidatieve fosforylering.
Belangrijk:Bij prokaryoten vindt het hele proces van cellulaire ademhaling plaats in het cytoplasma en het celmembraan.
Door Ma. Vanessa dos Santos
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm