THE клітинне дихання це процес, при якому органічні молекули окислюються і виробляється АТФ (аденозинтрифосфат), який використовується живими істотами для забезпечення своїх енергетичних потреб. Дихання відбувається в три основних етапи: гліколіз, Цикл Кребса і окисне фосфорилювання.
Гліколіз
THEгліколіз це анаеробний етап клітинного дихання, який відбувається в цитозолі і включає десять різних хімічних реакцій. Ці реакції відповідають за розщеплення молекули глюкоза (Ç6H12О6) у двох молекулах піровиноградної кислоти (C3H4О3).
Процес гліколізу починається з додавання двох фосфатів, від двох молекул АТФ, до молекули глюкози, сприяючи її активації. Ця молекула стає нестійкою і легко розпадається на піровиноградну кислоту. З розпадом утворюються чотири молекули АТФ, однак, оскільки дві спочатку використовувались для активації глюкози, позитивним балансом є дві молекули АТФ.
Під час гліколізу також виділяються чотири електрони (і-) та чотири іони Н+. два H+ і чотири і- захоплюються двома молекулами НАД+ (нікотинамід-адениндинуклеотид), продукуючи молекули НАДН.
Отже, ми маємо таке рівняння, яке підсумовує гліколіз:
Ç6H12О6+ 2ADP + 2Pi + 2НАД+ → 2С3H4О3 + 2ATP + 2NADH + 2H+
Карта розуму: дихання клітин
* Щоб завантажити карту розуму в PDF, Натисніть тут!
Цикл Кребса
Після гліколізу починається аеробний етап, який включає Цикл Кребса, також називається цикл лимонної кислоти або цикл трикарбонової кислоти. Цей етап відбувається всередині органели клітини, відомої як мітохондрії і починається з транспорту піровиноградної кислоти до матриксу мітохондрій.
У матриці піровиноградна кислота реагує там із коферментом А (КоА), утворюючи молекулу ацетилкоферменту А (ацетил-КоА) та молекулу вуглекислого газу. Під час цього процесу молекула NAD + перетворюється в одну з NADH завдяки захопленню 2 і- і 1 з 2 год+ які виділялися в реакції.
Молекула ацетил-КоА проходить процес окислення і дає дві молекули вуглекислого газу та цілу молекулу коферменту А. Цей процес, що включає кілька хімічних реакцій, називається Цикл Кребса. Див. Схему нижче:
Цей цикл починається, коли молекула ацетил-КоА та оксаоцтова кислота реагують, утворюючи молекулу лимонної кислоти, виділяючи молекулу КоА. Послідовно відбуваються вісім реакцій, в яких виділяються дві молекули вуглекислого газу - електрони та Н+. В кінці цього процесу оксаоцтова кислота відновлюється, і цикл можна розпочати знову. Електрони та іони Н+ захоплені НАД+ і перетворений на NADH. Вони також захоплюються FAD (флавін аденіндинуклеотид), який перетворюється на FADH2. Цикл Кребса дає 3 NADH і 1 FADH2.
Під час циклу молекула GTP (гуанозинтрифосфату) також виробляється з ВВП (гуаніндифосфат) та Pi. Це Молекула GTP подібна до АТФ, а також відповідає за забезпечення енергією для здійснення деяких процесів у клітинку.
Окисне фосфорилювання
Останній етап клітинного дихання також відбувається всередині мітохондрій, точніше в мітохондріальних гребенях. Цей крок називається окисне фосфорилювання, оскільки це стосується виробництва АТФ із додавання фосфату до АДФ (фосфорилювання). Більша частина продукції АТФ відбувається на цій стадії, на якій відбувається реоксидація молекул NADH та FADH.2.
У мітохондріальних гребенях знаходяться білки, розташовані послідовно, так звані ланцюги транспорту електронів або дихальні ланцюги. У цих ланцюгах відбувається провідність електронів, що є в NADH і FADH2 навіть кисень. Білки, що відповідають за перенесення електронів, називаються цитохроми.
Електрони, проходячи через дихальний ланцюг, втрачають енергію і, зрештою, з’єднуються з кисневим газом, утворюючи воду в кінцевій реакції. Незважаючи на участь лише в кінці ланцюга, нестача кисню призводить до переривання процесу.
Енергія, що виділяється через дихальний ланцюг, спричинює іони Н+ зосередьтеся на просторі між мітохондріальними хребтами, повертаючись до матриці. Щоб повернутися вглиб мітохондрій, необхідно пройти через білковий комплекс, який називається а АТФ-синтаза, де відбувається виробництво АТФ. У цьому процесі утворюється близько 26 або 28 молекул АТФ.
Дихання відбувається у три основних етапи: гліколіз, цикл Кребса та окисне фосфорилювання
Наприкінці клітинного дихання виникає загальне позитивне сальдо 30 або 32 молекул АТФ: 2 АТФ від гліколізу, 2 АТФ від циклу Кребса і 26 або 28 від окисного фосфорилювання.
Важливо:У прокаріотів весь процес клітинного дихання відбувається в цитоплазмі та клітинній мембрані.
Ма. Ванесса дос Сантос
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/biologia/respiracao-celular.htm
