Contenuto
- Equazione della respirazione cellulare
- La glicolisi
- The Bridge Reaction
- Il ciclo di Krebs
- La catena di trasporto degli elettroni
Respirazione cellulare è la somma dei vari mezzi biochimici che gli organismi eucariotici impiegano per estrarre energia dal cibo, in particolare glucosio molecole.
Il processo di respirazione cellulare comprende quattro fasi o passaggi di base: La glicolisi, che si verifica in tutti gli organismi, procariotici ed eucariotici; il reazione a ponte, che mette in scena il palco per la respirazione aerobica; e il ciclo di Krebs e il catena di trasporto degli elettroni, vie dipendenti dall'ossigeno che si verificano in sequenza nei mitocondri.
Le fasi della respirazione cellulare non avvengono alla stessa velocità e la stessa serie di reazioni può procedere a velocità diverse nello stesso organismo in momenti diversi. Ad esempio, il tasso di glicolisi nelle cellule muscolari dovrebbe aumentare notevolmente durante l'intenso anaerobica esercizio, che comporta un "debito di ossigeno", ma i passaggi della respirazione aerobica non accelerano sensibilmente a meno che l'esercizio non sia eseguito a un livello di intensità aerobica "pay-as-you-go".
Equazione della respirazione cellulare
La formula completa della respirazione cellulare appare leggermente diversa da una fonte all'altra, a seconda di ciò che gli autori scelgono di includere come reagenti e prodotti significativi. Ad esempio, molte fonti omettono i portatori di elettroni NAD+/ NADH e FAD2+/ FADH2 dal bilancio biochimico.
Complessivamente, il glucosio a sei atomi di carbonio viene convertito in anidride carbonica e acqua in presenza di ossigeno per produrre da 36 a 38 molecole di ATP (adenosina trifosfato, la "valuta energetica" naturale delle cellule). Questa equazione chimica è rappresentata dalla seguente equazione:
C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 12 H2O + 36 ATP
La glicolisi
Il primo stadio della respirazione cellulare è glicolisi, che è un insieme di dieci reazioni che non richiedono ossigeno e quindi si verificano in ogni cellula vivente. I procarioti (dai domini Bacteria and the Archaea, precedentemente chiamati "archaebacteria") utilizzano quasi esclusivamente la glicolisi, mentre gli eucarioti (animali, funghi, protisti e piante) la usano principalmente come tavola per le reazioni più energicamente redditizie della respirazione aerobica.
La glicolisi si svolge nel citoplasma. Nella "fase di investimento" del processo, due ATP vengono consumati quando vengono aggiunti due fosfati al derivato del glucosio prima che venga suddiviso in due composti a tre carboni. Questi vengono trasformati in due molecole di piruvato, 2 NADH e quattro ATP per a guadagno netto di due ATP.
The Bridge Reaction
Il secondo stadio della respirazione cellulare, il transizione o reazione a ponte, ottiene meno attenzione rispetto al resto della respirazione cellulare. Come suggerisce il nome, tuttavia, non ci sarebbe modo di passare dalla glicolisi alle reazioni aerobiche oltre senza di essa.
In questa reazione, che si verifica nei mitocondri, le due molecole piruvate della glicolisi vengono convertite in due molecole di acetil coenzima A (acetil CoA), con due molecole di CO2 prodotto come rifiuto metabolico. Non viene prodotto ATP.
Il ciclo di Krebs
Il ciclo di Krebs non genera molta energia (due ATP), ma combinando la molecola di due carboni acetil CoA con la molecola di quattro carboni ossaloacetato e ciclando il prodotto risultante attraverso una serie di transizioni che riducono la molecola all'ossaloacetato, genera otto NADH e due FADH2, un altro vettore di elettroni (quattro NADH e un FADH2 per molecola di glucosio che entra nella respirazione cellulare alla glicolisi).
Queste molecole sono necessarie per la catena di trasporto degli elettroni e, nel corso della loro sintesi, altre quattro CO2 le molecole vengono eliminate dalla cellula come rifiuto.
La catena di trasporto degli elettroni
Il quarto e ultimo stadio della respirazione cellulare è il luogo in cui viene effettuata la "creazione" energetica maggiore. Gli elettroni trasportati da NADH e FADH2 sono estratti da queste molecole dagli enzimi nella membrana mitocondriale e usati per guidare un processo chiamato fosforilazione ossidativa, in cui un gradiente elettrochimico guidato dal rilascio dei suddetti elettroni alimenta l'aggiunta di molecole di fosfato all'ADP per produrre ATP.
Ossigeno è richiesto per questo passaggio, in quanto è l'accettore di elettroni finale nella catena. Questo crea H2O, quindi questo passaggio è da dove proviene l'acqua nell'equazione della respirazione cellulare.
Complessivamente, in questa fase vengono generate da 32 a 34 molecole di ATP, a seconda di come viene sommata la resa energetica. così la respirazione cellulare produce un totale di 36-38 ATP: 2 + 2 + (32 o 34).