A sejtlégzés 3 lépése segítségével röviden megérthetjük, hogyan nyerik a sejtek az energiát a glükózból.

Mint tudjuk, a növények a fotoszintézis nevű folyamat révén jutnak táplálékhoz. A fotoszintézis segítségével a növények glükóz formájában tárolják az energiát. Az állatoknak is van glükózuk, ahol az energiát tárolják és felhasználják a növekedéshez.

Most, lehet, hogy van néhány kérdésed az élőlényekkel kapcsolatban. Az élőlények ezt az energiát a sejtlégzésnek nevezett folyamat révén hasznosítják. A sejtlégzés fontos szerepet játszik a glükóz lebontásához szükséges energia felszabadításában, amelyből ATP (adenozin-trifoszfát) keletkezik.

Adenozin-trifoszfát, más néven ATP egy szerves vegyület, amely energiát biztosít a szervezet élő sejtjeiben. Ebben a folyamatban minden egyes glükózmolekulából 38 molekula ATP keletkezik. Íme az alábbi egyenlet:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ≈38 ATP

A sejtlégzés lépései

Itt a sejtlégzés három fontos lépése.

1. A sejtlégzés lépései 1. (Glikolízis):

A glikolízis kifejezés azt jelenti, hogy “glükóz kiköpése”, és a sejtlégzés szempontjából fontos. Ez az alapvető fontosságú folyamat a citoplazma citoszoljában zajlik. Ebben a glikolízisfolyamatban nincs szükség oxigénre a működéshez, amit anaerob légzésnek nevezünk. A glikolízis működéséhez glükózra van szükség, ami szükséges.

A glikolízis kémiai egyenlete:

C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 piruvát + 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O

Két ATP-molekula felhasításához glükózmolekulára van szükség, a két elektronhordozó molekula pedig 2NAD+ (nikotinamid-adenin-dinukleotid). Ezután négy ADP+P (adenozin-difoszfát) molekulából négy ATP-molekula lesz.

See More: A glikolízis lépésről lépésre történő folyamata.

A glükózmolekulát az enzimek felhasítják, és két piruvátmolekulává alakul, amelyet piruvinsavként ismerünk. Amikor a két piruvátmolekula kialakult, az energia négy molekula ATP-t szabadított fel, és a két elektronhordozó NADH (nikotinamid-adenin-dinukleotid + hidrogén) keletkezett.

MostA glikolízis kémiai reaktánsa a glükóz, a NAD+ és az ADP volt. Ennek a szerkezetében hat szénatomos molekula van.

Most, a glikolízis termékei 2 piroszőlősav, 2ATP és 2NADH volt. Ezek a piruvátmolekulák három szénatomból állnak.

Ezeken kívül minden molekula hidrogénből és két elektronhordozó molekulából áll. A test sejtjei hatékonyan és megfelelően tudják felhasználni a potenciális energiát.

1. A sejtlégzés 2. lépése (Krebs-ciklus vagy citromsavciklus):

A Krebs-ciklus vagy CAC (a citromsavciklus) több kémiai reakciót igényel, amely az élőlényekben zajlik. A Krebs-ciklus az eukarióta sejtek mitokondriumainak mátrixában történik.

A Krebs-ciklus az acetil-CoA oxidációjának módszerével szabadítja fel a tárolt energiát.

A Krebs-ciklus az acetil-CoA-val kezdődik, amely az OAA (oxalacetát) néven ismert négy szénatomos molekulával reagál. Az OAA-val való kötés során hat szénatomot tartalmazó citromsav keletkezik. Következésképpen a Krebs-ciklust citromsavciklusnak is nevezik.

Ez az acetil-CoA a glikolízis végtermékéből, a piruvinsavból származik.

A piruvinsav nem vesz részt közvetlenül a Krebs-ciklus reakcióiban. Először acetil-CoA-vá alakul át. Az acetil-CoA belép a Krebs-ciklusba.

Négy szénatomos akceptormolekula befolyásolja a ciklust, ami két acetil-CoA-t (mindegyik két szénatomos molekulát tartalmaz). Ugyanakkor a két szénatomos Acetil-CoA egy négy szénatomos molekulával kötődik a ciklus során, majd CO2-t és különböző elektronmolekulákat képez.

A szénatomok a piruvinsavakkal és az oxigénmolekulákat is beleértve 6CO2-t alkotnak. Ezenkívül 8 NADH és 2 FADH2 elektronhordozó molekula, valamint 2 ATP-molekula képződik együtt, amelyben a sejt felhasználhatja a potenciális energiát.

Memlékezzünk, egy négy szénatomos akceptor molekula soha nem változik, és mindig az első formájába állapítja meg, hogy egy újabb Acetil-CoA-t vegyen fel egy extra körre a Krebs-ciklushoz. A Krebs-ciklus folyamatosan és folyamatosan ismétlődik.

Mint tudjuk, minden szénatom továbbra is kötődik a piroszőlősavhoz és az oxigénmolekulákhoz, és szén-dioxiddá alakul, ez a sejtlégzés második lépése.

Még a hidrogénatomok, valamint a NADH és a FADH2 elektronjai az eredeti glükózból maradnak. Ennek eredményeképpen a hidrogénatomok, és a NADH, és a FADH2 elektronjai, amelyek a sejtlégzés nagy energiájú feltételeihez az elektrontranszportlánchoz vezetnek.

A Krebs-ciklus eredményei:

• 4 ATP (tartalmaz 2 molekulát a glikolízisből)
• 10 NADH (tartalmaz 2 molekulát a glikolízisből)
• 2 FADH2

1. A sejtlégzés 3 lépése (elektronszállító lánc):

A sejtlégzés harmadik fázisát az elektrontranszportláncot jelöli. Az elektrontranszportlánc olyan elektrontranszporterek és rendszerek csoportját jelenti, amelyek a mitokondriális membrán közepén lévő elektrondonortól az elektronakceptorok felé haladnak.

TOVÁBB:

• A 2 Z az elektrontranszportláncról vagy az oxidatív foszforilációról
• A sejtlégzés lépéseinek részletes tárgyalása

Az elektrontranszportlánc reaktánsai 10 NADH elektronhordozó molekulát, 2FADH2, hat oxigénatomot a kezdeti glükózmolekulából, és különösen 34 ADP-t és P-t tartalmaznak az ATP-szintázzal való kötéshez. Az ATP-szintáz egy olyan enzimtípus, amely folyamatosan ATP-t állít elő a reakciókhoz és a sejtlégzéshez. 10 NADH 2 molekula a glikolízisből, 8 molekula a Krebs-ciklusból. A Krebs-ciklusból 2FADH2 kerül átvételre.

Ezek a reaktánsok továbbá az aktív transzport segítségével továbbítják az elektronhordozó molekulák elektronjait a magas transzportláncból az alacsony transzportláncba. A NADH és a FADH2 nagy potenciális energiájú elektronokat bocsát ki. Másrészt az elektrontranszportlánc a mitokondrium központi membránjából indul, amely a magas potenciális energiájú elektronokat az út mentén lefoglalta.

Az elektrontranszportrendszerben háromféle molekula található.

1. Flavoprotein
2. Citokróm
3. Ubikinonok vagy koenzim Q.

Mint tudjuk, a nagy potenciális energiájú elektronokat befogják, miközben a nagy energiájú elektronok a NADH és FADH2 hidrogénionokat is szállítják a mitokondrium központi membránjának egyik oldaláról a másikra.

A NADH és FADH2 a mitokondrium mátrixában van, és az elektrontranszportláncot fogadva többször is ATP-t termel. 10 A NADH elektronok energiaszükséglete alacsonyabb, ezért nem okoznak sok ATP-t. A NADH egyébként 3 ATP-t ad, míg minden egyes FADH2 2 ATP-t hoz létre hatékonyan a sejtben. Azért hoz létre néhány ATP-t, mert az elektronok átkerülnek az elektrontranszportláncba, amely lényegesen alacsonyabb energiaszükséglettel rendelkezik, mint a NADH.

Ez az aerob légzés eredményezi, hacsak a testben lévő sejtek nem használják fel hatékonyan az oxigént. Általában az aerob légzés ezen szempontjait használják fel az ATP meghatározására a glükózmolekulákból a sejtlégzésben. A glükóz létfontosságú szerepet játszik a glikolízisben, a Krebs-ciklusban, az ETC-ben (elektrontranszportlánc). Egy molekula glükóz potenciálisan 38 molekula ATP-t eredményezhet a sejtlégzésből.

A fehérjék, zsírok és szénhidrátok katabolizmusa a sejtlégzés 3 lépése

1. lépés: a zsírsavak, a glükóz és egyes aminosavak oxidációja acetil-CoA-t eredményez.

2. lépés: az acetilcsoportok oxidációja a citromsavciklusban négy lépést tartalmaz, amelyek során elektronokat vonnak el.

3. lépés: a NADH és FADH2 által szállított elektronok a mitokondriális (vagy baktériumokban a plazmamembránhoz kötött) elektronhordozók láncába – a légzési láncba – kerülnek, amely végül az O2-t H2O-vá redukálja. Ez az elektronáramlás hajtja az ATP termelését.